Лабораторная работа № 2 Регистрация изображений в ArcGis по координатам. Создание мозаики растров.

Цель работы: Регистрация растра по координатам; оценка точности привязки изображения; объединение (мозаика) растров; создание нового трансформированного растра.

Исходные файлы: Растры: eastbel.jpg, westbel.jpg - карты восточной и западной частей Белгородской области.

Путь к файлам: D/ArcGIS_lab/work4.

Для ввода нового растрового изображения в среду ГИС на первом эта­пе необходимо осуществить его пространственную привязку, т.е. присвоить различным точкам растра координаты по определенной системе координат (это могут быть географические координаты - широта и долгота, прямо­угольные координаты в реально существующей или условной системе коор­динат). На основе заданных координат первичной привязки, в среде ГИС представляется возможным определить координаты любой другой точки как на растре, так и на создаваемых на основе данного растра векторных слоях.

Для первичной привязки выбираются точки с известными координата­ми (определенными при помощи GPS приемника, по карте или справочнику). Минимальное количество точек, используемое для привязки в ArcGIS - 3. Чем больше точек, тем выше точность привязки. Для снижения ошибки про­странственной привязки, точки должны быть расставлены на максимальном удалении друг от друга.

При осуществлении пространственной привязки во всех программных продуктах ГИС необходимо осуществлять оценку точности привязки изо­бражения, т.е. контролировать величину ошибки. При уменьшении масштаба карты допускается увеличение величины ошибки.

В программном пакете ArcGIS первичная пространственная привязка осуществляется в приложении АгсМар.

Исходный картографический материал, часто бывает фрагментирован на разные файлы. Это может произойти из-за невозможности произвести сканирование целой бумажной карты, из-за расположения нужной террито­рии на разных листах топографической карты и т.д. В этом случае, на первом этапе помимо пространственной привязки необходимо осуществить связыва­ние растров из различных файлов в единый документ (создать мозаику). Для осуществления данной операции в среде ArcGIS необходимо, чтобы на раз­ных фрагментах карты были общие территории с точками, координаты кото­рых известны (минимум 2 точки).

Согласно условиям данной лабораторной работы, территория Белго­родской области также представлена на двух различных фрагментах карты -западном (файл westbel.jpg) и восточном (файл eastbel.jpg). Данные файлы содержат две общих точки с известными координатами (№ 3 и 8).

Таким образом, нам необходимо осуществить привязку сначала одной части области, а затем, привязывая другую часть, связать ее с первой, объе­динив в единое растровое изображение.

Порядок выполнения работы

1. Привяжите растр westbeLjpg - Западная часть Белгородской области

Запустите АгсМар. Добавьте в таблицу содержания растр westbel.jpg, не обращая внимания на сообщение об отсутствии информации о географи­ческой привязке, и нажмите ОК.

Для осуществления пространственной привязки, загрузите панель ин­струментов «Пространственная привязка», выбрав «Вид →Панели инструментов → Пространственная привязка». Поместите эту панель инструмен­тов над картой так, чтобы она была полностью видна.

Слой для привязки, единственный в таблице содержания, будет указан автоматически - westbel.jpg (рис. 13).

Рис. 13 Панель инструментов Пространственная привязка

Точки с известными координатами отмечены на карте (рис. 14), а сами координаты приведены в таблице 1.

Рис. 14 Точки привязки файлов westbel.jpg(слева) иeastbel.jpg(справа)

Увеличьте растр так, чтобы хорошо были видны обозначенные точки привязки. Добавьте поочередно пять регистрационных точек (тиков) и введи­те координаты этих точек (для файла westbel.jpg это точки с номерами 1,2,3,8,9) согласно таблице 1.

Таблица 1

Координаты регистрационных точек Белгородской области в системе прямоугольных координат UTM (Universal Transverse Mercator projection), зона 37 U

Для этого в панели инструментов «Пространственная привязка»щелкните на кнопке «Добавить опорные точки»Разместите курсор в точке привязки и щелкните левой кнопкой мыши. Когда цвет перекрестья сменится, нажмите на правую кнопку. В контекстном меню выберете пункт «Входные X и Г» и введите координаты (в полях X и Y уже будут определен­ные автоматически координаты, их необходимо исправить на правильные, указанные в таблице 1) и нажать ОК.

После ввода координат первой точки растр может пропасть с экрана и переместиться в точку с указанными координатами. В этом случае нажмите

на кнопку «Полный экстент»или используйте команду «Приблизить к слою» в контекстном меню слоя.

Подобным образом введите координаты для четырех точек.

Откройте таблицу связей, нажав кнопкупанели «Пространственная привязка» и проверьте ошибки регистрации растра. При появлении резко от­личающихся значений ошибок регистрации растра удалите точку и вновь по­вторите процедуру ввода регистрационной точки. Среднеквадратичная ошибка должна быть не более 500 метров.

Преобразуйте растр согласно выбранного способа трансформации. Ме­ню «Пространственная привязка → Трансформировать».

Заполните окно сохранения результатов трансформации (рис. 15).

Рис. 15 Окно сохранения результатов трансформации

После трансформации удалите растр westbel.jpg из таблицы содержа­ния и добавьте растр westbel-tr.jpg.

2. Выполните привязку растра eastbeLjpg, сопоставляя при этом его с растром westbel-tr.jpg

Добавьте в таблицу содержания растр eastbel.jpg. Он появится на большом удалении от растра westbel-tr.jpg. Для его приближения в поле «Слой» панели «Пространственная привязка» выберите «eastbel.jpg». Затем в меню той же панели выберите команду «Подогнать к отображаемому экстенту» (рис. 16).

Рис. 16 Приближение слоя к отображаемому экстенту

После этого слой eastbel.jpg окажется над слоем westbel-tr.jpg. Для дальнейшего сопоставления слоев слой eastbel.jpg необходимо сделать полу­прозрачным. Задать прозрачность возможно при помощи панели «Эффекты» меню «Вид →Панели инструментов →Эффекты». В поле «Слой» панели «Эффекты» установите название eastbel.jpg. При помощи кнопки установите прозрачность на уровне 50% (рис. 17).

Рис. 17 Установка прозрачности слоя

Посредствам панели «Пространственная привязка» задайте координа­ты двум общим точкам слоев (№ 3 и 8). Для этого нажав кнопку, устано­вите курсор и нажмите левую кнопку мыши в точке № 3 не привязанного изображения, затем переместите курсор в точку № 3 ранее привязанного изо­бражения westbel-tr.jpg и нажмите правую клавишу мыши. Ту же операцию проделайте для общей точки № 8. Уберите прозрачность со слоя eastbel.jpg. В случае, если привязка по общим точкам не дала нормального совпадения изображений, привяжите изображение eastbel.jpg по координатам X, Y как это указано в п. 1.

3. При помощи операции «Мозаика в новый растр» объедините два растра в один

Находясь в окне АгсМар, откройте окно ArcToolbox. В инструментах Управление данными (Data Management Tools) найдите набор «Растр →Мо­заика в новый растр». В открывшемся окне заполните следующие поля:

Входные растры - Westbel-tr.jpg и Eastbel.jpg

Выходное местоположение - ArcGIS_lab\work4

Имя набора растровых данных - bel.jpg

Число каналов - 3

Метод мозаики - MINIMUM

Режим Mosaic Colormap – FIRST

После выполнения этой операции новый объединенный растр добавит­ся в проект (растр bel.jpg). Этот растр вы будете использовать в следующем задании для создания цифровой модели карты.