georeferenziazione di immagini. introduzione le immagini telerilevate rappresentano il dato più...
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Georeferenziazione di immagini
Introduzione• Le immagini telerilevate rappresentano il
dato più adatto per la valutazione dei cambiamenti del territorio
• In base al tipo di applicazione si utilizzano immagini a differente risoluzione geometrica
• Alla risoluzione geometrica corrisponde una scala di utilizzo nominale
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Introduzione• La scelta delle immagini viene fatta in base
al tipo di applicazione ed alla relativa scala di lavoro
• Alcuni esempi:
Applicazione Scala Risoluzione immagini
Carta della vegetazione 1:100.000 Media
Carta climatica 1:1.000.000 Bassa
Cartografia di uso del suolo 1:10.000 Alta
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Immagini da satellite e da aereo• Le immagini vengono generalmente acquisite da
satellite o da aereo• Vantaggi delle immagini satellitari rispetto a quelle
aeree:– minori distorsioni geometriche– effetti di diffrazione ridotti (luminosità costante)– costi di acquisizione inferiori– facilità di confronto tra immagini della stessa area
di territorio• Le immagini aeree permettono tuttavia una ripresa
personalizzata (ora di ripresa, risoluzione geometrica, sensore, riprese oblique,…)
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Immagini da satellite e da aereo
• Il minore angolo di vista del satellite e la maggiore stabilità della sua orbita riducono le distorsioni geometriche presenti nell’immagine
60°
2°
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Esempio immagini da aereo
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Esempio immagini da satellite
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Errori geometrici• Esistono due diversi tipi di errori geometrici
presenti nelle immagini telerilevate:
– Errori sistematici caratteristici del sistema di ripresa del sensore, prevedibili e corretti alla fonte
• rotazione terrestre durante la ripresa;
• variazioni della velocità dello specchio dello scanner;
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Errori geometrici
• distorsione panoramica (le aree lontane dal centro scena risultano compresse geometricamente);
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Errori geometrici– Errori accidentali
dipendenti dal movimento della piattaforma (aereo) e dalla morfologia del terreno; vengono corretti tramite punti di controllo a terra
• variazioni di quota
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Errori geometrici• rollio
• beccheggio
• deriva
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Georeferenziazione• La conoscenza degli errori geometrici presenti
nelle immagini, satellitari o aeree, consente di correggere gli stessi durante il processo di georeferenziazione
• La georeferenziazione consiste nell’associare a punti riconoscibili nell’immagine delle coordinate note in un sistema di riferimento predefinito (UTM, Gauss-Boaga, …)
• Tale trasformazione avviene tramite delle polinomiali con ordine dipendente dal tipo di deformazione da applicare sull’immagine
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Georeferenziazione• La georeferenziazione introduce sempre degli
errori (RMS Error)• Si dovrà scegliere l’ordine della trasformazione in
modo da minimizzare il RMSE• All’aumentare dell’ordine della trasformazione sarà
necessario un numero maggiore di GCP sull’immagine
• Generalmente per le immagini satellitari si usano polinomiali del primo ordine, per le immagini aeree polinomiali del 2° ordine o superiori
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Georeferenziazione• Polinomiali del 1° ordine (per deformazioni lineari)
variazioni di scala
rotazioni
skew
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Georeferenziazione• Polinomiali di ordine superiore (per deformazioni
non lineari)
• Le polinomiali di ordine superiore al primo rappresenteranno anche le deformazioni di ordine inferiore
3° ordine
2° ordine
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Georeferenziazione
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Georeferenziazione• Il ricampionamento dell’immagine da
georeferenziare permette il riallineamento dei pixel
GCPs immagine da georeferenziare
GCPs cartografia di riferimento
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Georeferenziazione• Esistono tre algoritmi per il ricalcolo dei pixel:
Nearest neighbourIl pixel in output (verde) assume il valore di quello più vicino nell’immagine trasformata
Bilinear resamplingIl pixel in output assume il valore interpolato dei 4 più vicini nell’immagine trasformata
Cubic convolutionIl pixel in output assume il valore interpolato dei 16 più vicini nell’immagine trasformata
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• In gvSIG esiste un tool per la georeferenziazione delle immagini nel menu di caricamento di un nuovo file
Georeferenziazione
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• Prima si dovrà caricare la base di riferimento nel suo corretto sistema di coordinate e poi l’immagine da georeferenziare
• La base di riferimento può essere un raster o un vettoriale
• Scegliere il raster da georeferenziare senza “Utilizzare la georeferenziazione dell’immagine”
• Il raster si caricherà al centro della vista
Georeferenziazione
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• Il raster da georeferenziare si potrà spostare e ridimensionare per allineare il più possibile i due layer con l’apposita toolbar
Georeferenziazione
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Zoom precedente
Zoom successivo
Ridimensiona l’immagine
Sposta l’immagine
• Dopo aver allineato l’immagine si potranno inserire i punti di controllo (GCP)
Georeferenziazione
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Georeferenziazione• Aggiungere i punti di controllo tramite il pulsante
(attivarlo prima di aggiungere ogni punto) • Prima scegliere il GCP sul raster da
georeferenziare e poi sulla base di riferimento• Scegliere punti facilmente riconoscibili e stabili nel
tempo come incroci stradali, grandi edifici,…• Distribuire uniformemente, ove possibile, i punti
sull’immagine (da 4 a 10 in base alle distorsioni che presenta l’immagine)
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Georeferenziazione
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• E’ possibile attivare le finestre di zoom sul GCP selezionato per posizionarlo con maggior precisione
Georeferenziazione• Normalmente l’ordine della trasformazione implica
la scelta di un numero minimo di punti di controllo
• gvSIG effettua solo trasformazioni del primo ordine
Ordine trasformazione N° GCP
1° 3 (almeno 4 per valutare l’errore)
2° 6 (almeno 7 per valutare l’errore)
3° 10 (almeno 11 per valutare l’errore)
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Georeferenziazione
• Lo misura dell’errore di georeferenziazione è indicata nell’ultimo campo della tabella dei GCP
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Se necessario si può eliminare il punto con il maggior errore residuo (RMS)
Oppure eliminare tutti i GCP
Georeferenziazione• Una volta definiti i punti di controllo si potrà
ricampionare l’immagine con il pulsante Accetta• Non si può scegliere il tipo di ricampionamento,
l’ordine di trasformazione e la dimensione del pixel
• E’ possibile importare o esportare un elenco di GCP precedentemente inseriti
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Esercizio• Georeferenziare su base B37410C1.dwg
l’immagine satellitare Test.tif
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