Möglichkeit zur Georeferenzierung zweier Karten

Computer: Software & Programmierung Photoshop & Grafik
#1

Liebe/-r Experte/-in,

für eine Wikipedia-Kartenprojekt möchte ich zwei gescannte Raster-Weltkarten übereinanderlegen, die jedoch sehr unterschiedliche Kartennetzprojektionen aufweisen (eine Karte Miller I, eine vermutlich Robinson). Bei sich recht ähnlicheren Projektionen ist mir das bisher mit manueller Verzerrung über ein Bildbearbeitungsprogramm ganz gut gelungen. Die jetzige Aufgabe ist jedoch so schwierig, dass ich das nicht hinbekomme.

Ich habe mich nunmehr ansatzweise mit polygonaler Georeferenzierung beschäftigt, gvSIG auf meinen Mac downgeloaded und ein wenig ausprobiert. Leider waren die Versuche (trotz der über 40 in Quelle und Ziel gesetzten Punkte) bisher erfolglos und führten nur zu völlig falschen Verzerrungen der Zielkarte. (Müssen beide Karten etwa die gleiche Größe/Auflösung haben?)

Doch vor allem: Gibt es einen einfacheren Weg als zuerst einmal das gesamte gvSIG-Programm zu lernen, um die Aufgabe zu lösen? Ich brauche schließlich nur diese Referenzierung!

Ich wäre sehr dankbar für jeglichen heißen Tip!

Viele Grüße aus der Schwebebahnstadt

Frank

#2

Hallo Frank

Ich kenne GVSIG nicht. Eine Transformation zwischen 2 Projektionen ist nicht trivial und schon gar nicht wenn es sich um gescannte Karten handelt welche dann auch noch die ganze Welt abdecken. Mit einer einfacher polynomen Transformation wirst du nicht weiterkommen. Der Aufwand um - wenn überhaupt - zu einem annehmbaren Ergebnis kommen ist nicht gering.

Du brauchst erstmal eine gutes Geographischen Informationssystem (GIS). Eventuell ist die freie Software Quantum GIS (www.qgis.org/) schon ausreichend für diese Aufgabe. Kommerziell käme z.b. ARCGIS in Frage. Ich habe dir hier auf die Schnelle mal eine Link ausgesucht mit Infos zu Kartenprojektionen:

http://gislounge.com/projections-and-coordinate-syst…

Weiter geht’s

  1. Die Kartenprojektion beider Karten muss bekannt sein!

  2. Das GIS muss diese Projektionen bzw. die notwendigen Parameter und hierzu in der Library haben.

  3. Je höher die Auflösung umso besser, auch eine nachträgliche Erhöhung der Auflösung (resize kannst du aber auch beim Reproject / Warp noch machen) führt zu besseren Ergebnissen.

  4. Wähle die eine Zielkartenprojektion oder definierte eine als Projektionen als Master aus.

  5. Anmeldung jeder einzelnen Karten über Eckkoordinaten mit Punktdigitalisierung und Zuweisung der Kartenprojektion.

Hier ein Link zu Ausführung in Quantum:

http://geo-works.de/2012/02/qgis-tutorial-teil-1-wie…

  1. Nun kannst du über Reproject eine der Karte in die Projektion der anderen, bzw. ins gewünschte Zielsystem transformieren.

Hier ein Link zu Ausführung in Quantum:

http://www.youtube.com/watch?v=7sAyT0EynJo

Hier ein Link zu Ausführung in ARCGIS:

http://www.youtube.com/watch?v=FysyWzwPI1U

Wenn es dann immer noch nicht passt kannst du versuchen über „Polynome Anpassung“ (max.2-3) Ordnung oder Rubber Sheeting die Referenzierung noch zu verbessern.

LG Michael

#3

Hallo Frank,

leider kenne ich das Programm gvSIG nicht und kann Dir zur Nutzung keine weiteren Tips geben. Arbeiten zur Georeferenzierung führe ich mit der kommerziellen Software ArcGIS der Firma ESRI durch. Dort geht es problemlos. Wobei ich aus sagen muß, dass ich mich mit solchen exotischen Projektionen noch nicht beschäftigt habe. Weitere kostenlose Programme sowie deren Bedienung zur Georeferenzierung sind mir nicht bekannt. Sorry

Gruß

Wolfgang

#4

Hallo Michael,

das hört sich ja schon sehr gut an - wenn auch sicherlich deutlich aufwändiger als ich dachte! Ich werde mir Quantum mal runterladen und es damit ausprobieren. Die von dir genannten Anleitungen sehen beim ersten Lesen recht leicht nachvollziehbar aus. Danke! … Doch vielleicht kennt ja noch jemand einen einfacheren Weg.

#5

Hallo Frank

Mit Image matching Methoden wird es schwierig bei unterschiedlichen Abbildunsgsystem und Projektionen,
ich habe mit ähnlichen Problemen 10 Jahre zu tun gehabt.
Jetzt zum Glück nicht mehr :smile:

LG Michael

Kannst mich notfalls auch mal direkt anschreiben. [email protected].

LG aus Leverkusen :smile:

#6

Hallo Frank,

dein Vorhaben ist ja sehr löblich, aber entscheidende Aussagen fehlen.
Sind es geografische oder geodäetische Kartendarstellungen?
Sind Passpunkte in beiden Karten vorhanden?
Maßstab und Blatt größen sind eigentlich egal - es wird nur die Darstellungsdichte unterschiedlich dargestellt.
Über Passpunkte die Koordinaten der Eckpunkte polar Errechnen. Gegebenenfalls ein Koordinatensystem transformieren, so dass die Eck koordinaten gleich sind.

Gruß vom Strelasund

Detlef

#7

Lieber Frank,
zunächst einmal kann ich dir keine große Hoffnung auf eine Schnelllösung machen. Wie du sicherlich empirisch herausgefunden hast, ist die Georeferenzierung insgesamt alles andere als trivial, und ohne die Hilfe eines ausgewachsenen GIS kaum befriedigend zu schaffen. (Alle Achtung, dass du es bisher mit einem Bildbearbeitungsprogramm geschafft hast!) Normalerweise wird ein GIS auch unbedingt wissen wollen, um welche Projektionen es sich handelt, zumal es gut denkbar ist, dass den beiden Projektionen unterschiedliche Erdmodelle (Engl.: „Datum“) zu Grunde liegen. Kennt man diese Informationen nicht, dann steht einem ein langer, iterativer Prozess bevor, um zu ermitteln, um welche Projektion es sich am wahrscheinlichsten handelt. Andererseits gehe ich davon aus, dass es dir nicht darum geht, höchste Genauigkeit zu erzielen, sondern einfach nur die Karten miteinander einigermaßen bekannt zu machen. (Tipp in Punkto Genauigkeit: Die wird nicht unbedingt durch Masse erhöht. Besser ist es, wenige sehr zuverlässige Punkte zu wählen.)
Und wenn es darum geht, ein GIS zu erlernen, gehört die Georeferenzierung sicherlich nicht zu den Anfängerübungen.
Nichtsdestotrotz: Als lateral denkender Mensch frage ich mich, ob in den heutigen Internetzeiten es nicht so was wie Georeferenzierungsdienste gibt, vielleicht sogar kostenlos und webbasiert. Ein schnelles Googeln brachte folgendes Ergebnis:
Google-Suche: „georeferencing software“
Erster Treffer: „The Big List Of Image Registration / Georeferencing Software“ von freegeographytools.com
Weiter unten in der langen Liste auf dieser Seite sieht es interessant aus:
„Online map rectification tools“
Falls dich dieser Weg nicht weiter bringt, dann würde ich die Hochschule deines Vertrauens empfehlen - dort wird es wahrscheinlich vor Geografiestudenten wimmeln, die gern ihre frisch gewonnenen GIS-Kenntnisse gegen ein paar Biere verkaufen würden. Oder sogar Behörden (Katasterämter, Liegenschaftsämter, Ökobehörden usw.) - hat sogar den Vorteil, dass sie als Gegenleistung höchstens den Gegenwert von 10€ nehmen dürfen :wink:
Ich hoffe, du kommst so oder anders schnell weiter, würde mich auch interessieren, ob/wie es klappt - beste Grüße,
Charles

#8

Hallo Frank,

da hast Du mir schon eine harte Nuss zum Knacken gegeben. Im Moment habe ich noch keine Lösung, da ich wenig mit der Transformation von Rasterdaten zu tun haben. In meinem Team habe ich eine Kollegin, die sich mit Satellitendaten und deren Aufbereitung beschäftigt hat. Ich werde sie heute befragen, vielleicht hat sie eine Idee. Also bitte noch ein wenig Geduld. Ich melde mich Anfang nächster Woche wieder.

Grüße

Axel

#9

Hallo Frank,

leider habe ich eine Georeferenzierung bisher nicht mit gvSIG durchgeführt.

Mögliche Programme mit denen du eine Georeferenzierung vorzunehmen wären ErdasImagine, ENVI, ArcGIS
oder Quantum-GIS (OpenSource Software). Ich würde es mit Quantum-GIS versuchen. Das steht kostenlos zur Verfügung und sollte für deine Wünsche ausreichen. Hier eine mögliche Vorgehensweise: http://wiki.openstreetmap.org/wiki/DE:QGIS.

Bei der Georeferenzierung zweier Karten sollte die Auflösung beider Karten möglichst gleich sein.
Sollte dies nicht der Fall sein, muss man dies beim Messen der Punktepaare (Ground Control Points (GCPs)) berücksichtigen. Das Platzieren der exakt selben Punkte in den verschiedenen Kartengrundlagen wird dann schwieriger. Die Qualität der Transformation hängt von Art und Auswahl der Referenzpunkte ab. Die Passpunkte sollten möglichst über das gesamte Gebiet verteilt werden. Für die Entzerrung reicht die Anzahl deiner gemessenen Punkte völlig aus. Bei den meisten Programmen wird bereits beim Messen der GCPs die Genauigkeit der einzelnen Punkte angegeben. Bereits hier kann man schon Prüfen wie gut die Punkte platziert sind.

Beim anschließenden Resampling der Rasterdaten würde ich mindestens die Bilineare Interpolation bevorzugen und als GeoTIFF abspeichern.

Hier noch ein ganz guter Link zum Thema „Grundlegendes zur Georeferenzierung eines Rasterdatensatzes“:
http://help.arcgis.com/de/arcgisdesktop/10.0/help/in…

Ich hoffe dir hiermit etwas weitergeholfen zu haben.

Gruß Stephanie

#10

Hallo Stephanie und Axel (vermute ich :wink:

herzlichen Dank für die vielen guten Ratschläge! Nach dem Vorschlag von Michael Bock habe ich mir bereits QGis heruntergeladen und erste Versuche - jedoch wenig erfolgreich - durchgeführt. Aber nach dem Lesen deiner Infos könnte ich mir denken, dass ich einige grundlegende Dinge falsch gemacht habe. Bin gespannt, wie es demnächst klappt!

Gruß Frank