10.20. Привязка растров

С помощью данного инструмента пользователь QGIS получает возможность привязывать растры к координатам.

Доступен в меню Слой ‣ Привязка растров.

Этот инструмент предоставляет графический интерфейс, в котором пользователь указывает общие опорные точки (традиционно называются gcp, ground control points) на растре и на карте в основном окне NextGIS QGIS. Так же координаты опорных точек можно вводить цифрами с клавиатуры, если на карте есть координатная сетка, и пользователь представляет её код EPSG. Затем при расчёте генерируется новый файл в формате GeoTIFF, с информацией о привязке внутри.

../../_images/ngqgis_privyazka_ru.png

Рис. 10.336. Интерфейс инструмента Привязка растров

10.20.1. Примеры операций

  • Привязать советскую топокарту к слою openstreetmap

  • Привязать топокарту с сеткой, введя её координаты с клавиатуры, это будет более точно, чем привязывать по точкам.

  • Привязать 1-2 снимка поверхности с летательного аппарата по визуальным ориентирам.

  • Допривязать полученный из другого софта ортофотоплан к точной карте.

  • Привязать сфотографированную распечатку карты OSM с отметками ручкой, что бы потом оцифровать эти отметки.

  • Привязать древнюю карту из книги царских времён у которой нет сетки, или она в неизвестной системе координат.

10.20.2. Параметры трансформации

Задаются в диалоговом окне, которое можно вызвать кнопкой с желтой шестеренкой button_georef_settings или через меню Параметры ‣ Параметры трансформации.

../../_images/georeference_settings_ru.png

Рис. 10.337. Диалоговое окно Параметры трансформации

Тип трансформации

Это обозначает, каким алгоритмом будут перемещаться пикселы и растягиваться карта. Алгоритм выбирается в зависимости от комбинации проекций карт - ту в которой лежит растровая карта, и та к которой привязывается.

Если вы не разбираетесь в проекциях, то выбирайте «Тонкостенный сплайн», этот алгоритм привяжет всё.

  • Линейная - алгоритм делает только поворот, масштабирование, и skew. Этот алгоритм генерирует .world-файл, а все остальные алгоритмы генерируют новый GeoTIFF с привязкой внутри. Достаточно 3 точек.

  • Гельмерта - алгоритм делает только поворот, масштабирование, и skew. Он пригоден, если обе карты в одинаковой проекции. Например, если вы взяли карту openstreetmap, напечатали на принтере, нарисовали поверх неё ручкой новые объекты, и сфотографировали эту бумагу, то можете привязать её обратно к openstreetmap этим алгоритмом. Достаточно 3 точек.

  • Полиномиальная 1-2-3 - используются для привязки бумажных карт. Чаще всего используется алгоритм Полиномиальная-2, который делает кривизну, например при привязке карт в проеции Гаусс-Крюгера к слою в Pseudo Mercator. Полиномиальная-1 делает то, что также назвается афинным преобразованием. Для этих алгоритмов требуется большее число опорных точек.

  • Тонкостенный сплайн - современный алгоритм, который позволяет делать локальные деформации, то есть разные в разных местах карты. Он самый всеядный, пригоден для привязки всего, что можно открыть как растр.

  • Проективная - работает как алгоритм Гельмерта, но делает несколько больше геометрических операций. Пригоден для случая когда нужно привязать одиночное фото из летательного аппарата к карте.

Метод интерполяции

Это обозначает алгоритм масштабирования изображения, все эти алгоритмы такие же, как в графических редакторах. Разница между ними в визуальном качестве изображения, она почти всегда незаметна, только чуть-чуть изменяется размытость.

  • Ближайший сосед - быстрый алгоритм. Подойдёт для случая, когда вы долго подбираете опорные точки для тонкостенного сплайна, и хотите быстро расчитать результат и посмотреть, какая получилась невязка в этот раз.

  • Линейная

  • Ланцоша - обычно все используют её, потому что этот алгоритм даёт стабильные результаты независимо от вида изображения.

  • Кубическая

  • Кубический сплайн

Сжатие

По умолчанию выбрано значение «None» - после привязки растр получается несжатый, и занимает много места на диске.

Доступны три алгоритма сжатия без потерь:

  • Deflate - сильнее всего сжимает, медленно сжимает, но распаковывается быстрее, чем LZW

  • LZW - сжимает в два раза быстрее, чем Deflate, но медленнее распаковывается

  • Packbits - самый быстрый, но меньше всего сжатие

После привязки вы можете запустить Растр ‣ Извлечение ‣ Обрезка, и обрезать растр по альфа-каналу, затем Растр ‣ Преобразование ‣ Преобразовать формат и сохранить его в GeoTIFF с сжатием JPEG. Это заметно уменьшит размер файлов.

10.20.3. Порядок действий для привязки карты

  1. Подготовьте растровый файл с картой, которую вы будете привязывать. Если она в формате .gif, то сконвертируйте её в jpeg или png используя инструмент Растр ‣ Преобразование ‣ Преобразовать формат (подробнее см) или любой графический редактор.

Если исходный файл большой, то он долго будет рисоваться на экране. В этом случае нажмите «Параметры ‣ Свойства растра ‣ Пирамиды», выделите там в списке все строки, «тип - внешние», и нажмите «Создать пирамиды». Получится отдельный файлик с уменьшенными копиями растра, который будет использоваться автоматически для более быстрой отрисовки.

  1. Откройте в QGIS карту, к которой вы будете привязывать растр.

  2. Решите, в какой системе координат нужна конечная карта.

  3. Запустите модуль привязки растров: Растр ‣ Привязка растров. Далее описываются команды модуля Привязка Растров.

  4. Откройте подготовленное изображение: Файл ‣ Открыть растр.

../../_images/georef_open_raster_ru.png

Рис. 10.338. Открытие растра

  1. Добавьте точки. Нажмите кнопку button_georef_add_point на панели инструментов или выберите Правка ‣ Добавить точку.

../../_images/georef_select_add_point_ru.png

Рис. 10.339. Выбор команды «Добавить точку»

Поставьте точку на карту. Появится окно с полями ввода координат. В выпадающем списке систем координат выберете ту СК, которая установлена у вас в проекте.

../../_images/georef_coord_from_map_ru.png

Рис. 10.340. Окно ввода координат при добавлении точки. Кружком отмечена добавляемая точка

Нажмите кнопку С карты. Откроется основное окно QGIS, поставьте точку на это же место на карту.

../../_images/georef_select_on_map_ru.png

Рис. 10.341. Выбор соответствующей точки на карте

../../_images/georef_coord_result_ru.png

Рис. 10.342. Полученные с карты координаты точки

Нажмите Ок для завершения добавления точки.

Поставьте так для начала 3 точки. Минимально необходимое количество точек зависит от алгоритма, если их будет недостаточно, то вам выведется сообщение.

Точки можно сохранить на диск, на случай сбоев, командой «Файл ‣ Сохранить контрольные точки как». Сохраните их в путь по умолчанию, и они будут подтягиваться автоматически при следующем запуске модуля Привязки растров.

  1. Проверьте параметры трансформации, открыв «Параметры ‣ Параметры трансформации». Там можно указать путь для нового файла (по умолчанию - исходная папка), выбрать тип трансформации и метод интерполяции, целевую систему координат.

  2. Запустите привязку растра, нажав кнопку с зеленой стрелкой button_start_georef на панели инструментов или «Файл ‣ Начать привязку растра».

  1. Добавьте трансформированный растр как новый слой. Чтобы готовый растр сразу открывался в окне QGIS, поставьте флажок Открыть в QGIS в параметрах трансформации.

Вы можете проанализировать невязки визуально, покрутив настройки прозрачности (например для сравнения ортофотопланов и спутниковых снимков подходит режим смешивания «Направленный свет»).

../../_images/georef_result_ru.png

Рис. 10.343. Результат привязки растра

Здесь был описан процесс привязки карт по точкам. Так же можно привязвать карты по числовым координатам, см. http://docs.nextgis.ru/docs_howto/source/topo_georef.html