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4.幾何補正
地球楕円体と地図座標の説明
幾何補正とは、デジタル地図や画像に座標を与えることである。しかし、一概に座標といっても、用途や国によって、地球楕円体の大きさの基準が異なるので、座標も異なる。
・楕円体の種類
年
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楕円体名称
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長軸
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短軸
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扁平率
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利用
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1984 | WGS84 | 6378137 | 6356752 | 298.2572 | GPS |
1841 | BESSEL | 6377397 | 6356079 | 299.14 | 日本、韓国、インドネシア |
1980 | GRS-80 | 6378136 | 6356758 | 298.257 | IUGG |
・地図座標系の種類
ユニバーサル横メルカトール図法(UTM座標系)
地球全体を経度6°毎に60の帯に分け、その中心子午線の赤道上の点を原点とし、原点における縮尺率を0.9996としている。
ガウス・クリューゲル図法
横メルカトール図法(横軸等角円筒図法)。基本的にはUTMと同じ。日本が使用している地図座標系である。しかし、UTM座標系の原点は、日本の地図座標系(平面直角座標系・東京データムと呼ばれている)は原点を日本の地勢に合わせて19設け、原点における縮尺率を0.9999としている点にある。
※2000年以降、日本の座標系は、TOKYO(従来の平面直角座標系)から、測地成果2000という新しい平面直角座標系に変更している。これは、従来のBESSEL楕円体ではなく、GRS-80楕円体のITRF座標系を使用している。
※ITRF系(International Terrestrial Reference Frame:国際地球基準座標系):IERS(国際地球回転観測事業)という国際的な学術機関が構築している3次元直交座標系。この座標系では、地球の重心に原点を置き、X軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Y軸を東経90度の方向に、Z軸を北極の方向にとって、空間上の位置をX、Y、Zの数字の組で表現している。
ERMAPPER幾何補正ツールの説明
メインウィンドウの"Process"-"Geocording Wizard" を選択すると下のようなウィンドウが表示される。
これはERMAPPERの幾何補正ツールである。このツールには7つの機能がある。
機能名称
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説明
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Triagulation | 地上基準点に三角網が存在する場合、それを考慮して補正していく機能。 |
Polynominal | 地上基準点から画像に座標を与えていく機能。地図とのマッチングもできる。 |
Orthorectify using ground contorol point | 画像とDEMと地上基準点を用いてオルソデータにする機能。 |
Orthorectify using exterior orientation | 画像とDEMとカメラ位置のデータを用いてオルソデータにする機能。 |
Map to map reprojection | 座標が存在するデータの場合、座標を変換する機能。 |
Known point registration | グリッド状に座標が存在する場合、縦横の大きさと1点の座標のみで補正する機能。 |
Rotation | 回転のみ。 |
Polynominalの使い方
1.Polynominal Setup
"Satrt"(最初のウィンドウ)で"Polynominal"にチェックを入れ、幾何補正したいデータを選択した後に、ウィンドウ上段の"Polynominal Setup"を選択する。
そこに3つの項目がある。ここでは、内挿法を選択する。
内挿とは、有限個の観測値から、観測点以外の地点における点の値を推定することをさす。
名称
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説明
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Linear | 一次内挿法 コントロールポイントが3点以上必要 |
Quadratic | 二次内挿法 コントロールポイントが6点以上必要 |
Cubic | 三次内挿法 コントロールポイントが10点以上必要 |
1次から3次までの内挿法が存在するが、次数が高くなるにしたがって、より平滑かつ鮮鋭化が行われる。
存在する観測点(コントロールポイント)の数や、使用方法にあわせて選択する。
2.GCP Setup
内挿法の選択が終了した後、ウィンドウ上段の"GCP Setup"を選択し、下に示すようなウィンドウを表示させる。
すでに幾何補正済みのデータと対照させて、幾何補正を行う場合には、"赤丸の部分"を選択して、対象データ(幾何補正済みのデータ)を入力する。
デジタイザーを用いて、コントロールポイントを入力する場合は、"青丸の部分"をチェックする。
※ただし、ここでは、幾何補正済みのデータも、デジタイザーも用いずに幾何補正する方法を説明する。
次に、"Output Coordinate Space"の設定を行う。