Rastrová data, georeferencování

Cíl cvičení

Seznámení se s rastrovými daty v GIS a ukázka využití těchto dat. Souřadnicové připojení rastrových dat.

Základní pojmy

rastr – datová struktura založená na buňkách uspořádaných do řádek a sloupců, kde hodnota každé buňky reprezentuje hodnotu jevu
rastrová data – prostorová data vyjádřená formou matice buněk nebo pixelů; spojitá data (nejčastěji digitální modely terénu, digitalizované mapy)
pixel (buňka) – základní geometrický prvek zpravidla čtvercového tvaru; jeho množina vytváří rastrový digitální obraz; 1 buňka = 1 hodnota
prostorové rozlišení rastru – velikost 1 buňky (pixelu) rastru (cell size)
resample – změna prostorového rozlišení rastru
transformace – obecný pojem pro výpočet, jehož cílem je převod souřadnic bodů z jednoho souřadnicového systému do druhého
georeference – souřadnicové určení snímku
pyramidování rastru – ukládání dat do menšího rozlišení pro rychlejší práci; pyramidy (náhledy) jsou uloženy v souborech .ovr

Použité datové podklady

Náplň cvičení

Ukázka nejčastějších rastrových typů dat

Digitální model terénu/reliéfu
Stínovaný reliéf
Naskenovaný mapový list
Ortofoto
Družicová data

Georeferencování rastru

Zdroj dat – ČÚZK

Návod ke georeferencování:

1. Načtení rastru do mapového okna z adresáře v záložce Catalog . Rastr se umístí po počátku aktuálního souřadnicového systému. Přiblížit se na něj lze po kliknutí pravým tlačítkem na jeho název v záložce Contents → Zoom To Layer .

2. Následně zapneme funkci Georeference: záložka Imagery → Georeference .

3. V nástroji Georeference je potřeba nastavit identické body, na základě kterých se mapový list transformuje do souřadnicového systému mapy.

4. Mapu přiblížíme na výřez obrazovky tlačítkem Fit to Display .

5. Pokud již známe identické body, je možné je importovat pomocí Import Control Points. Jestliže tyto body nemáme, musíme je ručně vytvořit tlačítkem Add Control Points .

6. Při vkládání bodů se nejprve určí bod ze vstupního mapového listu ( source) a následně jeho ekvivalent v mapě ( target). Důležité je vybírat identické body rovnoměrně po celé ploše mapového listu a ideálně vybírat taková místa, která jsou na obou vrstvách (mapový list a podkladová mapa) totožná. Nejčastěji se jedná o rohy významných budov (kostely), křížení silnic či boží muka. Identické body a jejich přesnost určujeme dle měřítka georeferencované mapy. Pokud je bod v mapě vektorového charakteru, můžeme si zapnout v záložce ( Edit) položku chytání na vektorovou kresbu ( Snapping).

7. V některých případech je velmi obtížné najít identické body, zejména u starších archiválií. Na příkladu, který je uveden v tomto návodu, je patrná obrovská změna využití ploch v České Třebové.

Zadávání souřadnic identických bodů:

Pokud známe souřadnice identického bodu, lze je zapsat ručně: klikneme na bod v připojované mapě → pravým kliknutím myši následně otevřeme nabídku, ve které se zadají souřadnice identického bodu v cílové mapě. Tuto metodu lze využít při georeferencování na geodeticky zaměřené body nebo na rohy mapového listů o známých souřadnicích (např. Topografické mapy v systému S–52).

8. Během procesu georeferencování je nutné sledovat přesnost výsledného souřadnicového umístění dat. Tu na jdeme v tabulce Control Point Table v nástroji Georeference . V této tabulce se nachází přehled všech identických bodů včetně jejich souřadnicových přesností. Můžeme zde také body mazat nebo je vyřadit z výpočtu transformace. Body jsou zároveň znázorněny v mapovém okně.

9. Při georeferencování v ArcGIS Pro lze použít několik druhů souřadnicových transformací. Druh transforamce volíme na základě vstupních dat. Pro ukázku s císařskými otisky stabilního katastru, je ideální afinní transformace, která se nabízí jako výchozí.

10. Pokud jsme spokojeni s georeferencováním, uložíme jej tlačítkem Save . Jestliže by bylo potřeba, je možné nastavení souřadnicového umístění změnit. Nástroj Georeference můžeme nyní zavřít Close .

Georeferencování vytvoří pro každý rastr dva další soubory s parametry:

JGWX – transformační klíč
XML – informace o souřadnicovém systému a parametrech georeference

Úlohy k procvičení

Úlohy

K řešení následujích úloh použijte datovou sadu ArcČR 500 verzi 3.3 dostupnou na disku S ve složče K155\Public\data\GIS\ArcCR500 3.3. Zde také najdete souboru s popisem dat ve formátu PDF. Další datové vrstvy, která budete potřebovat pro vyřešení následujících úloh, jsou dostupné ke stažení jako zip archiv.

Vizuálně zjistěte jaká je nejvíce zastoupená "barva" podloží v okrese Pelhřimov.
Vizuálně zjistěte na jakém mapovém listu ZM25 leží Mšené Žehrovice.
Vytvořte výsledný rastr, který bude v souřadnicovém systému UTM-33N (velikost pixelu 300m). Vrstvu vyexportujte do formátu GeoTIFF.