การทำ geo-referencing และการปรับแก้เชิงเรขาคณิต Image Rectification ให้กับภาพด้วย ArcMap

วัตถุประสงค์ของการปรับแก้เชิงเรขาคณิต ขจัดความเพี้ยนในทางเรขาคณิตของภาพ เพื่อการทำแผนที่ เพื่อเป็นข้อมูลการวิเคราะห์เชิงพื้นที่ได้  multi-temporal analysis  Spatial analysis  Mosaic

โปรแกรมที่ใช้ ArcGIS โดยทำที่ ArcMap และเรียกใช้ Extension : Georeferencing

เรียกโปรแกรม ArcMap

Click เลือกการเพิ่มข้อมูลเข้าไป สามารถนำเข้าข้อมูลเชิงพื้นที่ต่างๆ รวมทั้งข้อมูลภาพ

ตัวอย่างข้อมูลภาพสแกนแผนที่ภูมิประเทศที่เป็น JPEG ไฟล์

ถ้าข้อมูลภาพที่เรียกมาไม่มีข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับการแสดงข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับลักษณะเชิงพื้นที่ ก็จะมีข้อความเตือนเพื่อให้ทราบว่ากำลังทำงานอยู่กับข้อมูลที่ยังไม่สมบูรณ์

Georeferencing สามารถทำได้สองลักษณะคือ อ้างอิงพิกัดภาพที่ต้องการกำหนดพิกัดทางแผนที่ให้เข้ากับอีกภาพหนึ่งที่มีระบบพิกัดอ้างอิงไว้กับแผนที่แล้ว วิธีนี้เรียกว่า Image-to-Image Registration (ภาพอ้างอิงไม่จำเป็นต้องมีพิกัดทางแผนที่ก็ได้ หากเป็นการปรับภาพเข้าหากันเพื่อการวิเคราะห์เชิงพื้นที่) อ้างอิงพิกัดภาพที่ต้องการกำหนดพิกัดทางแผนที่ให้เข้าได้กับพิกัดของแผนที่อ้างอิง  Image-to-Map วิธีการนี้ต้องหาสมการแสดงความสัมพันธ์กันระหว่างพิกัดของภาพที่ต้องการกำหนดพิกัดกับภาพอ้างอิง ซึ่งต้องใช้จุดที่ทราบพิกัดของทั้งสองจำนวนหนึ่งที่เรียกว่าจุดควบคุมภาคพื้นดิน (Ground Control Points; GCPs)

ตัวอย่าง ต้องการกำหนดระบบพิกัดของภาพถ่ายจากดาวเทียมให้อยู่ในระบบพิกัดของแผนที่ภูมิประเทศ L7017 มาตราส่วน 1:50,000 มีข้อมูลภาพที่ต้องใช้คือ ข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียม Landsat บริเวณครอบคลุมบางส่วนของกรุงเทพมหานคร เป็นข้อมูลภาพ 6 ชั้นข้อมูล (TM band 1,2,3,4,5, และ 7 ข้อมูลสแกนแผนที่ภูมิประเทศ

Click ขวาเพื่อเลือก Extension : Georeferencing

Tools for Image Georectification ที่ภาพถ่ายจากดาวเทียม ให้ใส่จุดควบคุมภาคพื้นดิน (GCP) สามารถดูตาราง GCP ที่กำหนดไปได้เพื่อดูผลประเมินความถูกต้องของสมการในรูป RMS ที่มีหน่วยตามข้อมูลอ้างอิง

+ กำหนดจุด GCP ที่เห็นได้ชัดเจนในภาพ และในแผนที่ เช่น จุดตัดถนน สามารถ click ขวา เพื่อป้อนพิกัด x,y ของแผนที่ หรือ ลากไปหาภาพสแกนแผนที่เพื่อกำหนดจุดในแผนที่

ที่ Layers สามารถเลือกซูมดูแผนที่และหาบริเวณที่เป็นจุดเดียวกับ GCP ของภาพ หากค้นหาจุดดังกล่าวพบแล้ว ไปที่ Icon กำหนดจุด GCP +

ลักษณะของภาพถ่ายจากดาวเทียมที่ต้องการทำ Georeferencing

ลักษณะของแผนที่อ้างอิงพื้นที่บริเวณเดียวกัน

จุด GCPs ที่ใช้ทำ Georeferencing

ตารางแสดง GCPs ที่ใช้ในการทำ Georeferencing

ตารางแสดง GCPs ที่ใช้ในการทำ Georeferencing และผลการประเมินความถูกต้องแสดงเป็น RMSE

ค่า RMSe ที่แสดงถึงความคลาดเคลื่อนสูง

ตัดจุด GCPs บางจุดที่ทำให้ค่า RMSe สูง

ค่า RMSe ที่แสดงถึงความคลาดเคลื่อนลดลงเมื่อตัด GCP ที่ให้ค่า error สูงออกไป 1 จุด

ค่า RMSe ที่แสดงถึงความคลาดเคลื่อนลดลงมากเมื่อตัด GCP ที่ให้ค่า error สูงออกไปอีก 1 จุด จนยอมรับผลได้

ภาพถ่ายจากดาวเทียมที่ Georeferenced แล้ว สามารถซ้อนทับแนบสนิทกับ Topographic map

เลือก properties ของ layer ภาพถ่ายจากดาวเทียม

กำหนดใน properties ของ layer ภาพถ่ายจากดาวเทียมให้แสดง % Transparent ที่ต้องการ

ภาพถ่ายจากดาวเทียมซ้อนทับแนบสนิทกับ Topomap

ขั้นตอนต่อไป ท่านสามารถใช้ภาพถ่ายจากดาวเทียมในการวัดหาหรือแปลตีความหมายได้ ผลที่ได้จะเป็นข้อสนเทศที่อยู่บนพิกัดของแผนที่ สามารถทำการปรับแก้ภาพถ่ายจากดาวเทียมตามต้องการอย่างถาวรได้เลย โดยการทำ Rectify ที่สามารถกำหนดความละเอียดของภาพ (ขนาดของจุดภาพ) ได้

Pixel Resolution ขนาดครอบคลุมพื้นที่เทียบเท่าของ 1 จุดภาพ Resampling การกำหนดค่า DN ให้กับภาพ Image File Name