Географическая привязка топографических листов и сканированных карт

Большинство проектов ГИС требует геопривязки некоторых растровых данных. Геопривязка - это процесс присвоения координат из реального мира каждой точке растра. Часто эти координаты получают с помощью полевых измерений, собирая координаты с помощью GPS-приемника в нескольких легко опознаваемых точках снимка или карты. В некоторых случаях, когда вы хотите оцифровать отсканированные карты, вы можете получить координаты из маркировки на самом изображении карты. Используя эти выборочные координаты, или опорные точки (GCP), изображение деформируется и подгоняется под выбранную систему координат. В этом уроке я расскажу о концепциях, стратегиях и инструментах QGIS для достижения высокой точности привязки.

Обзор задачи

Мы будем использовать отсканированную карту юга Индии 1870 года и привяжем ее используя QGIS.

Вы научитесь также

  • Определять датум и систему координат для старых карт.

Получение данных

Сайт Hipkiss’s Scanned Old Maps содержит замечательную коллекцию отсканированных карт без авторских прав, которые можно использовать для исследований.

Загрузите карту южной Индии 1870 года и сохраните ее как изображение JPG на жестком дискe.

For convenience, you may directly download a copy of the dataset from the link below:

1870_southern_india.jpg

Методика

1.Georeferencing in QGIS is done via the ‘Georeferencer GDAL’ plugin. This is a core plugin - meaning it is already part of your QGIS installation. You just need to enable it. Go to Plugins ‣ Manage and Install Plugins and enable the Georeferencer GDAL plugin in the Installed tab. See Использование модулей расширения for more details on how to work with plugins.

../_images/150.png
  1. Модуль установлен в меню Растр. Нажмите на Raster ‣ Georeferencer ‣ Georeferencer чтобы открыть модуль.

../_images/227.png
  1. Окно модуля разделено на 2 части: верхнюю часть, где будет отображаться растр, и нижнюю часть, где появится таблица, показывающая ваши опорные точки.

../_images/318.png
  1. Теперь мы откроем наше изображение JPG. Перейдите к File ‣ Open Raster. Перейдите к загруженному изображению отсканированной карты и нажмите Open.

../_images/413.png
  1. На следующем экране, вас попросят указать систему координат для растра (СК). Это нужно, чтобы уточнить проекцию и датум ваших контрольных точек. Если вы получили опорные точки с помощью GPS-устройства, ваша система координат будет WGS84. Если вы привязываете отсканированную карту типа этой, вы можете получить информацию о СК из самой карты. Глядя на наше изображение карты, видим только, что координаты в формате широта/долгота. Там нет информации о датуме, так что мы должны самостоятельно выбрать подходящий датум. Поскольку это Индия, и карта очень старая, можно поспорить, датум Everest 1830 даст нам хорошие результаты.

../_images/513.png
  1. Вы увидите, что изображение загрузится в верхней части.

../_images/612.png
  1. Вы можете использовать кнопки масштабирования или сдвига с панели инструментов чтобы подробнее изучить карту.

../_images/712.png
  1. Теперь нам нужно назначить координаты некоторым точкам на этой карте. Если вы посмотрите внимательно, вы увидите координатную сетку с разметкой. Используя эту сетку, можно определить X и Y координаты точек, где сетки пересекаются. Нажмите на кнопку Add Point на панели инструментов.

../_images/812.png
  1. In the pop-up window, enter the coordinates. Remember that X=longitude and Y=latitude. Click OK.
../_images/911.png
  1. You will notice the GCP table now has a row with details of your first GCP.
../_images/1011.png
  1. Similarly, add at least 4 GCPs covering the entire image. The more points you have, the more accurate your image is registered to the target coordinates.
../_images/1114.png
  1. Once you have enough points, go to Settings -> Transformation settings.
../_images/1213.png
  1. In the Transformation settings dialog, choose the Transformation type as Thin Plate Spline. Name your output raster as 1870_southern_india_modified.tif. Choose EPSG:4326 as the target SRS so the resulting image is in a widely compatible datum. Make sure the Load in QGIS when done option is checked. CLick OK.
../_images/1311.png
  1. Back in the Georeferencer window, go to File ‣ Start georeferencing. This will start the process of warping the image using the GCPs and creating the target raster.
../_images/1410.png
  1. Once the process finishes, you will see the georeferenced layer loaded in QGIS.
../_images/1510.png
  1. The georeferencing is now complete. But as always, it’s a good practice to verify your work. How do we check if our georeferencing is accurate? In this case, load the country boundaries shapefile from a trusted source like the Natural Earth dataset and compare them. You will notice they match up pretty nicely. There is some error and it can be further improved by taking more control points, changing transformation parameters and trying a different datum.
../_images/169.png
comments powered by Disqus

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License