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Georeferenziare una mappa
Metodo I

Metodo non troppo scientifico, ma pratico. Indirizzato a chi ha almeno un po' di pratica con programmi di grafica e sa orientarsi su una foto aerea o su una cartografia.
Potrete con questo tutorial applicare la scarna traccia scaricata dal vostro GPS ad una mappa topografica o ad una foto aerea, e mostrare agli amici l'odissea che avete percorso. Oppure una volta calibrata la mappa potrete creare nuovi percorsi per scaricarli sul vostro GPS prima di partire per il trekking o in MTB.

Software necessario:
GPS Map Explorer, programmi di grafica per acquisire e convertire le immagini.

Hardware necessario:
Non eccessivo, a meno che non lavoriate con mappe molto dettagliate e ampie.

Note generali (oppure salta subito alla procedura):
Il problema di come georeferenziare una mappa è molto complesso. Si tratta sostanzialmente di fare in modo che ad ogni punto di  una immagine corrisponda una precisa coordinata geografica.
L'immagine di partenza può essere di qualunque natura: una foto aerea o satellitare, una scansione di una comune mappa stradale o di una mappa topografica, una mappa topografica già fornita in formato digitale.
Per ottenere la massima precisione l'immagine deve essere ortorettificata, ossia in parole povere (e qui non me ne vogliano i tecnici) i 'meridiani N-S ed E-W devono risultare delle rette. Questo ovviamente comporta le deformazioni tipiche del dover adattare una superficie sferica (quella terrestre) ad una rappresentazione piana (quella della mappa).
Solitamente i prodotti digitali forniti dalle pubbliche amministrazioni o da privati sono immagini già pronte all'uso con i principali programmi GIS e CAD e hanno allegate le informazioni di georeferenziazione,  mentre in questa pagina vorrei indicare i metodi per lavorare su mappe generiche, ottenute solitamente attraverso uno scanner.
Attenzione al Map Datum: chi usa il GPS sa che la Terra non è una sfera perfetta, e quindi non basta dire che mi trovo in un punto a 44°N, 11°E. Devo precisare quale 'modello' di Terra sto utilizzando, ossia quali misure utilizzo per tener conto della non perfetta sfericità della Terra. Nel tempo questi modelli, chiamati Map Datum, si sono raffinati sempre più. Succede così che una mappa topografica italiana sia basata sul Map Datum 'Roma 1940' mentre un'altra mappa statunitense dello stesso luogo si basata sul Map Datum 'WGS84'.
Capita allora che lo stesso luogo abbia coordinate GPS differenti a seconda del Map Datum usato, e capita pure che un intero percorso risulti traslato lateralmente anche di decine di metri se applicato ad un'immagine senza tener conto del Map Datum.
La calibrazione che andremo a fare sarà quindi legata al Map Datum utilizzato per acquisire le coordinate.
Solitamente il vostro GPS è impostato sul Map Datum WGS84.

Consigli utili:
Una volta ottenuta la cartografia in formato cartaceo bisogna acquisirla con lo scanner (di solito a 300 dpi), avendo cura di spianare eventuali pieghe e di mantenere possibilmente l'allineamento senza fare una scansione 'storta'. In questa fase si può ottenere una file molto corposo, anche di alcune decine di MB. Un trucco può essere quello di acquisire l'immagine non a colori ma in scala di grigi, o addirittura in bianco e nero e di giocare con la risoluzione.
Consiglio di salvare l'immagine originale in formato TIFF compresso, per mantenere una copia da cui poi ottenere attraverso programmi di grafica il formato che serve (JPG o BMP o altro) o per operare su una piccola frazione della mappa ritagliandola dal file complessivo.

Uso di GPS Map Explorer per georeferenziare una mappa.
Innanzitutto è necessario:

  • avere una buona immagine della zona di interesse in formato JPG:
  • conoscere la posizione GPS di almeno 3 punti di questa mappa, possibilmente in punti distanti. Equivalentemente si può usare direttamente una intera traccia GPS del luogo (ovviemente in formato leggibile dal programma).  Altrimenti se non si è già stati sul posto bisogna procurarseli, ad esempio attraverso Atlante Italiano [... sezione ancora da scrivere...].
Adesso vediamo i passi necessari per procedere:
  1. Avviare GPS Map Explorer. Dovrebbe aprirsi con una pagina bianca altrimenti fare File -> New.
  2. Se avete un percorso GPS su file, apritelo con File -> Open... , vi apparirà nella finestra. Passate al punto 4.
  3. Altrimenti inserite i Waypoint di cui conoscete le coordinate.
    Per fare questo Tools -> Add/Select Waypoints. Lasciando aperta la finestra che vi appare cliccate ovunque nella pagina bianca col cursore a forma di bandierina.
    Appariranno i dati del punto, del tutto arbitrari. Nella casella Geographic position modificate questi dati con quelli in vostro possesso.
    Poi cliccate di nuovo sulla pagina bianca, in un altro punto, e correggete i valori che vi appariranno con i dati del secondo punto, e così via per ogni punto noto.
    Al termine cliccate su Close nella finestrella.
  4. Dal menu File -> Open Map... scegliere il file della immagine. Se non l'avete già calibrata vi apparirà questo avviso:
    Gpsimage1
    Traduzione:
    Questa mappa non è calibrata correttamente.
    QUALUNQUE INFORMAZIONE MOSTRATA E` ERRATA.
    Per calibrare la mappa, usate il menu "Tools.Calibrete...", o premete il tasto Sì qui sotto.
    Prima di calibrare una mappa, potrebbe essere utile scaricare o importare tracce o waypoints.
    Volete calibrare ora la vostra mappa?
  5. Premete , visto che avete già caricato la traccia o i waypoints.
    Apparirà un messaggio che ci guiderà nella calibrazione:
    Gpsimage2
    Traduzione:
    Questa mappa non ha punti di calibrazione. Per aggiungere punti di calibrazione, cliccate sulla mappa dove volete che sia il punto, e indicatene la posizione. In alternativa al cliccare e poi indicare/scegliere la posizione, potreste trascinare la curva del percorso o un waypoint fino a farlo combaciare con un punto noto della mappa.
    Cliccate OK.
  6. Adesso vi consiglio il secondo metodo tra quelli indicati qui sopra. Col cursore che ha cambiato forma, cliccate su un punto noto della traccia o su un waypoint (NON su un punto noto della mappa sottostante) e tenendo premuto il tasto del mouse trascinatelo fin  sopra il corrispondente punto della mappa. Nella foto sotto mostro come posso cliccare su un tornante presente nella traccia GPS (in BLU), poi andrò a trascinarlo fin sopra il tornante presente effettivamente nella mappa.
    Gpsimage3 -> lo sposto e diventa -> Gpsimage4
  7. Posso operare allo stesso modo con gli altri punti di calibrazione. Se clicco su un punto in cui non ho punti di calibrazione ne viene creato uno nuovo. Si ottengono ottimi risultati con 3 punti di calibrazione.
    Ovviamente si procede per approssimazioni successive, prima posiziono i punti 'alla buona' e poi con lo zoom (icona nella barra un alto) aumento il dettaglio e posiziono meglio i punti di calibrazione.
  8. Una volta soddisfatti del risultato cliccare nella finestrella il tasto 'Finished'.
  9. D'ora in poi GPS Map Explorer memorizzerà questa calibrazione, abbinandola a questa immagine anche quando apriremo tracce GPS diverse registrate nella stessa zona. Posso inoltre esportare le calibrazioni attraverso il menu File -> Export Calibrations...
    Ogni volta che sposterete il mouse su qualunque punto della mappa, in basso a destra compariranno le coordinate di quel punto
Note finali importanti.
La calibrazione ottenuta con questo metodo è APPROSSIMATA, in quanto si lavora ad occhio e non secondo rigorose formule e trasformazioni matematiche.
Inoltre se ci si basa sulle registrazioni ottenute dal proprio GPS durante un'uscita sul campo si dovrà accettare l'errore del ricevitore, che a seconda della copertura dei satelliti e del modello potrà ammontare anche a 20 metri e oltre. Quindi considerate questo metodo come un utile e veloce mezzo di calibrazione che però non può servirvi, ad esempio, per litigare coi vicini riguardo ai confini....

E soprattutto fate un po' di prove col programma, per capire come funziona, per cercare nelle Preferenze il modo di indicare la posizione in formato UTM o come LAT e LONG, e così via. Enjoy!


© Massimo Santi
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Ultima modifica a questa pagina domenica 16 gennaio 2005, 19:29