Transformácie súradníc v Transformácie súradníc v GISGIS

Roman VarinskýRoman Varinský

20052005Katedra kartografie, geoinformatiky a Katedra kartografie, geoinformatiky a

DPZDPZ

ÚlohaÚloha

V prostredí GRASS georeferencovať raster a pomocou V prostredí GRASS georeferencovať raster a pomocou bodov so známymi súradnicami určiť odchýlky bodov so známymi súradnicami určiť odchýlky transformácie. transformácie.

Vytvoriť množinu georeferencovaných bodov pre Vytvoriť množinu georeferencovaných bodov pre spracovaný mapový list.spracovaný mapový list.

Vyhodnotiť polohovú odchýlku pre každý polohovo Vyhodnotiť polohovú odchýlku pre každý polohovo priradený bod priradený bod

a pre každú transformáciu a jej vhodné kartografické a pre každú transformáciu a jej vhodné kartografické vyjadrenie. vyjadrenie.

RiešenieRiešenie Vstupný rastrový obrázok nemá polohové priradenie. Vstupný rastrový obrázok nemá polohové priradenie.

Definíciu jeho regiónu preto môžem zvoliť ľubovoľne. Poznám Definíciu jeho regiónu preto môžem zvoliť ľubovoľne. Poznám však súradnice priesečníkov kilometrovej siete, ktoré viem však súradnice priesečníkov kilometrovej siete, ktoré viem jednoducho odpočítať od súradníc zadaného priesečníka jednoducho odpočítať od súradníc zadaného priesečníka ľavého horného rohu (3657000, 5395000) rastrového obrázka ľavého horného rohu (3657000, 5395000) rastrového obrázka v Gauss-Krv Gauss-Krüügerovom zobrazenígerovom zobrazení. Digitalizáciou priesečníkov . Digitalizáciou priesečníkov kilometrovej siete viem týmto bodom priradiť nové súradnice kilometrovej siete viem týmto bodom priradiť nové súradnice v Gauss-Krv Gauss-Krüügerovom zobrazení. Súradniciam priesečníkov v gerovom zobrazení. Súradniciam priesečníkov v rastrovom obrázku imaginárneho regiónu teda priradím rastrovom obrázku imaginárneho regiónu teda priradím reálne súradnice. reálne súradnice.

Použijem lineárnu, kvadratickú a kubickú transformáciu Použijem lineárnu, kvadratickú a kubickú transformáciu (order=1,2,3). Transformovať budem rôzny počet bodov; pre (order=1,2,3). Transformovať budem rôzny počet bodov; pre lineárnu použijem postupne 3, 9, 16 a 25 bodov, pre lineárnu použijem postupne 3, 9, 16 a 25 bodov, pre kvadratickú 6, 9, 16 a 25 bodov a pre kubickú 10, 16 a 25 kvadratickú 6, 9, 16 a 25 bodov a pre kubickú 10, 16 a 25 bodov. bodov.

RiešenieRiešenie

Po transformáciách určím odchýlky x a y súradnice na Po transformáciách určím odchýlky x a y súradnice na priesečníkoch od zadaných súradníc. Odchýlky určujem na priesečníkoch od zadaných súradníc. Odchýlky určujem na všetkých (81) digitalizovaných priesečníkoch a pre každú všetkých (81) digitalizovaných priesečníkoch a pre každú transformáciu (11), to znamená určenie 81 priesečníkov x transformáciu (11), to znamená určenie 81 priesečníkov x 11 transformácii = 891 odchýlok. 11 transformácii = 891 odchýlok.

Vypočítam dĺžku vektora odchýlky, ktorú potom zobrazím Vypočítam dĺžku vektora odchýlky, ktorú potom zobrazím kartografickou metódou pomocou povrchov a izolínii, čo je kartografickou metódou pomocou povrchov a izolínii, čo je vlastne cieľom tejto práce. vlastne cieľom tejto práce.

Informácie o zadanom územíInformácie o zadanom území

mapový list M-33-131-B-b (Gauss-Krmapový list M-33-131-B-b (Gauss-Krüüger)ger)vo formáte JPEG, bez polohového priradenia, kilometrová sieťvo formáte JPEG, bez polohového priradenia, kilometrová sieť

kríže georeferencovanej kilometrovej sietekríže georeferencovanej kilometrovej siete

3657000, 5395000 3665000, 5395000

3665000, 53870003657000, 5387000

Postup riešenia v GRASS 5.3Postup riešenia v GRASS 5.3

Pred akýmkoľvek výpočtom v Grass-e je nutné si založiť Pred akýmkoľvek výpočtom v Grass-e je nutné si založiť Location a Mapset. Keďže sa chystám transformovať, treba Location a Mapset. Keďže sa chystám transformovať, treba si založiť dve Location (xy, xy_GK) a dva Mapsety (transf – si založiť dve Location (xy, xy_GK) a dva Mapsety (transf – oba)oba)

xy: N=805, S=0, W=0, E=805, resolution: 1x1 xy: N=805, S=0, W=0, E=805, resolution: 1x1

xy_GK: N=5396000, S=5386000, W=3655000, E=3666000, xy_GK: N=5396000, S=5386000, W=3655000, E=3666000, resolution: 1x1resolution: 1x1

Transformovať budem z xy do xy_GK. Nastavím sa preto na Transformovať budem z xy do xy_GK. Nastavím sa preto na Location: xy a sem naimportujem rastrový obrázok. Location: xy a sem naimportujem rastrový obrázok.

Postupnosť príkazov v GRASS Postupnosť príkazov v GRASS 5.35.3

Pre import obrázka do prostredia GRASS použijemPre import obrázka do prostredia GRASS použijem

r.in.gdal input=m33131bb.jpg output=mapar.in.gdal input=m33131bb.jpg output=maparozloží obrázok na tri časti R G B, ktoré neskôr spojím do celkurozloží obrázok na tri časti R G B, ktoré neskôr spojím do celku

Pred vizualizáciou vrstiev treba zapnúť grafický monitorPred vizualizáciou vrstiev treba zapnúť grafický monitor

d.mon start=x0d.mon start=x0

Teraz by som spojil do jedného celku tri časti mapy, rozdelené Teraz by som spojil do jedného celku tri časti mapy, rozdelené pri importe. Na to sa používa modul r.composite. pri importe. Na to sa používa modul r.composite.

r.composite r_map=mapa.red r.composite r_map=mapa.red g_map=mapa.green b_map=mapa.blue g_map=mapa.green b_map=mapa.blue output=mapaoutput=mapa

Postupnosť príkazov v GRASS Postupnosť príkazov v GRASS 5.35.3 Pred digitalizáciou ešte vytvorím skupinu, do ktorej vložím Pred digitalizáciou ešte vytvorím skupinu, do ktorej vložím

RGB rasterRGB raster

i.group group=mapa input=mapai.group group=mapa input=mapa

Digitalizácia krížov kilometrovej siete prebieha pod príkazomDigitalizácia krížov kilometrovej siete prebieha pod príkazom

i.pointsi.pointsV rastrovom obrázku zdigitalizujem 81 priesečníkov a V rastrovom obrázku zdigitalizujem 81 priesečníkov a priradím im súradnice kilometrovej siete v Gauss-Krpriradím im súradnice kilometrovej siete v Gauss-Krüügerovom gerovom zobrazení (pred i.rectify musím sprístupniť iba body, ktoré do zobrazení (pred i.rectify musím sprístupniť iba body, ktoré do transformácie budú vstupovať - 3, 6, 9, 10, 16, 25; body transformácie budú vstupovať - 3, 6, 9, 10, 16, 25; body deaktivujem dvojklikom – zobrazí sa NOT USED). Zoznam deaktivujem dvojklikom – zobrazí sa NOT USED). Zoznam všetkých digitalizovaných bodov sa nachádza v maplist.txt.všetkých digitalizovaných bodov sa nachádza v maplist.txt.

Pred transformáciou treba určiť cieľ kam sa bude Pred transformáciou treba určiť cieľ kam sa bude transformovať. transformovať.

i.target group=mapa location=xy_GK i.target group=mapa location=xy_GK mapset=transfmapset=transfzacielenie skupiny na cieľovú Location a Mapset zacielenie skupiny na cieľovú Location a Mapset

Postupnosť príkazov v GRASS Postupnosť príkazov v GRASS 5.35.3

Transformácia zvoleného počtu bodov prebieha zadanímTransformácia zvoleného počtu bodov prebieha zadaním

i.rectify group=mapa extension=...i.rectify group=mapa extension=...*1)*1) order=...order=...*1)*1)

Slúži na transformáciu súradníc priradených každému pixlu Slúži na transformáciu súradníc priradených každému pixlu obrázka, založenom na súradniciach priradených v i.points, obrázka, založenom na súradniciach priradených v i.points, extension – prípona, order – stupeň transformácie (1-lineárna, 2-extension – prípona, order – stupeň transformácie (1-lineárna, 2-kvadratická, 3-kubická).kvadratická, 3-kubická).

*1).*1). extension a order som menil podľa potreby extension a order som menil podľa potreby::napr.: 3 body pri lineárnej transformácii: extension=3_1napr.: 3 body pri lineárnej transformácii: extension=3_1 16 bodov pri kvadratickej transformácii: extension=16_216 bodov pri kvadratickej transformácii: extension=16_2 25 bodov pri kubickej transformácii: extension=25_325 bodov pri kubickej transformácii: extension=25_3

Postup riešenia v GRASS 5.3Postup riešenia v GRASS 5.3 Po skončení všetkých transformácii sa nastavím na Po skončení všetkých transformácii sa nastavím na

Location: xy_GK. Cieľom úlohy je určiť odchýlky pri Location: xy_GK. Cieľom úlohy je určiť odchýlky pri jednotlivých stupňoch transformácii použitím rôzneho počtu jednotlivých stupňoch transformácii použitím rôzneho počtu vstupných bodov. Transformovaných mám 11 rastrov, tak vstupných bodov. Transformovaných mám 11 rastrov, tak ich budem postupne zobrazovať a zisťovať odchýlky na ich budem postupne zobrazovať a zisťovať odchýlky na priesečníkoch. Rastre zobrazímpriesečníkoch. Rastre zobrazím

d.rast d.rast “n“názov rastraázov rastra””

Pre presnejšie určenie odchýlok na priesečníkoch si územie Pre presnejšie určenie odchýlok na priesečníkoch si územie zväčším.zväčším.

d.zoomd.zoomTýmto modulom som aj určoval odchýlky. Po zobrazení Týmto modulom som aj určoval odchýlky. Po zobrazení súradníc som tieto vkladal do Excelusúradníc som tieto vkladal do Excelu

Postup riešenia v ExceliPostup riešenia v Exceli

Súradnice získané v GRASS-e som si potom ukladal do Súradnice získané v GRASS-e som si potom ukladal do stĺpcov do Excelu (odchylky.xls), kde som potom po odčítaní stĺpcov do Excelu (odchylky.xls), kde som potom po odčítaní odchýlok vypočítal dĺžku vektora odchýlky, odčítaním od odchýlok vypočítal dĺžku vektora odchýlky, odčítaním od pôvodne priradených súradníc, na základe vzťahpôvodne priradených súradníc, na základe vzťahuu

Súradnice Súradnice x y z x y z (súradnica (súradnica zz v tomto prípade vektor v tomto prípade vektor odchýlky) v troch stĺpcoch som potom vložil do odchýlky) v troch stĺpcoch som potom vložil do Poznámkového bloku ako textový súbor (napr. 3_1.txt, Poznámkového bloku ako textový súbor (napr. 3_1.txt, 25_3.txt) 25_3.txt)

22 yxv

Postup riešenia v Surfer 7.0Postup riešenia v Surfer 7.0 Na import dát do prostredia Surfer 7.0 slúži modulNa import dát do prostredia Surfer 7.0 slúži modul

Grid/Data...Grid/Data...V okne som si zvolil požadovaný txt súbor a na vytvorenie V okne som si zvolil požadovaný txt súbor a na vytvorenie gridu som použil metódu Kriginggridu som použil metódu Kriging

Úlohou mojej práce je vyjadrenie odchýlok formou Úlohou mojej práce je vyjadrenie odchýlok formou kartografického modelu pomocou povrchov. Tieto vhodne kartografického modelu pomocou povrchov. Tieto vhodne zobrazím pomocouzobrazím pomocou

Map/Contour Map/New Contour Map...Map/Contour Map/New Contour Map...- vybral som vytvorené gridy- vybral som vytvorené gridy- v okne Contour Map Properties v záložke Options som označil - v okne Contour Map Properties v záložke Options som označil obe možnosti pod Filled Contours (Fill Contours a Color Scale)obe možnosti pod Filled Contours (Fill Contours a Color Scale)- v záložke Levels som ešte poupravoval rozostup vrstevníc a - v záložke Levels som ešte poupravoval rozostup vrstevníc a farbufarbu

po zobrazení som narobil screenshoty a uložil ich vo formáte po zobrazení som narobil screenshoty a uložil ich vo formáte bmpbmp

Zoznam prislúchajúcich Zoznam prislúchajúcich súborovsúborov

Súbor s pôvodnými súradnicami, so zistenými odchýlkami a Súbor s pôvodnými súradnicami, so zistenými odchýlkami a výpočtom vektora odchýlokvýpočtom vektora odchýlokodchylky.xlsodchylky.xls

Súbory so stĺpcami x y z, kde z vyjadruje dĺžku vektora Súbory so stĺpcami x y z, kde z vyjadruje dĺžku vektora odchýlkyodchýlky3_1.txt3_1.txt, , 9_1.txt9_1.txt, , 16_1.txt16_1.txt, , 25_1.txt25_1.txt, , 6_2.txt6_2.txt, , 9_2.txt9_2.txt, , 16_2.txt16_2.txt, , 25_2.txt25_2.txt, , 10_3.txt10_3.txt, , 16_3.txt16_3.txt, , 25_3.txt25_3.txt

Obrázkové súbory s plochami odchýlokObrázkové súbory s plochami odchýlok3_1.bmp3_1.bmp, , 9_1.bmp9_1.bmp, , 16_1.bmp16_1.bmp, , 25_1.bmp25_1.bmp, 6_2.bmp, 9_2.bmp, , 6_2.bmp, 9_2.bmp, 16_2.bmp, 25_2.bmp, 10_3.bmp, 16_3.bmp, 25_3.bmp16_2.bmp, 25_2.bmp, 10_3.bmp, 16_3.bmp, 25_3.bmp

File vytvorený v Grass-e cez i.points obsahujúci digitalizované File vytvorený v Grass-e cez i.points obsahujúci digitalizované súradnice priesečníkov súradnice priesečníkov maplist.txt maplist.txt