Самый простой случай привязки в географическую систему координат отсканированной карты

Координатная (географическая) привязка в ArcMap осуществляется в несколько этапов, последовательность которых зависит от типа привязываемого материала. Данный пример иллюстрирует один из самых простых случаев, привязку тематической карты, с нанесеннием дополнительной сетки координат, в данном примере привязка осуществляется в географическую систему координат.

Данный пример можно использовать в качестве урока по координатной привязке карты в ArcGIS/ArcMap. Общий вид инструментов и панелей соответствует ArcGIS 9.0, данную методику привязки можно применять и в других версиях ArcGIS, при этом внешний вид инструментов может отличаться от приведенных в статье. В статье используется терминология русифицированной версии ArcGIS, которая не всегда совпадает с общепринятой.

Для проверки полученных результатов и для того, чтобы попробовать самому, можно использовать этот набор файлов.

Разберем процесс привязки по шагам

Подготовка растра[править]

Отсканировать карту с разрешением, достаточным для решения поставленных задач. Рекомендуется полностью сохранить координатную сетку, если она есть и оставить зарамочное оформление, если оно не сильно велико.

Координатная сеть[править]

Если на карте не нанесена координатная сетка (например присутствуют только на рамке), можно самостоятельно это сделать в графическом редакторе. Если карта очень мелкого масштаба (страны, континенты), то это не всегда возможно, так как меридианы и параллели в некоторых проекциях не являются прямыми линиями, но так же верно, что для карт часто точность так же не велика.

Загрузка данных в ArcGIS[править]

Загрузить отсканированную карту, Файл\Добавить данные и слои (File\Add Data) (На вопрос "создавать пирамидальные слои", ответить "Нет" ).

Панель пространственной привязки[править]

Запустить ArcMap и включить панель пространственной привязки (Вид/Панели инструментов/Пространственная привязка, View\Toolbars\Georeferencing). Панель имеет следующий вид:

Таблица связей[править]

Нажать на кнопку Таблица (последняя в панели инструментов привязки). При этом появится пустая таблица. Уберите галочку в окне "Автонастройка". Отключение автонастройки означает, что в данном случае, карта не будет автоматически трансформироваться после каждой новой точки привязки, в данном случае это было бы неудобно.

Создание связей[править]

С помощью инструмента привязки (предпоследняя кнопка), нажимая на пересечение координатных линий (или любой другой точке с известными координатами) на карте и вторично щелкая в любом месте карты правой кнопкой и выбрав "Ввести координаты", ввести правильные координаты для точки. Координаты должны вводиться в формате DD.DDDDD (десятичные градусы), если ваши координаты в другом формате, например DD MM SS, необходимо перевести их в нужный ([dms2dd.html подробнее о том, как можно это сделать]).

Необходимо повторить этот шаг для всех или большинства точек с известными координатами на карте, чем больше точек привязки, тем более точно будет привязана ваша карта.

В таблице связей, с каждым новым нажатием, будут появляться новые строки, которые при необходимости можно корректировать или удалять.

Выбор модели трансформации[править]

После расстановки всех точек, в таблице необходимо включить функцию "Автонастройка". При этом карта изменит размеры и положение ориентируясь к координатам привязки. При этом точки привязки приблизятся к точкам с известными координатами. Если расставлено больше 6 точек, можно попробовать выбрать полиномиальную модель трансформации 2-го порядка учитывающую возможную кривизну линий. Если переключение в этот режим приводит к очевидным сильным искажениям, рекомендуется просмотреть точки на предмет большой средне квадратичной ошибки ([rmse.html RMSE]) и удалить их, пока результат не станет удовлетворительным.

Сохранить связи[править]

Внесенные в таблицу координаты привязки рекомендуется сохранить, нажав на кнопку "Сохранить". Таким же образом можно загрузить (нажав кнопку "загрузить" и выбрать путь) данную таблицу в дальнейшем.

Проверка[править]

Для проверки привязки можно загрузить существующий слой или шейп-файл, про который известно, что он правильно привязан географически и имеет ту же систему координат (в данном случае это граница страны в географической системе координат). Обратите внимание на несовпадение синей линии - границы из векторного слоя и красной линии - той же границы с самой карты.

Дополнительная коррекция[править]

Для дополнительной корректировки привязанной карты, можно, используя навигационные инструменты (увеличить, уменьшить и т.д.) добавить дополнительные точки привязки между привязываемой картой и известной границей. Для наблюдения за изменениями расположения карты можно оставить опцию "Автонастройка" включенной. Небольшое несовпадение карты и слоя может присутствовать постоянно. Для дальнейшего улучшения привязки, можно также найти связи опорные точки которых расположенные на большом расстоянии и удалить их, оставив таким образом все "хорошие" связи. Удаление проводится в таблице точек связей.

Использование полинома 2-го порядка[править]

Для более тонкой коррекции, если вы не достигли еще совпадения границ слоя и привязываемой карты можно сделать следующее: выбрать в таблице связей в опции "Преобразование" значение "Полином 2-го порядка". При этом карта должна еще больше исказиться, "подойдя" под границы шейп-файла. Далее нужно еще раз просмотреть связи точек, можно добавить новые и откорректировать уже существующие. У вас должна получится примерно следующая ситуация:

При этом нужно помнить, что полного совпадения привязываемой карты и источника координат (другой карты, координатоной сетки и т.д.) как правило достичь невозможно, из-за ошибок сканирования, несоответствия масштабов и других источников ошибок.

Привязка исходного растра[править]

После получения окончательного варианта привязки нужно еще раз сохранить все точки привязки в таблице связей. После этого, нужно удалить слой с которым вы работали и загрузить слой без координат (если вам нужна карта без нарисованных осей). В новый файл ArcMap загрузите сначала копию оригинальной карты, далее запустите модуль геопривязки, таблицу, загрузить точки из сохраненного вами файла. Для проверки можно так же загрузить шейп-файл. Если вы не модифицировали исходный растр или произведенные модификации (нарисованные линии) вас не будут смущать на результате, этот шаг можно пропустить.

Сохранение результатов[править]

После того, как вы убедитесь, что вы максимально приблизились к результату - нужно сохранить полученные результаты. Для этого необходимо в модуле привязки выбрать кнопку - "Пространственная привязка"/ Трансформировать: где нужно указать конечный путь и название файла. Так же в опции "размер ячейки" можно округлить число (например до 0,001) в сторону уменьшения. После нажатия ОК вы получите файл карты привязанный к используемой вами системе координат, который можно будет использовать с любой другой привязанной картой.

Описание системы координат[править]

После привязки рекомендуется с помощью ArcCatalog можно задать созданному растру систему координат. Это делается с помощью меню Свойства (полученного вами файла)/пространственная привязка/изменить/выбрать.

Ссылки по теме

• Использование GDAL для привязки растровых материалов
• Географическая привязка растровых данных в ImageWarp