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Georeferenzier Plugin

Das Plugin Georeferenzierung erlaubt die Erstellung von Worldfiles für existierende Rasterlayer und das Entzerren von Rasterlayern in ein neues GeoTiff. Es ermöglicht damit das Georeferenzieren von Rasterdaten in geografische und projizierte Koordinatensysteme oder die Transformation des Rasters in ein neues Koordinatensystem. Der Ansatz besteht darin, Bezugspunkte auf der Rasterkarte zu finden, denen eindeutige Koordinaten zugewiesen werden können.

Funktionalitäten

Icon

Funktion

 Icon

Funktion
       
mActionAddRasterLayer

Raster öffnen

 mActionStartGeoref

Georeferenzierung beginnen
mActionGDALScript

GDAL Skript erzeugen

 mActionLoadGCPpoints

GCP Punkte laden
mActionSaveGCPpointsAs

GCP Punkte speichern als

 mActionTransformSettings

Transformationseinstellungen
mActionAddGCPPoint

Punkt hinzufügen

 mActionDeleteGCPPoint

Punkt löschen
mActionMoveGCPPoint

GCP-Punkt verschieben

 mActionPan

Verschieben
mActionZoomIn

Hineinzoomen

 mActionZoomOut

Herauszoomen
mActionZoomToLayer

Auf den Layer zoomen

 mActionZoomLast

Zoom zurück
mActionZoomNext

Zoom vor

 mActionLinkGeorefToQGis Link Georeferencer to QGIS
mActionLinkQGisToGeoref Link QGIS to Georeferencer mActionFullHistogramStretch

Volle Histogrammstreckung
mActionLocalHistogramStretch

Lokale Histogrammstreckung

    

Table Georeferencer 1: Georeferenzierfunktionen

Wie benutzt man den Georeferenzierer

Es gibt zwei Möglichkeiten, um X und Y Koordinaten (DMS (dd mm ss.ss), DD (dd.dd) einer Rohkarte oder die Koordinaten (mmmm.mm) ) einer projizierten Karte an ausgewählten Punkten eines Bildes zu georeferenzieren:

  • Das Raster verfügt manchmal über Kreuze mit Koordinaten, die auf das Bild “geschrieben” sind. In diesem Fall können Sie die Koordinaten manuell eintragen.

  • Using already georeferenced layers. This can be either vector or raster data that contain the same objects/features that you have on the image that you want to georeference and with the projection that you want for your image. In this case, you can enter the coordinates by clicking on the reference dataset loaded in the QGIS map canvas.

Die allgemeine Vorgehensweise besteht normalerweise darin, dass man eine Reihe von Punkten auf dem zu georeferenzierenden Bild auswählt, diesen die entsprechenden Koordinaten der Zielprojektion zuweist und dann eine passende Transformationsmethode auswählt. Entsprechend der Eingabeparameter erstellt das Plugin dann entweder einen Worldfile für das Bild oder erzeugt eine entzerrte Version des Bildes als GeoTiff. Allgemein gilt, je mehr Punkte gesetzt werden, desto besser ist das Resultat.

The first step is to start QGIS, load the Georeferencer Plugin (see Der Erweiterungen Dialog) and click on Raster ‣ Georeferencer , which appears in the QGIS menu bar. The Georeferencer Plugin dialog appears as shown in figure_georeferencer_1.

In diesem Beispiel soll ein Worldfile für eine topografische Karte aus der Gegend Süd-Dakotas erstellt werden, welche zu dem GRASS Spearfish-Datensatz passt. Diese Karte kann später zusammen mit den erstellten Daten in der GRASS spearfish60 Location dargestellt werden. Die topopgrafische Karte steht unter folgender Adresse zum Download bereit - http://grass.osgeo.org/sampledata/spearfish_toposheet.tar.gz.

Figure Georeferencer 1:

../../../_images/georefplugin.png

Georeferenzierung Plugin Dialog nix

Eingabe von Bezugspunkten (Ground Control Points (GCP))

  1. To start georeferencing an unreferenced raster, we must load it using the mActionAddRasterLayer button. The raster will show up in the main working area of the dialog. Once the raster is loaded, we can start to enter reference points.
  2. Using the mActionAddGCPPoint Add Point button, add points to the main working area and enter their coordinates (see Figure figure_georeferencer_2). For this procedure you have three options:

    • Sie klicken auf einen Punkt in der Rasterkarte und geben die X- und Y-Koordinaten ein.

    • Click on a point in the raster image and choose the pencil From map canvas button to add the X and Y coordinates with the help of a georeferenced map already loaded in the QGIS map canvas.
    • With the mActionMoveGCPPoint button, you can move the GCPs in both windows, if they are at the wrong place.

  3. Geben Sie weitere Bezugspunkte an. Sie sollten mindestens 4 Punkte festlegen, und je mehr Punkte Sie gut verteilt angeben, desto besser wird normalerweise das Ergebnis. Es gibt zusätzliche Werkzeuge im Plugin Dialog um in der Arbeitsumgebung zu zoomen und zu verschieben um einen relevanten Satz von GCP Punkten ausfindig zu machen.

Figure Georeferencer 2:

../../../_images/choose_points.png

Dem Rasterbild Punkte hinzufügen nix

The points that are added to the map will be stored in a separate text file ([filename].points) usually together with the raster image. This allows us to reopen the Georeferencer plugin at a later date and add new points or delete existing ones to optimize the result. The points file contains values of the form: mapX, mapY, pixelX, pixelY. You can use the mActionLoadGCPpoints Load GCP points and mActionSaveGCPpointsAs Save GCP points as buttons to manage the files.

Festlegen der Transformationseinstellungen

Nachdem Sie in dem Bild eine ausreichende Anzahl an Punkten gesetzt haben, gilt es nun, die Transformationseinstellungen für die Georeferenzierung zu definieren.

Figure Georeferencer 3:

../../../_images/transformation_settings.png

Definieren der Georeferenzierung Transformationseinstellungen nix

Auswahl des Transformationstyps

Abhängig davon, wieviele Bezugspunkte Sie gesetzt haben, stehen unterschiedliche Transformationstypen zur Verfügung. Der zu wählende Transformationstyp ist außerdem vom Typ und der Qualität der Eingangsdaten, sowie der Anzahl geometrischer Störungen, die in dem Ergebnis auftreten können, abhängig.

Derzeit stehen die folgenden Transformationstypen zur Verfügung:

  • Der Linear Algorithmus wird verwendet eine Worlddatei zu erstellen und unterscheidet sich von der anderen Algorithmen, da er das Raster nicht wirklich transformiert. Dieser Algorithmus wird wahrscheinlich nicht ausreichen wenn Sie mit gescanntem Material zu tun haben.

  • Die **Helmert* Transformation führt einfache Skalierungs- und Rotationstransformationen durch.

  • The Polynomial algorithms 1-3 are among the most widely used algorithms introduced to match source and destination ground control points. The most widely used polynomial algorithm is the second-order polynomial transformation, which allows some curvature. First-order polynomial transformation (affine) preserves colliniarity and allows scaling, translation and rotation only.

  • Der Thin Plate Spline (TPS) Algorithmus ist eine modernere Georeferenzierungsmethode, die lokale Deformationen in die Daten einführen kann. Dieser Algorithmus ist nützlich wenn Originalbilder mit sehr schlechter Qualität georeferenziert werden.

  • Die Projektiv* Transformation ist eine lineare Drehung und Übersetzung von Koordinaten.

Festlegen der Resampling Methode

Die verwendete Resampling Methode wird wahrscheinlich von den Eingabedaten und dem Ziel der Übung abhängig sein. Wenn die Bildstatistik nicht verändert werden soll, wählen Sie wahrscheinlich die Nächster Nachbar Methode, wo hingegen die Kubische Methode ein eher weicheres Ergebnis ergibt.

Es ist möglich zwischen 5 verschiedenen Resamplingmethoden auszuwählen:

  1. Nächster Nachbar

  2. Linear

  3. Kubisch

  4. Kubisches Spline

  5. Lanczos

Festlegen der Transformationseinstellungen

Es gibt mehrere Optionen, die für die Ausgabe der Georeferenzierung festgelegt werden müssen.

  • Das checkbox World-Datei erzeugen Kontrollkästchen steht nur zur Verfügung wenn Sie sich entschließen den linearen Transformationstyp zu verwenden, das dies heisst dass das Rasterbild tatsächlich nicht umgewandelt wird. In diesem Fall ist das Ausgaberaster Feld nicht aktiviert, da nur eine neue World-Datei erstellt wird.

  • Für alle anderen Transformationstypen müssen Sie ein Ausgaberaster angeben. Als Standard wird eine Datei mit dem Namen ([filename]_modified) in demselben Ordner, indem sich auch die Originaldatei befindet geschrieben.

  • Als nächstten Schritt müssen Sie das Ziel-KBS (Koordinatenbezugssystem) für die georeferenzierte Rasterdatei definieren (siehe Arbeiten mit Projektionen).

  • Wenn Sie mögen können Sie eine PDF-Karte erzeugen und auch einen PDF-Bericht erzeugen. Der Bericht enthält Informationen über die verwendeten Parameter, ein Bild mit den Residuen und eine Liste mit allen GCPs und ihrer RMS Fehler.

  • Darüberhinaus können Sie das checkbox Zielauflösung Kontrollkästchen aktivieren und die Pixelauflösung des Ausgaberasters definieren. Die voreingestellte horizontale und vertikale Auflösung ist 1.

  • checkbox Falls nötig 0 für Transparenz verwenden kann aktiviert werden wenn Pixel mit dem Wert 0 transparent dargestellt werden sollen. In unserer topografischen Karte wären alle weißen Bereiche transparent.

  • Finally, checkbox Load in QGIS when done loads the output raster automatically into the QGIS map canvas when the transformation is done.

Rastereigenschaften anziegen und anpassen

Wenn Sie auf den Knopf Raster properties im Menü Einstellungen klicken, öffnet sich ein Dialog, um die Rastereigenschaften des zu referenzierenden Layers zu verändern.

Den Georeferenzierer konfigurieren

  • You can define whether you want to show GCP coordiniates and/or IDs.

  • Als Resteinheiten können Pixel und Karteneinheiten ausgewählt werden.

  • Für den PDF-Bericht kann ein linker und rechter Rand definiert werden und Sie können auch das Papierformat für die PDF-Karte festlegen.

  • Schließlich können Sie checkbox Georeferenzierungsfenster docken aktivieren.

Starten der Georeferenzierung

After all GCPs have been collected and all transformation settings are defined, just press the mActionStartGeoref Start georeferencing button to create the new georeferenced raster.