PROGETTO GIS
Autocad Map 3D 2013
File raster
Lezione 8
Università degli Studi di Napoli Federico II
DIPARTIMENTO DI ARCHITETTURA
prof. arch. Luigi Piemontese
Il termine raster
Il termine raster:
• ha origine, nella tecnologia televisiva analogica, dal termine che indica le
righe orizzontali (dette anche scan line) dei televisori o dei monitor;
• in computer grafica, indica la griglia ortogonale di punti (pixel), a ciascuno
dei quali è associato un colore, che costituisce l'immagine;
• nei GIS indica la tipologia di dato impiegata nella rappresentazione
cartografica di immagini digitali. Il territorio viene rappresentato mediante
una matrice di pixel a ciascuno dei quali è associato un attributo che
definisce le caratteristiche dell'elemento rappresentato. Ad esempio, in un
DEM (modello digitale di elevazione), a ciascun pixel è associato il valore
della quota sul livello del mare in quel punto. La precisione della carta si
misura come rapporto fra numero di pixel e unità di superficie.
I dati raster
I dati raster possono essere vecchi disegni e carte tecniche a colori o in
bianco e nero scannerizzate, ortofoto a colori, immagini satellitari, anche di
tipo multispettrale, e Modelli Digitali del Terreno (DTM), che permettono di
ottenere una rappresentazione tridimensionale del territorio.
AutoCAD Map 3D utilizza i dati raster in due modalità differenti:
• la prima è molto simile a quella di AutoCAD con alcuni miglioramenti
fondamentali come il riconoscimento della posizione dell’immagine nel
sistema di coordinate;
• la seconda utilizza la tecnologia FDO, introdotta nel Capitolo 2 per i dati
vettoriali.
In AutoCAD Map 3d è possibile istallare un modulo aggiuntivo, chiamato
Autodesk Raster Design, prodotto da Autodesk, per l'elaborazione delle
immagini raster e per la loro georeferenziazione.
Autodesk Raster Design
Le principali funzionalità di questo modulo permettono:
• il raddrizzamento, la pulizia e la gestione delle immagini;
• la conversione da immagini a colore a toni di grigio o a bitonale;
• il trattamento avanzato dei colori e dei pixel;
• la vettorializzazione assistita;
• il riconoscimento automatico dei testi (OCR);
• la trasformazione del sistema di coordinate;
• la georeferenziazione;
• la suddivisione e la mosaicatura;
• l’analisi e la vestizione immagini multispettrali;
• l’analisi e la vestizione di DEM.
Formati file raster
In AutoCAD Map 3D sono supportati i formati file raster più
comunemente utilizzati nella grafica computerizzata, nella gestione dei
documenti, nei sistemi di cartografia e nei sistemi GIS come BITMAP
(.bmp), JPEG (.jpg), TIFF (.tif), PNG (.png), MrSID (.sid), GEOTIFF e altri.
I file raster possono essere georeferenziati o meno, nel primo caso i
parametri che consentono di posizionare correttamente l’immagine nel
sistema di riferimento (posizione, scala e rotazione) possono essere:
• inclusi nell’header del file raster,
• inclusi in un file testo esterno (con estensione, ad esempio, .bmw per
le BITMAP, .tfw per i file TIFF, .jpw per i file JPEG) detto “world file”.
Il World File
I “world file” non specificano un sistema di riferimento, queste informazioni
vengono generalmente memorizzate da qualche altra parte nel file raster stesso o
in un altro file come il file .prj di Esri .
Il significato dei parametri di un “world file” sono:
• Linea 1 : A: risoluzione dei pixel nella direzione x
• Linee 2 : D: fattore di rotazione intorno all’asse y
• Linea 3 : B: fattore di rotazione intorno all'asse x
• Linea 4 : E: risoluzione dei pixel nella direzione y
• Linea 5 : C: x - coordinata del centro del pixel in alto a sinistra
• Linea 6 : F: y - coordinata del centro del pixel in alto a sinistra
Questi vengono utilizzati dal software GIS per calcolare le coordinate cartografiche
a partire da quelle immagine risolvendo il seguente sistema di equazioni:
• X=Ax+By+C
• Y=Dx+Ey+F
A lato è riportato un esempio di “world file”.
Georeferenziare i file raster
In questa lezione vedremo come utilizzare «Connessione dati» per
aggiungere raster georeferenziati al progetto GIS.
Preliminarmente, tenuto conto che nella maggior parte dei casi le cartografie
scannerizzate non sono georeferenziate, vedremo come georeferenziarle
utilizzando AutoCAD Map 3d ed il modulo Autodesk Raster Design.
Allo scopo ci proponiamo di georeferenziare il file TIFF che riproduce la
tavola 16, quadrante 172-II, della cartografia alla scala 1:25000 della
Provincia di Caserta, aggiornata all’anno 1984, mostrata nella successiva
diapositiva.
Georeferenziare
i file raster
La cartografia è parametrata, presenta,
cioè, una serie di
linee orizzontali (E-O)
e verticali (N-S), fra
loro parallele, con
passo pari a 1000 m
con il riporto, agli
angoli del taglio della
carta (che ha la forma di un trapezio
irregolare), delle coordinate est e nord
nel sistema di riferimento Gauss-Boaga,
fuso est, datum Roma 1940.
Georeferenziare
raster
Quando si georeferenzia una scansione
è opportuno utilizzare, come riferimento,
il taglio del foglio e la
parametratura che
costituiscono punti
certi nel sistema di
riferimento adottato.
Pertanto li digitalizziamo al fine di utilizzare, in particolare, il
taglio foglio e i punti
di incrocio delle linee
evidenziate in blu.
Georeferenziare
raster
Ciò premesso per
georeferenziare una
cartografia scannerizzata si può procedere come segue.
• Aperto il file .dwg
della griglia parametrica si seleziona il gruppo funzionale “Strumenti
raster” (1) e in
questo il comando
“Inserisci…” (2) nel
sottogruppo “Inserisci e scrivi”,
Georeferenziare
raster
• si apre la finestra
“Inserisci immagine” in cui occorre
selezionare il file e
premere su “Apri”,
• si apre la finestra
“Inserimento immagine” in cui scegliere “Seleziona<”
nella parte “Valori
di correlazione”,
• si attiva la marca
che mostra alla sua
destra in alto il
perimetro dell’area
scannerizzata,
Georeferenziare
raster
• si clicca su quel punto (1) e poi una prima ed una seconda
volta sul punto a destra della griglia della parametratura (2),
• si riapre la finestra
“Inserimento immagine”, in cui sono
riportate le coordinate del “Punto di
inserimento” e la
“Scala”, in cui selezionare “OK” (3).
Georeferenziare
raster
L’immagine non corrisponde, ovviamente, al taglio cartografico per cui occorre
posizionarla
correttamente.
Per farlo si possono
selezionare prima il
comando “Corrispondenza” e poi, se l’adattamento non è
adeguato, il comando
“Trasforma a foglio
di gomma”.
Georeferenziare
raster
Selezionato il comando “Corrispondenza” si
sceglie un lato del
taglio cartografico georeferenziato e si selezionano i due estremi
dell’immagine che vi
devono corrispondere.
Se si ingrandisce il risultato può risultare
che l’immagine non
corrisponde perfettamente al taglio cartografico ed alla parametratura.
Georeferenziare
raster
Pertanto selezionato
il comando “Trasforma a foglio di gomma” (1) si apre la finestra qui a fianco in
cui selezionare il
“Metodo” di trasformazione “Poligonale” (2) e cliccare su
“Aggiungi punti<“ (3)
per selezionare i
punti dell’immagine
da far corrispondere
con la parametratura.
Per ciascun punto va cliccato prima quello sull’immagine e poi quello sulla
griglia parametrica.
Introdotti tutti i punti premere il tasto destro del
mouse per l’invio, dopo di
che si ottiene l’apertura
della finestra “Trasformazione a foglio di gomma:
imposta punti di controllo” in cui sono riportate le
coordinate dei punti di
origine e dei punti trasformati e gli errori.
Modificando il grado del
polinomio si può ottenere
un miglior adattamento
dell’immagine ed errori
più contenuti.
Nell’esempio risultano minori di 3 m.
Se l’adattamento è ritenuto soddisfacente occorre esportare il tutto
in un nuovo file, per
farlo selezionare il comando “Esporta immagine”. Si apre la finestra
“Esporta” in cui va immesso il nome del file e
premuto “Esporta”.
Si apre la finestra “Metodo di codifica”, nell’esempio si è scelto “Non
compresso”, dopo di che
occorre premere “Avanti<“,
Si apre, infine, la finestra
“Opzioni di esportazione” per scegliere dove
salvare i parametri di
georeferenziazione e
premere “Fine”.
Conclusione
Il file TIFF prodotto risulta pertanto georeferenziato nel sistema di riferimento GaussBoaga, fuso est, datum Roma 1940 ed il
relativo “World File” è quello riportato qui a
fianco.
Se si volesse georeferenziare l’immagine nel
sistema di riferimento UTM WGS84 fuso 33N
adottato dalla Regione Campania il file dwg
contenente la griglia parametrica andava
caricato come carta base, con la procedura
illustrata nella lezione 1, dopo aver assegnato
questo sistema di riferimento al progetto.
Grazie per l’attenzione
Vers. 2 del 04/12/2013
