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 = A x + B y + C Y = D x + E y + 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.

Georeferenzia re i file raster La cartografia è pa- rametrata, 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 for- ma di un trapezio irregolare), delle co- ordinate est e nord nel sistema di riferi- mento Gauss-Boaga, fuso est, datum Ro- ma 1940.

Georeferenzia re raster Quando si georefe- renzia una scansione è opportuno utilizza- re, come riferimento, il taglio del foglio e la parametratura che costituiscono punti certi nel sistema di riferimento adottato. Pertanto li digitaliz- ziamo al fine di utiliz- zare, in particolare, il taglio foglio e i punti di incrocio delle linee evidenziate in blu.

Georeferenzia re raster Ciò premesso per georeferenziare una cartografia scanne- rizzata si può proce- dere come segue. Aperto il file.dwg della griglia para- metrica si selezio- na il gruppo fun- zionale “Strumenti raster” (1) e in questo il comando “Inserisci…” (2) nel sottogruppo “Inse- risci e scrivi”,

Georeferenzia re raster si apre la finestra “Inserisci immagi- ne” in cui occorre selezionare il file e premere su “Apri”, si apre la finestra “Inserimento im- magine” in cui sce- gliere “Seleziona<” nella parte “Valori di correlazione”, si attiva la marca che mostra alla sua destra in alto il perimetro dell’area scannerizzata,

Georeferenziar e raster si clicca su quel pun- to (1) e poi una pri- ma ed una seconda volta sul punto a de- stra della griglia del- la parametratura (2), si riapre la finestra “Inserimento imma- gine”, in cui sono riportate le coordi- nate del “Punto di inserimento” e la “Scala”, in cui sele- zionare “OK” (3).

Georeferenzia re raster L’immagine non cor- risponde, ovviamen- te, al taglio carto- grafico per cui oc- corre posizionarla correttamente. Per farlo si possono selezionare prima il comando “Corrispon- denza” e poi, se l’a- dattamento non è adeguato, il comando “Trasforma a foglio di gomma”.

Georeferenziar e raster Selezionato il coman- do “Corrispondenza” si sceglie un lato del taglio cartografico geo- referenziato e si sele- zionano i due estremi dell’immagine che vi devono corrispondere. Se si ingrandisce il ri- sultato può risultare che l’immagine non corrisponde perfetta- mente al taglio carto- grafico ed alla parame- tratura.

Georeferenzia re raster Pertanto selezionato il comando “Trasfor- ma a foglio di gom- ma” (1) si apre la fi- nestra qui a fianco in cui selezionare il “Metodo” di trasfor- mazione “Poligona- le” (2) e cliccare su “Aggiungi punti<“ (3) per selezionare i punti dell’immagine da far corrispondere con la parametra- tura.

Per ciascun punto va clic- cato prima quello sull’im- magine e poi quello sulla griglia parametrica. Introdotti tutti i punti pre- mere il tasto destro del mouse per l’invio, dopo di che si ottiene l’apertura della finestra “Trasforma- zione a foglio di gomma: imposta punti di control- lo” in cui sono riportate le coordinate dei punti di origine e dei punti trasfor- mati e gli errori. Modificando il grado del polinomio si può ottenere un miglior adattamento dell’immagine ed errori più contenuti. Nell’esempio risultano mi- nori di 3 m.

Se l’adattamento è rite- nuto soddisfacente oc- corre esportare il tutto in un nuovo file, per farlo selezionare il co- mando “Esporta imma- gine”. Si apre la finestra “Esporta” in cui va im- messo il nome del file e premuto “Esporta”. Si apre la finestra “Meto- do di codifica”, nell’e- sempio si è scelto “Non compresso”, dopo di che occorre premere “Avan- ti<“, Si apre, infine, la finestra “Opzioni di esportazio- ne” per scegliere dove salvare i parametri di georeferenziazione e premere “Fine”.

Conclusione Il file TIFF prodotto risulta pertanto geo- referenziato nel sistema di riferimento Gauss- Boaga, 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