موزائیک نقشه های اسکن شده در نرم افزار Arc GIS
در سیستم اطلاعات جغرافیایی، لایه های رستری، به چه نوع داده ای اطلاق می گردد ؟
در سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور (RS) لایه های رستری دارای کاربرد گسترده ای است. به طور خلاصه شبکه ای از سلول ها که در موقعیت مکانی اشان حامل اطلاعات رقومی باشند را شبکه رستری یا داده رستری می نامند. در صورتی که با تصاویر و عکس ها رو به رو باشیم، بهتر است از واژه Pixel که مخفف Picture Element است به عنوان کوچکترین واحد اطلاعاتی تصویر استفاده شود، در غیر این صورت واژه سلول یا Cell استفاده می شود. در مورد لایه های رستری واژگانی همچون Grid یا شبکه، شبکه پیکسلی و مواردی مشابه بعضاً به جای یکدیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرند و در کاربرد واژگان به درستی عمل نمی شود. به طور کلی لایه های رستری شبکه ای منظم و ساخت یافته از درایه ها یا سلول ها یا پیکسل ها هستند که اطلاعات مکانی را در یاخته های خود ذخیره سازی می کنند. لایه های رستری می توانند تک باند یا چند باند باشند. در سیستم اطلاعات جغرافیایی معمولاً با لایه های رستری تک باند رو به رو هستیم. در سنجش از دور و پردازش تصاویر ماهواره ای معمولاً با تصاویر چند باند سروکار داریم. در طبقه بندی دیگری، لایه های رستری به لایه های رستری ارتفاعی (مانند مدل رقومی ارتفاعی، لایه شیب، جهت شیب و …) و لایه های رستری تصویری (مانند عکسها و تصاویر هوایی و ماهواره ای، نقشه های اسکن شده RGB و…) طبقه بندی می شوند. در یک طبقه بندی دیگر می توان لایه های رستری را به لایه های اولیه و مشتق تقسیم نمود. به طور مثال مدل رقومی ارتفاعی را می توان یک لایه رستری اولیه (Primitive) در نظر گرفت، در صورتی که لایه شیب، جهت شیب، مدل سایه و روشن و مواردی از این دست که از مدل رقومی ارتفاعی به دست می آیند را لایه های رستری مشتق (Derivative) نامید.
برای آشنایی بیشتر با لایه های رستری کلیک کنید
برای آشنایی بیشتر با ساختار لایه های رستری کلیک کنید
چرا باید لایه های رستری را موزائیک نمود؟
در بسیاری موارد منابع داده رستری در بخش ها یا قسمت های مختلفی فرآوری و توزیع می گردند به طور نمونه می توان مدل های رقومی ارتفاعی را نام برد که به دلیل سادگی سازماندهی پایگاه های داده و سهولت در نشر و بارگیری و بارگذاری داده ها، بایستی داده ها را در بخش های مختلفی توزیع نمود. در نتیجه کاربران سیستم اطلاعات جغرافیایی در پروژه های خود بسته به موقعیت منطقه مطالعاتی بایستی این بخش ها یا تکه ها را به یکدیگر بچسبانند و یک تصویر یک دست و کامل از منطقه مورد نظر خود به دست آورند. یکی دیگر از دلایلی که نیاز به موزائیک لایه های رستری احساس می شود، در بخش آنالیز و تحلیل ها است، در برخی موارد در برخی تحلیل های رستری بایستی تمامی محدوده مورد مطالعه به صورت یکجا مورد آنالیز قرار گیرد تا بتوان به نتایج مطلوب رسید، نمونه ای از این تحلیل ها در GIS ، تحلیل های هیدرولوژی است به عنوان مثال به هنگام محاسبه جریان تجمعی نیاز به در دسترس بودن تمامی محدوده حوضه زهکشی است و در صورتی که منطقه پوشش دهنده حوضه آبی در چند پارتیشن یا بخش قرار گرفته باشد نمی توان محاسبات مربوط به جریان تجمعی (Flow Accumulation) را به صورت مجزا انجام داد و نتایج را با هم ترکیب کرد. در نتیجه در این موارد، موزائیک لایه های رستری (در این مثال خاص موزائیک مدل رقومی ارتفاعی) نیاز است.
دو رویکرد اصلی در موزائیک لایه های رستری
در مورد موزائیک لایه های رستری در نرم افزارهای مختلف رویکردهای مختلفی دنبال شده است. در نرم افزارهای ویرایش تصویر و یا پردازش تصویر به طور مثال نرم افزار Photoshop از Photo Merge که رویکردی پیکسل پایه است، استفاده می شود. در صورتی که در نرم افزار Arc GIS که جزء نرم افزارهای طیف GIS و تا حدودی RS است، رویکرد Reference-based و موزائیک بر اساس موقعیت و رفرنس مکانی لایه ها دنبال می شود. در ادامه به روش اجرای هر کدام می پردازیم.
1- موزائیک لایه های رستری بر اساس پیکسل ها (Pixel-based)
در مواردی که لایه های رستری دارای چندین قطعه و یا Tile باشد و این قطعات دارای مقداری همپوشانی با یکدیگر در کناره ها و لبه ها باشند، استفاده از این روش توصیه می گردد. علاوه بر این در مواردی که بدون ایجاد رفرنس مکانی و یا Georeference نمودن لایه های رستری، قصد موزائیک آنها را داشته باشید و در ضمن پارتیشن های رستری که می خواهند با یکدیگر موزائیک شوند و یک قطعه کامل و بزرگتر را ایجاد کنند، دارای همپوشانی در کناره ها باشند، استفاده از روش Pixel-based گزینه مناسبی است. برای اجرای یک روش موزائیک Pixel-based می توانید از نرم افزار Photoshop استفاده کنید که امکانات بسیار خوبی در این زمینه فراهم نموده است. در نرم افزار Photoshop با سرعت و کیفیت بسیار بالا امکان چنین پردازشی وجود دارد.
موزائیک لایه های رستری در حالت Pixel-based در Photoshop
2- موزائیک لایه های رستری بر اساس مختصات مکانی (Reference-based)
در حالت دوم موزائیک لایه های رستری بر اساس رفرنس مکانی آنها انجام می گیرد. در نتیجه بایستی تمامی قطعاتی که در عملیات موزائیک دخالت داده می شوند، دارای رفرنس مکانی باشند و یا به اصطلاح ژئورفرنس شده باشند. در نتیجه در مرحله نخست بایستی هر یک از Tile ها را ژئورفرنس نمود، سپس بخش های اضافی یا کادر دور نقشه ها در صورتی که وجود داشته باشند، را حذف نمود و سپس عملیات موزائیک را انجام داد. در این حالت نیازی به وجود همپوشانی بین لایه ها وجود ندارد ولی در صورتی که همپوشانی بین کناره های یک یا چند لایه ورودی، وجود داشته باشد، امکان کنترل آن و تعیین تکلیف این مناطق با استفاده از امکاناتی که در سیستم اطلاعات جغرافیایی در نرم افزارهای مختلف وجود دارد، می باشد. در این مقاله به طور نمونه روش موزائیک لایه های رستری در نرم افزار Arc GIS را آموزش می دهیم.
روش موزائیک لایه های رستری در نرم افزار Arc GIS
برای موزائیک لایه های رستری در نرم افزار Arc GIS بایستی لایه ها دارای رفرنس مکانی باشند (ژئورفرنس باشند)، بخش ها و حواشی اضافی دور لایه ها در مرحله Extract by mask حذف شده باشد. در صورتی که لایه رستری دارای حواشی و یا کادر باشد، بایستی آنها را در عملیات Extract by mask حذف کنید. با توجه به توضیحات فوق، به موزائیک چند نقشه توپوگرافی مجاور به طور نمونه در نرم افزار Arc GIS می پردازیم.
1- ورود لایه های رستری به محیط نرم افزار Arc Map
در این مرحله با استفاده از دکمه Add Data مطابق با شکل زیر لایه های رستری را که قصد موزائیک کردن آن را دارید، به محیط نمایشی نرم افزار اضافه کنید . توجه داشته باشید که اکنون فرض بر آن است که لایه ها را ژئورفرنس کرده و کادر اضافی دور نقشه مربوط به اطلاعات حاشیه ای نقشه را حذف کرده اید.
برای مشاهده آموزش ژئورفرنس لایه های رستری در نرم افزار Arc GIS کلیک کنید
آموزش حذف بخش های اضافی نقشه ها در نرم افزار Arc GIS
نرم افزار Arc GIS را باز نمائید. و با استفاده از دکمه Add Data لایه های رستری را به محیط نرم افزار اضافه کنید. در اینجا ما از چهار شیت نقشه توپوگرافی اسکن شده با مقیاس 1:50000 استفاده می کنیم.
بعد از اینکه نرم افزار Arc GIS را باز کردید، از طریق آیکن Add Data لایه های رستری را به محیط نرم افزار اضافه کنید.
در کادر search نرم افزار، عبارت Mosaic to New raster را تایپ نموده و سپس از لیست نتایج مطابق با شکل زیر بر روی Mosaic To New Raster کلیک کنید. با کلیک بر روی این ابزار، پنجره ای به همین نام باز خواهد شد که در آن می توانید لایه های رستری را به روش Reference-based موزائیک کنید.
با کلیک بر روی گزینه Mosaic To new Raster پنجره ای به همین نام مطابق با شکل زیر باز می شود.
اکنون به توضیحاتی در مورد تنظیمات این بخش می پردازیم. تنظیمات هر بخش مطابق با شماره هایی که بر روی شکل زیر قرار داده شده است، توضیح داده شده است.
1- در کادر 1، تمامی لایه های رستری که قصد موزائیک آن را دارید، به لیست Input Raster اضافه کنید. توجه داشته باشید که در مراحل قبل، تمامی لایه ها ژئورفرنس شده باشند و در صورت نیاز بخش های اضافی آن حذف شده باشد.
2- در کادر 2 بایستی مسیر ذخیره سازی فایل خروجی (لایه موزائیک شده) را مشخص کنید. توجه داشته باشید که در این بخش تنها مسیر فولدری که فایل خروجی در آن قرار می گیرد را تعیین کنید و امکان تعیین نام فایل خروجی وجود ندارد. برای تعیین نام فایل خروجی از کادر بعدی یعنی کادر شماره 3 استفاده کنید.
3- در کادر 3 بایستی نام فایل خروجی را تعیین کنید، در صورتی که پسوندی برای فایل خروجی تعیین نکنید نوع فایل رستری خروجی از نوع فایل رستری اختصاصی نرم افزار Arc GIS خواهد شد. به هر حال بهتر است بعد از نام فایل یک . (نقطه) قرار دهید و سپس پسوند tif را تایپ کنید تا فایل خروجی با پسوند تصویری tif ذخیره سازی گردد.
4- در کادر 4 عمق پیکسل و حالت ذخیره سازی رقوم پیکسل تعیین می شود. به طور مثال یک پیکسل 8-bit می تواند مقادیر 0 تا 255 را بپذیرد و به دلیل UNSIGNEDبودن تنها اعداد مثبت پذیرفته می شود. در مثال حاضر به دلیل آنکه با یک تصویر رنگی RGB رو به رو هستیم و رقوم عددی در ترکیب رنگی RGB در هر سه کانال رنگ قرمز، سبز و آبی بین 0 تا 255 متغیر است و نیاز به استفاده از هیچ عدد منفی وجود ندارد در نتیجه 8_BIT_UNSIGNED گزینه مناسبی است. در قسمت Cell size می توانید ابعاد پیکسل های خروجی را تعریف کنید که البته تنظیم این بخش الزامی نمی باشد.
5- در کادر 5، تعداد باندهای تصویر موزائیک شده خروجی تعیین می گردد. در مثال حاضر به دلیل آنکه نیاز به یک تصویر 3 باندی RGB داریم بایستی تعداد باند را بر روی عدد 3 تنظیم کنیم.
6- در کادر شماره 6 به نام Mosaic Operator روشی که برای موزائیک نواحی دارای همپوشانی استفاده می شود را تعیین می کنید. در مثال حاضر به دلیل آنکه هیچگونه همپوشانی بین پارتیشن های رستری وجود ندارد تنظیم این بخش ضرورتی ندارد.
7- کادر 7، زمانی اعمال می گردد که لایه رستر ورودی دارای Colormap باشد. در لیست کشویی موجود در این بخش تعیین می کنید که Colormap از کدام لایه رستری بر روی لایه رستری موزائیک شده اعمال گردد.
و در نهایت بعد از تکمیل تنظیمات فوق بر روی دکمه ok کلیک کنید و منتظر بمانید تا پردازش انجام شود. سپس نتایج کار را ملاحظه کنید. نمونه ای از نتیجه عملیات فوق در شکل زیر نمایش داده شده است.
ما را از دیدگاههای ارزشمند خود مطلع کنید
دیدگاهتان را بنویسید