دانشگاه محیط زیست سامانه های اطلاعات جغرافیایی مدرس:...

دانشگاه محیط زیست

سامانه های اطالعات جغرافیایی

مدرس:دکتر بهزاد رايگاني

3

آرشیو شخصی دکتر بهزاد رایگانی

www.suoe.ir

تنظیم مکانی و زمین مرجع نمودنکلیات1.سیستمهای 2.

تصویرینقشه و شبیه 3.

سازی زمین واقعی

پایگاه داده و 4.سامانه مدیریت

آنپردازش داده 5.

وکتورآنالیز مکانی 6.

داده رستردرون یابی7.زمین مرجع 8.

سازی

فصل هشتم


www.suoe.ir

Georeferencing & Spatial Adjustment

راستاسازی داده های رستری و همGISوکتوری به سامانه

اعوجاج

جابجایی

Differential Scaling

Skew

دوران

4


www.suoe.ir

مشکل

5

ده ازMای ثبت داده نشMه داده هMچگونکMه ای داده بMا را جغرافیMایی نظMر

راسMتا چMارچوب جغرافیMایی دارد همسازیم؟

اص راMاتی خMارچوب مختصMه چMچگونجغرافیMایی چارچوبهMای بMه تبMدیل

کنیم؟

کلیات1.

سیستمهای 2.تصویری

نقشه و شبیه 3.سازی زمین

واقعیپایگاه داده و 4.

سامانه مدیریت آن

پردازش داده 5.وکتور

آنالیز مکانی 6.داده رستر

درون یابی7.

زمین مرجع 8.سازی


www.suoe.ir

مثالهم راستایی تصویر رستری به داده وکتوری یک

ایالت

داده رستری بدون چارچوب جغرافیایی

شیب فایل ایالت دارای چارچوب

6

طبیعت مشکل عMMMMمنب داده

اسMMت ممکن نظMMر این از متفMMMMMMMMMاوت

باشد: RotationTranslation Distortion

Distortion

Differential Scaling

Skew

Translation

7

Rotation


www.suoe.ir

مثال تگزاس

y ’

x’

y

Skewing, e.g. Panhandle

- 1

8

104,339

972,410

1 Different x & x’ Scales

Different y & y’ Scales

X

بنابراین مشکل اینگونه جابجایی است

Source (x, y; unspec.)(“Warp”)

9

(498100, 3715000)

Destination (x’, y’; UTM)

(0,0) (1,0)

(0,1)

(501000, 3725000)

Control Points

(1,1)


www.suoe.ir

چگونه این مشکل حل می شود؟ Geometric تبدیالت هندسی)•

Transformations)(Affineتبدیل درجه یک)1.

برای انتقال، اعوجاج و چرخش کاربرد دارد•خطوط مستقیم را به خطوط مستقیم •

جدید تبدیل می کند

10


www.suoe.ir

تبدیالت هندسی

11

Affine transformation:

x1 وy1 = چارچوب نقاط در الیه منبع می باشندچارچوب نقاط در الیه مقصد می باشند =

A, B, C … F= ثابت هایی هستند که بهترین برازش را(RMS Eبرای تمامی نقاط داشته اند )


www.suoe.ir

تبدیالت هندسی ثابت های تبدیل هندسی Affine

A, E = فاکتورهای مقیاس

B, D = فاکتورهایدوران

C, F = فاکتورهایانتقال

ثابت مجهول، دست 6با توجه به وجود کم به سه نقطه احتیاج خواهد بود )تا

معادله بدست آید، هر نقطه دو 6معادله(


www.suoe.ir

Affine Transformations RMS بهترین برازش معادله که از طریق •

error بدست می آیدe1

e4

e2

e3e12 + e22 + e32 + e42

4

1/2

Source C.P.

Destination C.P.

e2 Residual Error

RMS error =

10


www.suoe.ir

تبدیالت هندسی- تبدیالت هندسی درجه دوم و سوم2

تMا 12با ثابتهMای بیشMتری بMرازش می یابنMد)•20)

بMه • مسMتقیم خطهMای دهنMد می اجMازه منحنی تبدیل شود

( displacement linksبه ارتباطهMای جابجMایی )•(10 تا 6بیشتری نیاز است )دست کم

14

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

ویژگی های تبدیالت

1st Order (Affine) 2nd Order 3rd Order

Original

15

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

انواع دیگری از تبدیالت

16

•Splineفقط برای چینش محلی : یMک • اسMاس بMر منبMع کنMترلی نقMاط

نقMاط مختصMات jاMدقیق کلی چینش نقطMه کننMد. سMه می پیMدا را مرجMع

نیاز است

•Adjustبرای چینش کلی و محلی : بر اسMاس بMرازش یMک چندجملMه ای بMر •

( نMامنظم مثلMثی اسMتوار TINمMدل ) نقطه نیاز دارد(3است)

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

نیازمندی ها برای آنالیز داده رستری

17

بایMد همپوشMانی • داده هMا آنالیزهMای رسMتری- داشته باشند

انMدازه شMبکه سMلولی بMرای تمMامی الیMه هMا بایMد •یکسان باشد

داده • مختصMات سیسMتم بایMد مواقMع برخی تMا گMردد تبMدیل دیگMری سیسMتم بMه رسMتری مطمئن شMویم همپوشMانی بMا الیMه رسMتری دیگMر

به درستی صورت پذیرفته است

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

تصحیح هندسی یا زمین مرجع نمودن داده رستری

18

•( هندسMی فرآینMدی Geometric CorrectionتصMحیح )یMک از را رسMتری داده هندسMه کMه اسMت سیسMتم مختصMات بMه سیسMتم دیگMر تبMدیل می

کند تا همپوشانی به درستی صورت گیرد.تصحیح هندسی شامل این موارد است:•

اصMالح چMارچوب داده رسMتری بMه چMارچوب •جهان واقعی

ایجMاد سیسMتم مختصMاتی بMرای داده رسMتری •)پروجکسیون و دیتوم(

تبMدیل سیسMتم تصMویری از یMک نMوع بMه نMوع •دیگر

نمونه گیری مجدد از از ارزشها ی سلولها•تغیMیر یMا نمونMه گMیری مجMدد داده رسMتری بMر •

اساس یک اندازه سلول جدید

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

تصحیح هندسی یا زمین مرجع نمودن داده رستری

19

•( نمMودن مرجMع تبMدیل Georeferemcingزمین -)چMارچوب سMتون و ردیMف رسMتری بMه چMارچوب

دنیای واقعی)بوسیله نقاط کنترلی(تبMدیل داده رسMتری مسMطح یMا پیچ و تMاب خMورده بMه •

داده نقشه با سیستم تصویر درستبMه • ردیفی و سMتون چMارچوب ای چندجملMه تبMدیل

سیستم مختصاتی دنیای واقعی•( خطMMا مربMMع کمMMترین بین RMS errorبرازش

مشاهدات و محاسبات(

(Projectingسیستم تصویر دار کردن )•ArcMap در جعبه ابزار Project Rasterاستفاده از •تنظیم سیستم تصویر ورودی و خروجی •

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

تبدیل هندسی داده رستریمشکل : سلولها باید مربع •

شکل بمانندمربع شکل ماندن پس از تبدیل؟

Source

20

Destination

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

تبدیل هندسی داده رستری- سیستم تصویر

باز هم همان مشکل، سلولها •باید مربع بمانند

پس از ایجاد سیستم تصویر سلولها باید مربع شکل بمانند. چگونه؟

Unprojected

21

Projected

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

تبدیل هندسی داده رستری(- ایجMاد و پرکMردن Resamplingراه حMل : )•

یMک مMاتریس جدیMد از سMلولهای خMالی کMه اغلب آنهMا بMر اسMاس جایگMاه جدیMد خواهنMد را منبMع سMلولهای ارزشMهای گMرفت و باقیمانMده هMا ارزش نخواهMد

(no dataداشت )

Unprojected

منبع

Projected

مقصد

“No data” cells

22

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

تبدیل هندسی داده رستریتبMدیل هندسMی رسMتری= نمونMه گMیری مجMدد •

رستری ( فرآینMدی اسMت ResamplingنمونMه گMیری مجMدد )•

رسMتر در را سMلولها جدیMد ارزشMهای کMه خروجی مشخص می کند.

•( مجدد گیری نمونه Resamplingخوارزمیکهای algorithms لولیMروجی ارزش سMیین خMرای تعMب )

( geometric correctionدر فرآینMد تصMحیح هندسMی )بکار می روند.

23

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

تکنیکهای نمونه برداری مجدد (Resampling)

24

(- Nearest Neighborنزدیکترین همسایه)1.استفاده از ارزش سلولی منبعی که به

سلول مقصد تبدیل یافته نزدیک تر است

سریع ترین تکنیک است: برای داده •( یا طبقه thematicهای موضوعی)

بندی شده )عددی یا اسمی( (categoricalکاربرد دارد )

.2Bilinear interpolation چهار سلول نزدیک -در منبع را برای محاسبه ارزش سلول

مقصد ترکیب می کند..3Cubic Convolution مانند روش قبل ولی -

سلول همسایه16با تکنیکهای متوسط گیری 3 و 2روشهای •

وزنی هستند و برای داده های پیوسته بکار می روند)شیب، ارتفاع، بارش،

درجه حرارت(

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir


25

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir


26

( : Nearest NeighborنزدیکMترین همسMایه)1.( هMای گسسMته داده نیMاز discreteبMرای )

است.پیش فرض آنالیز مکانی است زیرا:•

در هر دو مورد داده های گسسته و پیوسته •کار می کند.

برای داده های پیوسته نامناسب است•خروجی بوکی شکل می شود با احتیاط بکار •

رود

.2Bilinear interpolation ریعیMMس روش –است ولی توصیه نمی شود

.3Cubic Convolution-برای داده های رستری پیوسته بکار می رود•هرگز برای داده های گسسته و طبقه بندی •

شده بکار برده نشود. سلول می دهد16متوسطی از •

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

Resamplingحاصل کار

27

و • سMتونها تعMداد و سMلولها انMدازه سیسMتم تنظیم فرآینMد در ردیفهMا

( مرجMMع projectionتصMMویر زمین یMMا )( خواهMMد georeferencingنمMMودن (تغیMMیر

نمود.برای کMاهش مشMکالت پیش آمMده در •

بایMMد نمMMودن مرجMMع زمین فرآینMMد خوارزمیMMک و تصMMویری سیسMMتم بکMار را مطلMوب مجMدد گMیری نمونMه

برد.از • قبMMل بایMMد رسMMتری هMMای داده

سیسMتم هم و چMارچوب هم آنMالیز تصویری گردند.

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

چارچوبهای مختصاتی جدید کجا ذخیره می شوند؟

28

ArcMap“ در Update Georeferencing در فرآینMد ”•تغیMیرات و تبMدیالت در پایگMاه داده ای مMو بMا فایMل یMک شMود)در می ذخMیره جMود

( بMا همMان نMام jpw.پسMوند مشMخص )ماننMدداده رستری(

فرآینMد ”• در Rectify در “ArcMap اهMپایگ یMک داده رسMتری جدیMد و زمین مرجMع یافتMه در

هMای بوجMود GRID, JPEG, TIF, IMGفMرمت می آید.

کلیات1.







درون یابی7.



www.suoe.ir

“Spatial Adjustment” of Vector Data

26

برای داده هMای وکتMوری از ابMزار دیگMری بMه نMام •” Spatial Adjustment در “ArcMap .استفاده می شوددر صورتیکه داده وکتوری در فاز ویرایش •

قرار داشته باشد به کمک این ابزار می توان تبدیل های زیر را صورت داد:

Transformations (“Warping”)AffineSimilarityProjective

“Rubber Sheeting” “Edge Matching” Attribute transfer

کلیات1.







درون یابی7.


دانشگاه محیط زیست سامانه های اطلاعات جغرافیایی مدرس:...

Documents