Skip main navigation

New offer! Get 30% off one whole year of Unlimited learning. Subscribe for just £249.99 £174.99. New subscribers only T&Cs apply

Find out more

‮زمین مرجع کردن (gnicnereferoeG) عکس‌‌های کرونا در SIGQ ‭

‮یک راهنمای کوتاه برای این که ببینیم چطور در SIGQ با تصاویر کرونا کار کنیم. ‭

حالا که تصویر کرونای خود را دانلود کرده‌اید، باید آن را به QGIS اضافه کنیم!

باز کردن فایل زیپ شده تصویر کرونا

قبل از این که بتوانیم روی تصویرمان کار کنیم، باید آن را به فولدر مناسب ببریم و فایل فشرده‌ی آن را باز کنیم.

  • ۱- تصویر کرونای دانلود شده‌تان را به فولدری انتقال دهید که برای این دوره از آن استفاده می‌کنید – شاید فکر خوبی باشد که یک فولدر «Corona» درست کنید.

تصویر کرونای دانلود شده‌ی ما.

حالا به این احتیاج داریم که آن را باز کنیم.

این شبیه کاری است که قبلا در مورد تصاویر لندست در هفته 3.5 انجام دادیم.
  • ۲- روی تصویر کلیک راست کنید و «7-Zip» را انتخاب کنید < «Extract Here».
  • ۳- برای یک فایل جدید «tar» همین کار را تکرار کنید.
این بار چهار فایل جدید با فورمات tif می‌بینید!

چهار فایل باز شده با فورمات tif.
فیلم‌های کرونا خیلی دراز و نازک هستند. برای همین عکس‌های اسکن‌ شده را به چهار بخش که لبه‌هایشان روی هم تلاقی پیدا می‌کند، تقسیم می‌کنند. می‌توانید آنها را دوباره به هم بچسبانید، اما اغلب تنها بخشی از تصویر برای ما جذاب است. برای همین می‌توانید از این بخش گذر کنید و تنها با یکی از چهار بخش کار کنید.
  • ۴- روی هر تصویر به ترتیب کلیک‌دوبل کنید تا آن تصویری را که تمایل دارید در QGIS با آن کار کنید، پیدا کنید.
  • ۵- ممکن است که عکس شما سر و ته باشد. اگر چنین است، می‌توانید با کلیک‌راست کردن بر روی آن و انتخاب گزینه «rotate right» این کار را انجام دهید و بعد از این کار را دوباره تکرار کنید.

اگر تمایل داشته باشید می‌توانید عکس‌تان را بچرخانید.
حالا آماده‌ایم که در نرم‌افزار QGIS با عکس‌مان کار کنیم!

زمین مرجع کردن (Georeferencing) در QGIS

بر خلاف تصاویر ماهواره‌ای مدرن، تصاویر دیجیتال کرونا با استفاده از فیلم‌های عکاسی اسکن‌شده تهیه می‌شوند. در نتیجه، این عکس‌ها اطلاعاتی درباره موقعیت مکانی‌شان ندارند و «نمی‌دانند» که به کجای کره زمین متعلق هستند. ما باید این اطلاعات را به آنها اضافه کنیم و به این کار می‌گویند «زمین مرجع کردن» (Georeferencing).
این کار را با مقایسه تصویر کرونای قدیمی با یک تصویر ماهواره‌ای مدرن انجام می‌دهیم و نقطه‌های مشترک‌شان را با هم جور می‌کنیم. به این کار می‌گویند نقطه‌های کنترل زمینی (Ground control points) – و هر چه این نقطه‌ها بیشتر باشند، زمین مرجع کردن‌مان دقیق‌تر انجام می‌شود.

اضافه کردن تصویر ماهواره‌ای مدرن و دست به کار شدن برای انجام زمین مرجع کردن

ما به یک عکس ماهواره‌ای مدرن احتیاج داریم تا منطقه مورد نظرمان را پوشش دهد. در نتیجه قبل از این که شروع کنید، مطمئن شوید که یک تصویر سنتینل-۲ یا لندست دم دست دارید که با آن کار کنید.
اگر برای انجام این کار به یادآوری نیاز دارید، می‌توانید به بخش‌های قبلی دوره مثل ا هفته ۲ یا هفته ۳ نگاه بیندازید.
  • ۱- در نرم‌افزار QGIS کار را شروع کنید – می‌توانید کار را در یکی از پروژه‌های قبلی انجام دهید یا می‌توانید یک پروژه جدید ایجاد کنید.
  • ۲- با انتخاب «Layer» < «Add Layer»> «Add Raster Layer» عکس ماهواره‌ای مدرن را اضافه کنید.

باید از چند عکس ماهواره‌ای مدرن از منطقه مورد نظرتان استفاده کنید تا بتوانید بر اساس آن عکس‌ها زمین مرجع کردن (georeferencing) عکس‌های کرونا را انجام دهید.
  • ۳- در منوی اصلی به «Layer» > «Georeferencer…» بروید و زمین مرجع «georeferencer» را باز کنید.
  • ۴- در پنجره «georeferencer» به «File» > «Open Raster…» بروید و عکس کرونای مورد نظرتان را باز کنید.
بخش عکس کرونای مورد نظرتان در پنجره «georeferencer» نمایان می‌شود. حالا می‌توانید زمین مرجع کنید!

«georeferencer» با یک بخش از عکس کرونا اضافه شده است.

تنظیم «georeferencer»

قبل از این که نقطه‌های کنترل زمینی (Ground Control Points – GCPs)‌ را پیدا و اضافه کنیم، باید «georeferencer» را تنظیم کنیم.
  • ۱- به «Settings» > «Transformation Settings» بروید.
  • ۲- «Transformation type» را به «Polynomial 1» تغییر دهید.
  • ۳- مطمئن شوید که «Target SRS» روی «EPSG:4326-WGS84» تنظیم شده باشد. این باید حالت پیش‌فرض داشته باشد.
  • ۴- در «Output raster» گزینه «modified» را با گزینه «GR» عوض کنید – این مشخص می‌کند که تصویر کرونایی که درست می‌کنید زمین مرجع شده است.
  • ۵- «Compression» را به «LZW» تغییر دهید – این باعث می‌شود تا فایل نهایی‌مان تا جایی که می‌شود کوچک باشد.
  • ۶- «Save GCP points» را تیک بزنید – این کمک می‌کند اگر اتفاقی افتاد از روی زحماتی که می‌کشید، یک نسخه پشتیبان گرفته شود.
  • ۷- «Load in QGIS when done» را تیک بزنید – این فقط معنایش این است که در پایان فرآیند نیازی نداریم که عکس جدید را به صورت دستی (manual) وارد کنیم.
  • ۸- روی دکمه «OK» کلیک کنید تا به «georeferencer» برگردید.

تنظیمِ تنظیمات مربوط به دگرگون‌سازی (Transformation settings)

افزودن نقطه‌های کنترل زمینی «GCPs»

حالا می‌توانیم نقطه‌های کنترل زمینی «GCPs» را اضافه کنیم.
  • ۱- قسمت سمت چپ بالای عکس کرونا را بزرگ کنید و سعی کنید یک جزء جغرافیایی متمایز را پیدا کنید.
  • ۲- به پنجره QGIS برگردید و این جزء را روی تصویر سنتینل-۲ یا لندست پیدا کنید.
این می‌تواند کار سختی باشد! می‌توانید از اجزاء طبیعی یا اجزایی که به دست بشر ساخته‌ شده‌اند، استفاده کنید. اما به هر صورت جزیی که از آن استفاده می‌کنید، باید در هر دو عکس وجود داشته باشد. این از آنچه به نظر می‌رسد سخت‌تر است. جاده‌ها، ساختمان‌ها و حد و حدود زمین‌ها اغلب با مرور زمان تغییر می‌کنند و اغلب با یک فاصله زمانی ۵۰ ساله یا بیشتر روبرو هستیم. حتی رودخانه‌ها به شکل غافل‌گیرکننده‌ای در طول زمان جابه‌جا می‌شوند! قدری طول می‌کشد تا چند نقطه را با هم جور کنیم و دست‌تان گرم شود.
  • ۳- وقتی که از نقطه‌هایی که گذاشته‌اید، راضی شدید، دوباره به «georeferencer» برگردید و روی دکمه «Add Point» کلیک کنید.
  • ۴- روی جزء مورد نظرتان بر روی عکس کرونا کلیک کنید.
  • ۵- در پنجره جدید «From Map Canvas» را انتخاب کنید و روی جزء در پنجره اصلی QGIS کلیک کنید.
  • ۶- روی دکمه «OK» کلیک کنید.

افزودن اولین نقطه کنترل زمینی‌مان.
یک نقطه قرمز باید روی عکس کرونا و عکس ماهواره‌ای شما پدیدار شود – این اولین نقطه کنترل زمینی شماست.

نقطه کنترل زمینی قرمز روی هر دو تصویر
  • ۷- این کار را تکرار کنید و در کل چهار نقطه کنترل زمینی بسازید – هر کدام در یک گوشه عکس کرونا.

حالا چهار نقطه در چهار گوشه عکس کرونا داریم.

افزودن نقطه‌های کنترل زمینی بیشتر

برای این که زمین مرجع کردن «Georeferencing» تا جای ممکن دقیق باشد دست کم به پنجاه نقطه GCP احتیاج داریم. اما نگران نباشید! این کار راحت‌تر می‌شود. QGIS حالا به اندازه کافی اطلاعات دارد که به طور تقریبی حدس بزند عکس کرونا باید در کجای نقشه جا بگیرد.
  • ۱- در منوی اصلی بروید به «View» > «Link Georeferencer to QGIS» و «Link QGIS to Georeferencer».
حالا وقتی که روی عکس کرونا به این طرف و آن طرف می‌روید، QGIS روی عکس ماهواره‌ای تقریبا همان کار را تکرار می‌کند! هر چه نقطه‌های کنترل زمینی بیشتری اضافه کنید، این دقیق‌تر می‌شود که معنایش این است که هر چه پیش می‌روید کار آسان‌تر خواهد شد.
برای بخشی از یک عکس کرونا به این اندازه شما باید ۵۰ نقطه کنترل زمینی اضافه کنید. خوب است که این نقطه‌ها در سراسر تصویر پراکنده باشند و کم و بیش یک شبکه‌بندی را شکل دهند.

حدود ۵۰ نقطه کنترل زمینی که به خوبی از هم فاصله دارند به «georeferencer» اضافه شده‌اند.

بهبود زمین مرجع کردن «georeferencing»

همین طور که نقطه‌های کنترل زمینی را وارد می‌کنید، خواهید دید که علاوه بر نقطه‌های قرمز، خط‌های قرمز هم روی تصویر ظاهر می‌شوند.این تفاوت جایی را نشان می‌دهد که شما نقطه کنترل زمینی را در آنجا گذاشته‌اید اما QGIS فکر می‌کند که نقطه باید جای دیگری باشد! طول خط‌ها طبیعتا متفاوت هستند، اما اگر بعضی از آنها زیادی دراز هستند، بررسی کنید که موقع نقطه‌گذاری اشتباه نکرده باشد. شاید مجبور شوید نقطه‌ای را پاک کنید و نقطه‌هایی که درجه خطای بالایی دارند را دوباره نقطه‌گذاری کنید. این کار را می‌توانید با دکمه‌های «Delete Point» و «Move GCP» انجام دهید.

یک نقطه به شکل واضح دیده می‌شود که اشتباه است و باید پاک شود و دوباره گذاشته شود. می‌توانید درجه اشتباه هر نقطه را در ستون جدول نقطه‌های کنترل زمینی زیر عنوان «Residual (pixels)» ببینید.
در پایین «georeferencer» اطلاعاتی در اختیار ما گذاشته شده که معدل اشتباهات را در تغییراتی که اعمال می‌کنیم، در اختیار ما می‌گذارد. برای این که عکس کرونای خود را تا جایی که می‌توانیم به طور دقیق مکان‌یابی کنیم، این عدد باید تا جایی که می‌شود کم باشد. مقدار این عدد را می‌توان با تغییر مدل ریاضی که QGIS استفاده می‌کند تا عکس را تاب دهد (warp the image) که با نقطه‌های کنترل زمینی هم‌خوان شود، کم کنیم.
  • ۱- رقم معدل اشتباه را یادداشت کنید.
  • ۲- بروید به «Settings» < «Transformation Settings».
  • ۳- «Polynomial 1» را به «Polynomial 2» تغییر دهید.
  • ۴- به رقم معدل اشتباه دوباره نگاه کنید.
با تغییر دادن تنظیمات مربوط به دگرگون‌سازی، حالا به QGIS اجازه می‌دهیم که یک تاب منحنی به عکس بدهد، به جای این که عکس را بِکِشَد یا بفشارد.
  • ۵- گزینه تغییر به «Polynomial 3» را هم امتحان کنید و ببینید که معدل اشتباه چقدر تغییر می‌کند.
با این کار دو منحنی اضفه می‌شود که می‌تواند به دقیق‌تر شدن «georeferencing» منجر شود. با این حال، اگر بهبود عمده‌ای را مشاهده نمی‌کنید، بهتر است که همان گزینه «Polynomial 2» را نگهدارید. وقتی که از یک پلینومیال بالاتر استفاده می‌کنیم، ما در شکل تصویر خلل وارد می‌کنیم. برای همین بهتر است که این اختلال در پایین‌ترین حد ممکن باشد چون باعث می‌شود تا راحت‌تر بتوانیم عکس را تفسیر کنیم. برای همین، همیشه باید از پایین‌ترین درجه پولینومیال ممکن استفاده کنید تا به دقتی برسیم که در نظر داریم.

در این مثال، با استفاده از یک دگرگونی پیچیده‌تر، معدل اشتباه به یک چهارم اندازه قبلی خود رسیده است. می‌توان در تصویر دید که خط‌های قرمز بسیار کوتاه‌تر شده‌اند.

اجرای زمین مرجع کردن «georeferencer»

وقتی که از نقطه‌هایی که گذاشته‌اید و مدل دگرگون‌سازی‌تان راضی شدید، می‌توانید فرآیند زمین مرجع کردن «georeferencer» را اجرا کنید.
  • ۱- به «File» > «Start Georeferencing» بروید.
این ممکن است چند دقیقه‌ای طول بکشد تا تکیمل شود. عکس کرونا باید به طور اتوماتیک به نقشه‌تان اضافه شود.

تصویر زمین مرجع شده به نقشه اضافه شده است.
  • ۲- تصویر را بزرگ کنید و ببینید که از نتایج راضی هستید.
حواس‌تان باشد بسته به این که عکس چطور گرفته شده است، زمین مرجع کردن ممکن است که هیچ‌گاه بی‌نقص نباشد. اگر هیچ جایی از تصویر بیشتر از ۱۰۰ متر با جایی که باید باشد، فاصله نداشته باشد، نتیجه عالی است.
  • ۳- وقتی که از همه چیز راضی شدید، می‌توانید «georeferencer» را ببندید.
با این کار نقطه‌های کنترل زمینی قرمز از روی نقشه برداشته می‌شوند.

بعد از این که «georeferencer» را می‌بندید، نقطه‌های کنترل زمینی قرمز ناپدید می‌شوند.
حالا می‌توانید دنبال محوطه‌های باستان‌شناسی بگردید!

یک قنات که در این عکس کرونا از شمال عمان دیده می‌شود.
در مقایسه با عکس‌های لندست یا سنتیل-۲، عکس‌ کرونایی که از منطقه مورد نظرتان به دست آورده‌اید، چقدر به درد کارتان می‌خورد؟
This article is from the free online

‮دوره پیشرفته سنجش از راه دور باستان‌شناسی: باستان‌سنجی، باستان‌شناسی منظر و حفاظت از میراث در خاورمیانه و شمال آفریقا ‭

Created by
FutureLearn - Learning For Life

Reach your personal and professional goals

Unlock access to hundreds of expert online courses and degrees from top universities and educators to gain accredited qualifications and professional CV-building certificates.

Join over 18 million learners to launch, switch or build upon your career, all at your own pace, across a wide range of topic areas.

Start Learning now