Image Coordinates, Geometric Correction & Image Geo-referencing บทปฏิบัติการเพื่อการเรียนรู้เกี่ยวกับการระบบพิกัดภาพถ่ายจากดาวเทียมเชิงตัวเลข การปรับแก้ความผิดพลาดทางเรขาคณิต และการกำหนด (เข้ารหัส) ทางแผนที่ให้กับภาพ Image Coordinates, Geometric Correction & Image Geo-referencing Principles of Remote Sensing © 2012 : Dr. Kankhajane Chuchip

ความคลาดเคลื่อน ความผิดพลาด การบิดเบี้ยว การเพี้ยน Geometric distortion is an error on an image, between the actual image coordinates and the ideal image coordinates which would be projected theoretically with an ideal sensor and under ideal conditions. Principles of Remote Sensing © 2011 : Dr. Kankhajane Chuchip

Geometric distortions are classified into internal distortion resulting from the geometry of the sensor, and external distortions resulting from the attitude of the sensor or the shape of the object. Principles of Remote Sensing © 2011 : Dr. Kankhajane Chuchip

Internal Errors Principles of Remote Sensing © 2011 : Dr. Kankhajane Chuchip

External Errors Principles of Remote Sensing © 2011 : Dr. Kankhajane Chuchip

Flow of Geometric Correction Distorted image Non-projected image Input Image Selection of method Determine of parameters Accuracy check Resampling Output image Corrected image Projected image Principles of Remote Sensing © 2011 : Dr. Kankhajane Chuchip

Satellite Image Geometric Correction 0,0 Scanned Topographic Map Satellite Image Geo-referenced Topo. Map 0,0 Relative from Reference Datum Rectified Sat. Image

ระบบพิกัด และการอ้างอิงพิกัด ทางแผนที่ให้กับภาพ

ระบบพิกัด UTM แผนที่ภูมิประเทศ ประเทศไทยผลิตแผนที่ภูมิประเทศ ขนาดมาตราส่วน 1:50,000 ที่สร้างบนเส้นโครงแผนที่ในระบบที่เรียกว่า Universal Transverse Mercator (UTM) ที่มีใช้ในปัจจุบันมี 2 ชุด คือ L7017 ใช้ Spheroid/Datum : Everest/Indian 1975 L7018 ใช้ Spheroid/Datum : WGS84

ลักษณะโครงสร้างข้อมูลภาพ Number of columns Cell size Number of rows

ระบบพิกัดภาพ จุดภาพ pixel, sample, column บรรทัfภาพ line, row พิกัดฉาก = (x, y) พิกัดภาพ = (pixel, line)  (u, v) พิกัดแผนที่ = (Easting, Northing)

การกำหนดพิกัดแผนที่ให้กับภาพสแกนแผนที่ ภูมิประเทศ แนวปฏิบัติการ การกำหนดพิกัดแผนที่ให้กับภาพสแกนแผนที่ ภูมิประเทศ

งานมอบหมาย กำหนดใช้ภาพสแกนแผนที่ภูมิประเทศ L7017 ระวาง ที่กำหนด ปรับแก้ความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตและกำหนดพิกัดทางแผนที่ในระบบ UTM ให้กับภาพ จงให้รายละเอียดเกี่ยวกับข้อมูลภาพ(Image Information) ทั้งก่อนและหลังการทำ Geo-referencing

5036I 5136IV 35 34 50 51 75 76 35 34 650000 E 1534000 N 50 51 75 76 แผนที่ที่กำหนดให้ในปฏิบัติการ เป็น JPEG Fileอาจใช้โปรแกรมจัดการภาพเพื่อตัดภาพบริเวณที่ต้องการ รวมทั้งการแปลง Image Mode ให้เป็น RGB 8 bits/channel ก่อน 10 10 09 09 5036II 5136III

แนวทางการใช้โปรแกรม ERDAS Imagine ในการทำ Image geo-referencing สำหรับภาพที่สแกนจากแผนที่แบนราบ ทำการปรับแก้ความผิดพลาดทางเรขาคณิตเพื่อการแสดงค่าพิกัดทางแผนที่

1. เรียกโปรแกรม

2. เปิดดูไฟล์ภาพที่สนใจ : Import  เลือกไฟล์ JPEG  ระบุชื่อข้อมูลภาพ 2. เปิดดูไฟล์ภาพที่สนใจ

3. นำเข้าข้อมูลภาพให้เป็นไฟล์ของโปรแกรมที่ใช้ : กำหนดชื่อไฟล์  ไฟล์ภาพนำเข้า  ไฟล์ภาพผลลัพท์ 3. นำเข้าข้อมูลภาพให้เป็นไฟล์ของโปรแกรมที่ใช้

: ทดลองเปิดดูไฟล์ภาพที่นำเข้า  เปิดที่ viewer  ระบุประเภทไฟล์ Imagine

: ไฟล์ภาพที่ปรากฏ  รูปแผนที่  สีสัญลักษณ์ต้องเป็นปกติ

4. กำหนดขนาดภาพที่สนใจ : ใช้เครื่องมือที่ viewer แสดงขนาดภาพตามต้องการ เรียกเครื่องมือกำหนดขอบเขตพื้นที่ในภาพตามขนาดและบริเวณที่สนใจ 4. กำหนดขนาดภาพที่สนใจ

: กำหนดสี Box หากจำเป็น

5. ตัดขนาดภาพตามที่สนใจ : ที่โมดุล Data Preparation  เลือก Subset Image เพื่อตัดขนาดภาพตามต้องการ 5. ตัดขนาดภาพตามที่สนใจ

: กำหนดชื่อไฟล์ภาพ  Input  Output  กำหนดขนาดที่ตัดได้ทั้งจากการระบุพิกัด สองตำแหน่ง (upper left x, y และ lower right x, y) หรือสี่ตำแหน่ง ตามมุมของรูปสี่เหลี่ยม หรือ ใช้ขนาดตามที่ inquire box ครอบคลุมอยู่ที่ปรากฎใน viewer ที่เปิดอยู่

6. ปรับแก้ภาพ : ที่โมดุล Data Preparation  เลือก Image GeometricCorrection  เลือกภาพจากที่แสดงอยู่ใน viewer หรือ ระบุโดยชื่อ 6. ปรับแก้ภาพ

เม้าส์ชี้ภาพที่ viewer จะปรากฏหน้าต่าง set geometric model

เลือกใช้สมการแปลง Polynomial

จะปรากฎหน้าต่าง Geometric Correction Tools และ Polynomial Model Properties เลือกดีกรีสมการที่ใช้ (1 หรือ 2)

โดยการ Custom กำหนดพารามิเตอร์ map projection ให้ตรงกับแผนที่ที่ใช้ เลือก UTM

เลือก Spheroid และ Datum ให้สอดคล้องกับระบบแผนที่ที่ใช้

พารามิเตอร์เกี่ยวกับระบบแผนที่ที่ต้องการต้องครบถ้วน

ตรวจสอบอีกครั้งก่อนปิดหน้าต่างแสดงคุณสมบัติของสมการแปลง

หน้าต่าง GCP Tool Reference Setup จะปรากฎขึ้นพร้อมกับหน้าต่างระบุค่าพารามิเตอร์ทางแผนที่ที่จะใช้สำหรับการแปลงพิกัดครั้งนี้ เลือกกำหนดจุดควบคุมภาพพื้นดินสำหรับใช้สร้างสมการจากการป้อนค่าทางแป้นพิมพ์

7. ขั้นตอนการกำหนดจุด GCPs เพื่อสร้างสมการแปลงพิกัดภาพ

ด้วยฉากหลังของภาพเป็นสีขาวและสัญลักษณ์มีสีดำ แดง น้ำเงิน จึงควรกำหนดสีของสัญลักษณ์เม้าส์สำหรับการชี้ตำแหน่งในแผนที่ให้มีสีที่แตกต่าง

หาจุดระบุตำแหน่ง GCPs โดยใช้ Geo Correction Tools คลิกซ้ายกำหนดสี ป้อนค่าพิกัดที่อ่านได้จากแผนที่อ้างอิง

หา GCPs จนครบจำนวนขั้นต่ำ (ดีกรี 1 คือ 3 ดีกรี 2 คือ 6) เมื่อ GCPs ครบพอสร้างสมการได้แล้ว icons 2 อันหลังนี้จะพร้อมทำงาน ให้กำหนด GCP เพิ่มอีก 1 จุด โดยให้ไปคลิกเครื่องมือ ออกไม่ให้ทำงานอัตโนมัติ แล้วคลิกเครื่องมือ เพื่อใช้ในการกำหนด GCP ที่ viewer

กำหนดชื่อไฟล์ภาพผลลัพธ์ และขนาดจุดภาพ (resolution) คลิกสั่งรันสมการเพื่อแปลงพิกัดภาพ ค่า Error ต้องไม่เกิน 1

สัง save ค่าพิกัด GCPs ที่กำหนดใช้ทั้งค่า input และ reference คลิก properties เพื่อเรียกมา save สมการเก็บไว้

คลิก save จะเกิดหน้าต่างเตือนให้คำนวณค่าใหม่หากไม่มีการทำมาก่อนหน้านี้ กำหนดชื่อไฟล์เก็บสมการไว้ ซึ่งสามารถเรียกมาใช้หรือดูได้อีก

การปรับแก้ภาพถ่ายจากดาวเทียมทางเรขาคณิต

ตรวจสอบไฟล์ภาพถ่ายจากดาวเทียมที่จะปรับแก้

ตรวจสอบไฟล์ภาพถ่ายจากดาวเทียมที่จะปรับแก้ ดูข้อมูลประกอบภาพว่ามีการข้อมูลทางแผนที่ถูกต้องตามที่ต้องการหรือไม่

ตรวจสอบไฟล์ภาพถ่ายจากดาวเทียมที่จะปรับแก้ ดูข้อมูลประกอบภาพว่ามีการข้อมูลทางแผนที่ถูกต้องตามที่ต้องการหรือไม่ เรียกดูไฟล์ภาพแผนที่ที่ได้รับการทำ Georeferencing แล้ว

ตรวจสอบไฟล์ภาพถ่ายจากดาวเทียมที่จะปรับแก้ ดูข้อมูลประกอบภาพว่ามีการข้อมูลทางแผนที่ถูกต้องตามที่ต้องการหรือไม่ เรียกดูไฟล์ภาพแผนที่ที่ได้รับการทำ Georeferencing แล้ว ตรวจสอบ map info และ projection info ว่าถูกต้องหรือไม่

ตรวจสอบไฟล์ภาพถ่ายจากดาวเทียมที่จะปรับแก้ ดูข้อมูลประกอบภาพว่ามีการข้อมูลทางแผนที่ถูกต้องตามที่ต้องการหรือไม่ เรียกดูไฟล์ภาพแผนที่ที่ได้รับการทำ Georeferencing แล้ว ตัดภาพถ่ายจากดาวเทียมให้ได้บริเวณครอบคลุมพื้นที่ในแผนที่ Topo โดยให้มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย

ตรวจสอบไฟล์ภาพถ่ายจากดาวเทียมที่จะปรับแก้ ดูข้อมูลประกอบภาพว่ามีการข้อมูลทางแผนที่ถูกต้องตามที่ต้องการหรือไม่ เรียกดูไฟล์ภาพแผนที่ที่ได้รับการทำ Georeferencing แล้ว ตัดภาพถ่ายจากดาวเทียมให้ได้บริเวณครอบคลุมพื้นที่ในแผนที่ Topo โดยให้มีขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย

ต้องการให้มีระบบพิกัดเดียวกับ

1. เลือกทำ Image Geometric Correction

คลิกที่ภาพ เลือกใช้สมการโพลิโนเมียล

เลือกดีกรีสมการ (order 2)

ระบุเลือกใช้ค่าพิกัดอ้างอิงจาก Referenced Topo Popup window แสดงข้อมูลระบบอ้างอิงทางแผนที่ที่ได้กำหนดไป โดยคลิกที่ภาพแผนที่ topo ที่ viewer

กำหนด GCP อย่างน้อย 7 จุด คลิกเพื่อไม่ให้มีการคำนวณอัตโนมัติ

สามารถเปลี่ยนสี cursor ได้

GCP ที่เลือกต้องเป็นตำแหน่งภูมิประเทศเดียวกันทั้งที่ปรากฎในแผนที่ Topo และ ในภาพถ่ายจากดาวเทียม เลือกให้จุดกระจายครอบคลุมส่วนต่าง ๆ ของภาพ

หา GCPs จนครบจำนวนขั้นต่ำ (ดีกรี 1 คือ 3 ดีกรี 2 คือ 6) เมื่อ GCPs ครบพอสร้างสมการได้แล้ว icons 2 อันหลังนี้จะพร้อมทำงาน ให้กำหนด GCP เพิ่มอีก 1 จุด โดยให้ไปคลิกเครื่องมือ ออกไม่ให้ทำงานอัตโนมัติ แล้วคลิกเครื่องมือ เพื่อใช้ในการกำหนด GCP ที่ viewer

กำหนดชื่อไฟล์ภาพผลลัพธ์ และขนาดจุดภาพ (resolution) 30.00000 Sat_rectified.img Bilinear กำหนดชื่อไฟล์ภาพผลลัพธ์ และขนาดจุดภาพ (resolution) คลิกสั่งรันสมการเพื่อแปลงพิกัดภาพ ค่า Error ต้องไม่เกิน 1

สัง save ค่าพิกัด GCPs ที่กำหนดใช้ทั้งค่า input และ reference คลิก properties เพื่อเรียกมา save สมการเก็บไว้

กำหนดชื่อไฟล์เก็บสมการไว้ ซึ่งสามารถเรียกมาใช้หรือดูได้อีก Sat-Topo.gms กำหนดชื่อไฟล์เก็บสมการไว้ ซึ่งสามารถเรียกมาใช้หรือดูได้อีก