Czy istnieją jakieś ogólne zasady wyboru transformacji do georeferencji?

22

Istnieje kilka transformacji, których można użyć podczas georeferencji rastra:

  • 1. rzędu wielomian (afiniczny)

  • Wielomian 2 rzędu

  • Wielomian trzeciego rzędu

  • Splajn ... itd

Czy istnieją jakieś konkretne reguły lub reguły praktyczne , o których transformacji należy stosować w przypadku konkretnego rastra?

Na przykład konkretna transformacja powinna być generalnie stosowana w przypadku zdjęć lotniczych, a inna powinna być używana ze zdjęciami satelitarnymi, a trzecia powinna być używana podczas digitalizacji map?

Czy jest jakaś książka, która szczegółowo wyjaśnia matematykę?

Devdatta Tengshe
źródło

Odpowiedzi:

27

Najpierw ostatni: jest to materiał analizy regresji i modelowania statystycznego. Regresja wielomianowa jest omawiana w większości podręczników. ( Draper i Smith traktują to w rozdziale 5.) Naprawdę nie ma nic specjalnego (matematycznego) w georeferencji w porównaniu z dopasowaniem Excela linii prostej do wykresu rozrzutu: jest tylko więcej zmiennych. (Możesz naprawdę przekonać Excela do georeferencji, jeśli mu ufasz ;-).

Teraz kilka praktycznych zasad:

  1. Użyj najniższej kolejności, która spełnia Twoje wymagania dotyczące dokładności. (Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, patrz punkt 7 poniżej.)
  2. Użyj metody, która może reprezentować zniekształcenia, które mogły wystąpić. Przy skanowaniu mapy papierowej zniekształcenia mogą być lokalne i nieregularne, więc rozważ splajny. Przy zmianach projekcji (w tym tych, które występują w większości przetwarzania obrazów lotniczych i satelitarnych) właściwa transformacja do zastosowania jest projekcyjna. Transformacje rzutowe nie są wielomianami (ogólnie) ani splajnami. Jeśli oprogramowanie nie obsługuje ich, wielomian drugiego rzędu często zapewnia rozsądne przybliżenie.
  3. Nie przemęczaj się . Istnieje dokładność dowolnego źródła geodanych. Chcesz, aby wartość rmse była w przybliżeniu równa tej niedokładności, a nie znacznie niższa.
  4. Zwłaszcza gdy używasz wyższych mocy (wielomianów rzędu 2 lub wyższych), odsuń zewnętrzne linki . Nawet jedna wartość odstająca może rażąco zniekształcić transformację. Krzyżowo sprawdź wyniki, tworząc niektóre łącza nieużywane do obliczenia transformacji i sprawdzając, jak dobrze transformacja je rozwiązuje.
  5. W celu uzyskania największej dokładności, georeferencję najmniejszego możliwego obszaru . Georeferencje nie mają sensu poza obszarem zainteresowań, ponieważ może to pogorszyć jakość mapy w obszarze badań.
  6. Dla elastyczności, georeferencja na nieco większym obszarze . Wcześniej czy później może być konieczne wprowadzenie danych z sąsiednich regionów: ogromnie pomoże mieć kilka wspólnych punktów kontrolnych w pobliżu granic, w których się pokrywają. (Ta reguła jest sprzeczna z poprzednią!)
  7. Preferuj tworzenie punktów kontrolnych wokół granicy obszaru badań. Geometrycznie większość twojego regionu i tak leży blisko jego granicy; statystycznie najlepsze informacje uzyskuje się z tych ekstremalnych punktów kontrolnych. Użyj kilku we wnętrzu, aby sprawdzić dopasowanie i ocenić kolejność wielomianów. (Jeśli dopasowanie oparte tylko na punktach granicznych jest dopuszczalne, ale punkty wewnętrzne nie pasują dobrze, konieczne może być zwiększenie kolejności wielomianowej).
Whuber
źródło
@Devdatta W ogóle nie; Bardzo chciałbym zobaczyć, jakie zasady uznają inni za przydatne.
whuber