Georeferenziazione di immagini. Introduzione Le immagini telerilevate rappresentano il dato più...

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

Laboratorio di Sistemi Informativi Territoriali II

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


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,…)


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°


Esempio immagini da aereo


Esempio immagini da satellite


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;


Errori geometrici

• distorsione panoramica (le aree lontane dal centro scena risultano compresse geometricamente);


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


Errori geometrici• rollio

• beccheggio

• deriva


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


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


Georeferenziazione• Polinomiali del 1° ordine (per deformazioni lineari)

variazioni di scala

rotazioni

skew


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


Georeferenziazione


Georeferenziazione• Il ricampionamento dell’immagine da

georeferenziare permette il riallineamento dei pixel

GCPs immagine da georeferenziare

GCPs cartografia di riferimento


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


• In gvSIG esiste un tool per la georeferenziazione delle immagini nel menu di caricamento di un nuovo file

Georeferenziazione


• 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


• Il raster da georeferenziare si potrà spostare e ridimensionare per allineare il più possibile i due layer con l’apposita toolbar

Georeferenziazione


Zoom precedente

Zoom successivo

Ridimensiona l’immagine

Sposta l’immagine

• Dopo aver allineato l’immagine si potranno inserire i punti di controllo (GCP)

Georeferenziazione


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)


Georeferenziazione


• 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)




Georeferenziazione

• Lo misura dell’errore di georeferenziazione è indicata nell’ultimo campo della tabella dei GCP


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


Esercizio• Georeferenziare su base B37410C1.dwg

l’immagine satellitare Test.tif


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