Asemointi ja oikaisu

Nykyisin elektronisessa muodossa toimitettavat rasteriaineistot on yleensä oikaistu ja asemoitu haluttuun koordinaatistoon.  Asemointia ja oikaisua  tarvitaankin lähinnä omien aineistojen tuotannossa ja digitoinnissa.

Kuva-alkioista (pikseleistä) koostuva rasteriaineisto vastaa maastossa määrättyä aluetta.  Yhden pikselin koko (maastoresoluutio) voi olla esim. 1*1m tai 3*3 m, riippuen aineistosta ja käyttötarkoituksesta. Kun puhutaan rasterikuvan asemoinnista, se tarkoittaa pikseleiden maantieteellisen aseman kertomista käytettävälle paikkatieto-ohjelmistolle. Usein ohjelma tarvitsee lisäksi tiedon käytettävästä projektiosta ja koordinaatistosta.  

Kuva oikaisu tarkoittaa kuvan muokkaamista siten, että sen projektio asettuu vastaamaan haluttua karttaprojektiota. Yleensä muodostetaan uusi kuvatiedosto, johon alkuperäisen kuvan pikselit luetaan oikaisuyhtälöjen avulla. 

Alla olevassa kuvassa on avattu Korpi.jpg-kuvan asemointitiedosto (rasterikuvan rekisteröintitiedosto), jota MapInfo käyttää rasterikartan asemoimiseen koordinaatistoon. Peruskuvaa ei siis oikaista, vaan kuvan (tässä korpi.jpg) pikseleille annetaan koordinaatit siten, että päälle piirrettävät tai digitoitavat aineistot sijoittuvat oikein.  Avatessasi MapInfoon tämän Korpi.tab-tiedoston , joka sisältää kuvan rekisteröintitiedot, saat suoraan käyttöösi asemoidun rasteriaineiston (korpi.jpg).  MapInfon myöhemmät versiot oikaisevat haluttaessa kuvan "lennossa", mutta oikaistua kuvatiedostoa ei tallenneta.

Korpi.tab-tiedosto sisältää siis:

• linkitetyn rasterikuvan nimen (korpi.jpg)

• rasterikartan asemoinnissa (rekisteröinnissä) käytettyjen pisteiden sijainnit karttajärjestelmässä ja vastaavan sijainnin rasterikuvalla

• asemoinnissa käytetyn karttaprojektion (KKJ, kaista 2)

Käytettäessä skannatun kartan alkuperäistä projektiota tai oikaistua kuvaa, riittävät esim. ArcGIS-ohjelmistolle  yleensä seuraavat perustiedot:

Rasterikuvan oikaisulla tarkoitetaan kuvatiedoston kiertämistä, venyttämistä ja muuta toimintaa, millä kuvan projektio saadaan vastaamaan karttaprojektiota. Oikaisu luo kuvatiedoston, jossa rivit ja sarakkeet vastaavat käytettävän koordinaatiston pohjois-eteläsuuntia ja lisäksi kuvapikselillä on tietty vastinkoko maastossa. Oikaisussa alkuperäisen kuvan pikselit sijoittuvat uudelleen oikaisuyhtälön avulla. Jos oikaisuyhtälöt ovat 1. astetta, puhutaan lineaarisesta oikaisusta, 2. tai 3. asteen yhtälöjä käyttävät ns. rubber sheet transformation-menetelmät.

Skannatun kartta-aineiston siirtäminen koordinaatistoon vaatii harvoin oikaisua, mikäli koordinaatistoa ja projektiota ei muuteta. Ilmakuvissa käytettävä orto-oikaisu poistaa keskusprojektiosta aiheutuvat vääristymät, joiden takia mm. mäet siirtyvät kuvakeskuksesta poispäin. Orto-oikaisuissa tarvitaankin tueksi maaston korkeusmalli, jonka avulla kunkin pikselin sijaintia korjataan sen korkeusaseman mukaisesti.

Oikaisupisteet

Asemointi- ja oikaisupisteinä käytetään kuvalta selvästi erottuvia pisteitä, joiden koordinaatit voidaan luotettavasti selvittää. Kartta-aineistoa asemoitaessa on luonnollista käyttää kartan kulmia, koordinaattiristejä tms. Oikaisumetodista ja aineiston vääristymistä riippuen tarvitaan 3-30 oikaisupistettä.

Kaukokartoitusaineiston oikaisu on vaativaa etenkin jos pyritään tarkkaan tulokseen. Taustakartta-aineistosta on pyrittävä valitsemaan kuvalla näkyvät pisteet, joiden sijaintitarkkuus on karttatuotannossakin korkeaa luokkaa (rakennusten kulmat, risteykset ym.). Oikaisupisteitä on pyrittävä löytämään tasaisesti koko kuva-alalta.

Mikäli oikaisupisteitä ei ole, voidaan niitä luoda maastoon ennen kuvausta. Tällöin selvästi merkittyjen oikaisupisteiden koordinaatit voidaan selvittää esim. differentiaalikorjatun GPS-laitteiston avulla. 

Oikaistujen pikseleiden arvot

Suurin osa oikaisumenetelmistä luo aluksi tukipisteiden avulla uuden, valitun projektion mukaisen, tyhjän kuvatiedoston, johon pikselit alkuperäisestä kuvasta luetaan. Yksinkertaisin ja käytetyin metodi on ns. lähimmän naapurin menetelmä, jossa tuloskuvan pikselin arvoksi luetaan yksinkertaisesti oikaisun tuloksena lähimmäksi osuvan pikselin arvo. 

Bilineaarisessa interpoloinnissa tuloskuvan pikselin arvo lasketaan neljän lähimmän pikselin etäisyydellä painotettuna keskiarvona. Cubic Convolution-metodi laskee tuloskuvan arvon noin 25 lähimmän pikselin etäisyyksillä painotettuna keskiarvona.  

Lähimmän naapurin menetelmän etuna on, että alkuperäisen kuvan pikseleiden arvot säilyvät muuttumattomina. Näin ollen oikaistua kuvaa käyttävä mahdollinen numeerinen analyysi kohdistuu myös alkuperäisiin arvoihin. Kaksi muuta menetelmää saattaa tuottaa visuaalisesti onnistuneempia tuloksia, mutta esim. alkuperäisaineiston kontrasti saattaa huonontua.

Lähimmän naapurin menetelmässä uusi kuvapikseli saa lähimmäksi osuvan pikselin arvon. Huomaa, että jotkut alkuperäisarvoista  saattavat jäädä käyttämättä.

• Rasteripinnan luominen

• Takaisin rasteritietomallin aloitussivulle.
   
   
   
     

Pura asemointiin  kuuluva pakattu tiedosto ja tee ohjetiedoston mukainen tehtävä.