QGIS配准工具的变换算法(翻译自QGIS官方文档)

QGIS配准工具的变换算法

配准工具中有多种变换算法可用,具体取决于输入数据的类型和质量、您愿意在最终结果中引入的几何变形的性质和数量,以及地面控制点 (GCP) 的数量。

目前,可以使用以下 变换类型 :

  • 线性 算法用于创建坐标定位文件,与其他算法不同,它实际上不会变换栅格像素。它允许定位(平移)图像和均匀缩放,但不允许旋转或其他转换。如果您的图像是已知 CRS 中的高质量栅格地图,但只是缺少地理配准信息,则该图像最合适。至少需要 2 个 GCP。

  • 赫尔墨特 变换允许旋转。如果您的栅格是高质量的局部地图或正射校正航空影像,但未与 CRS 中的格网方位对齐,则此栅格特别有用。至少需要 2 个 GCP。

  • 多项式 1 算法允许更一般的仿射变换,特别是均匀剪切。直线保持直线(即共线点保持共线),平行线保持平行。这对于地理配准数据制图特别有用,这些制图可能已在不同方向上使用不同的地面像素大小进行绘制(或收集)。至少需要 3 个 GCP。

  • 多项式 2与多项式 3 算法使用更通用的 2 次或 3 次多项式,而不仅仅是仿射变换。这使他们能够解释图像的曲率或其他系统性扭曲,例如具有弯曲边缘的拍摄地图。至少需要 6 个(分别为 10 个)GCP。角度和局部比例在整个图像中没有得到统一保留或处理。特别是,直线可能会变得弯曲,并且由于将数据拟合多项式外推得太远,可能会在边缘或远离任何 GCP 处引入显着失真。

  • 投影 算法以不同的方式推广多项式 1,允许在 2 个非平行平面(图像和地图画布)之间表示中心投影的变换。直线保持笔直,但不保留平行度,并且整个图像的比例会随着透视的变化而变化。此变换类型对于对高质量地图的倾斜照片(而不是平面扫描)或倾斜航空影像进行地理配准最有用。至少需要 4 个 GCP。

  • 最后,薄板样条法 (TPS) 算法使用多个局部多项式对栅格进行“橡胶板”,以匹配指定的 GCP,同时将整体曲面曲率降至最低。远离 GCP 的区域将在输出中四处移动以适应 GCP 匹配,但否则局部变形最小。TPS 对于地理配准损坏、变形或其他略微不准确的地图或正射校正不良的天线最有用。它还可用于近似地理配准和隐式重投影具有未知投影类型或参数的地图,但其中规则格网或密集的临时 GCP 集可以与参考地图图层匹配。从技术上讲,它至少需要 10 个 GCP,但通常更多才能成功。

在除 薄板样条法 之外的所有算法中,如果指定的 GCP 大于最小值,则将拟合参数,以便将总体残差降至最低。这有助于最大程度地减少配准错误的影响,即指针单击或键入坐标的轻微不精确性,或其他小的局部图像变形。如果没有其他 GCP 进行补偿,此类误差或变形可能会转化为严重的失真,尤其是在地理配准图像的边缘附近。但是,如果指定的 GCP 超过最小值,则它们将仅在输出中大致匹配。相比之下,薄板样条法 将精确匹配所有指定的 GCP,但可能会在附近的 GCP 之间引入显着变形,并伴有配准错误。

posted @ 2024-06-08 12:55  MeGusta  阅读(121)  评论(0编辑  收藏  举报