Мировой файл

Эта статья нуждается в дополнительных ссылках для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив ссылки на надежные источники . Неисходный материал может быть оспорен и удален. Найдите источники:  «Всемирный файл»  —  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( январь 2020 г. ) ( узнайте, как и когда удалить это шаблонное сообщение )

Мировой файл представляет собой шестистрочный простой текстовый сопроводительный файл , используемый географическими информационными системами (ГИС) для географической привязки растровых изображений карты. Спецификация файла была введена Esri , ^{[1] [2]} и состоит из шести коэффициентов аффинного преобразования , описывающего расположение, масштаб и поворот растра на карте.

Определение

Графическое представление параметров файлов мира и вычисленных значений четырех первых верхних левых пикселей изображения.

Общее значение шести параметров в файле привязки (согласно определению Esri ^[1] ):

• Строка 1: A : размер пикселя в направлении x в единицах карты/пиксель.
• Строка 2: D : вращение вокруг оси Y
• Строка 3: B : вращение вокруг оси x
• Строка 4: E : размер пикселя по оси y в единицах карты, почти всегда отрицательный ^[3]
• Строка 5: C : x -координата центра верхнего левого пикселя
• Строка 6: F : y -координата центра верхнего левого пикселя

Однако это описание вводит в заблуждение, поскольку параметры D и B не являются угловыми поворотами, а параметры A и E не соответствуют размеру пикселя, если D или B не равны нулю. Параметры A , D , B и E иногда называют «масштабом x», «перекосом y», «перекосом x» и «масштабом y».

Лучшее описание параметров A , D , B и E :

• Строка 1: A : x -компонент ширины пикселя ( x -масштаб)
• Строка 2: D : y -компонент ширины пикселя ( y -skew)
• Строка 3: B : x -компонент высоты пикселя ( x -перекос)
• Строка 4: E : y -компонент высоты пикселя ( y -масштаб), обычно отрицательный
• Строка 5: C : x - координата центра верхнего левого пикселя исходного изображения, преобразованного в карту.
• Строка 6: F : y - координата центра верхнего левого пикселя исходного изображения, преобразованного в карту.

Все четыре параметра выражаются в единицах карты, которые описываются системой пространственной привязки растра.

Когда D или B не равны нулю, ширина пикселя определяется следующим образом:

${\ displaystyle {\ sqrt {A ^ {2} + D ^ {2}}}}$

и высота пикселя на

${\ displaystyle {\ sqrt {B ^ {2} + E ^ {2}}}}$

Файлы мира, описывающие карту в универсальной поперечной системе координат Меркатора (UTM), используют следующие соглашения:

• D и B обычно равны 0, поскольку пиксели изображения обычно выравниваются по сетке UTM.
• C - восточная точка UTM
• F - северное направление UTM
• Единицы всегда метры на пиксель

Вышеприведенное описание применимо также к прямоугольному неповернутому изображению, которое может быть, например, наложено на ортогонально спроецированную карту. Однако если файл привязки описывает изображение, повернутое относительно оси целевой проекции, то A, D, B и E должны быть получены в результате требуемого аффинного преобразования (см. ниже). В частности, A и E больше не будут измеряться в метрах/пикселях по соответствующим осям.

Эти значения используются в шестипараметрическом аффинном преобразовании :

${\ displaystyle {\ begin {bmatrix} x \ prime \\ y \ prime \ end {bmatrix}} = {\ begin {bmatrix} A & B & C \\ D & E & F \ end {bmatrix}} {\ begin {bmatrix} x \\ y \\1\конец{bmatrix}}}$

которую можно записать в виде этой системы уравнений:

${\displaystyle {\begin{aligned}x'&=A\,x+B\,y+C\\y'&=D\,x+E\,y+F\end{aligned}}}$

где:

x' — расчетное значение UTM к востоку от пикселя на карте.

y' — расчетное северное значение UTM для пикселя на карте.

x - номер столбца пикселя в изображении, считая слева

y — номер строки пикселя в изображении, считая сверху

А или х - шкала; размер пикселя в единицах карты в направлении x

B , D - члены вращения

C , F - термины перевода: x , y координаты карты центра верхнего левого пикселя

E отрицательна по шкале y : размер пикселя в единицах карты в направлении y

Шкала Y ( E ) отрицательна, потому что происхождение изображения и система координат UTM различны. Начало изображения находится в верхнем левом углу, тогда как начало системы координат карты находится в нижнем левом углу. Значения строк в изображении увеличиваются от начала координат вниз, а значения координаты y на карте увеличиваются от начала координат вверх. Многие картографические программы не могут работать с «перевернутыми» изображениями (т. е. с положительной шкалой y ).

Чтобы перейти от UTM (x'y') к положению в пикселях (x, y), можно использовать уравнение:

${\displaystyle {\begin{aligned}x&={\frac {Ex'-By'+BF-EC}{AE-DB}}\\y&={\frac {-Dx'+Ay'+DC-AF}{AE-DB}}\end{aligned}}}$

Пример: Исходный falknermap.jpgразмер 800×600 пикселей (карта не показана). Его мировой файл falknermap.jgwи содержит:

32,0
0,0
0,0
-32,0
691200.0
4576000,0

Положение маяка острова Фолкнер на изображении карты:

x = 171 пиксель слева
у = 343 пикселя сверху

Это дает:

x1 = 696672 метра на восток
y1 = 4565024 метра на север

Зона UTM (сетка) не указана, поэтому координаты неоднозначны — они могут представлять положение в любой из примерно 120 зон сетки UTM . В этом случае приблизительные широта и долгота (41,2, -072,7) были найдены в географическом справочнике , и с помощью веб-конвертера было обнаружено, что зона UTM (сетка) равна 18.

Расширение имени файла

Базовое имя файла привязки совпадает с базовым именем файла растра, но имеет другое расширение имени файла (суффикс). Существует три соглашения об именовании расширений имен файлов, используемых для файлов привязки, с переменной поддержкой в ​​​​программном обеспечении.

Одним из широко распространенных общепринятых соглашений является добавление буквы «w» в конец имени растрового файла. Например, растр с именем mymap .jpg должен иметь файл привязки с именем mymap .jpgw .

Альтернативное соглашение об именах файлов, которое использует трехсимвольное расширение для соответствия соглашению об именах файлов 8.3, использует первый и последний символы расширения растрового файла, за которыми следует «w» в конце. Например, вот несколько соглашений об именах для популярных растровых форматов:

Третье соглашение заключается в использовании расширения файла .wld независимо от типа растрового файла, поддерживаемого GDAL и QGIS , но не Esri . ^[2]

Локализация

При записи файлов привязки рекомендуется игнорировать настройки локализации и всегда использовать "." как десятичный разделитель. Кроме того, отрицательные числа следует указывать исключительно с символом «-». Это обеспечивает максимальную переносимость изображений.

Смотрите также

• Сетка Esri — встраивает аналогичный контекст пространственной привязки в один растровый файл.
• GeoTIFF
• Формат MapInfo TAB — популярный формат геопространственных векторных данных для программного обеспечения ГИС.

Примечания и ссылки

внешняя ссылка

• Онлайн-калькулятор мировых файлов
• Основы файла мира
• Формат файла Esri World