Мировой файл

Файл географических данных

Файл мира — это шестистрочный текстовый файл, используемый географическими информационными системами (ГИС) для геопривязки растровых изображений карт. Спецификация файла была введена Esri . ^{[1] [a]}

Определение

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

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

• Строка 1: A : размер пикселя по оси 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 ^[b]
• 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 вращениями, а параметры A и E не соответствуют размеру пикселя, если D или B не равны нулю. Параметры A , D , B и E иногда называют «x-scale», «y-skew», «x-skew» и «y-scale».

Лучшее описание параметров A , D , B и E :

• Строка 1: A : x -компонента ширины пикселя ( x -масштаб)
• Строка 2: D : y -компонента ширины пикселя ( y -skew)
• Строка 3: B : x -компонента высоты пикселя ( x -skew)
• Строка 4: E : y -компонента высоты пикселя ( y -масштаб), обычно отрицательная
• 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 выражены в единицах карты, которые описываются пространственной системой координат растра.

Если D или B не равны нулю, ширина пикселя определяется по формуле:

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

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 — восточное положение по шкале UTM
• F — северное направление по системе UTM
• Единицы измерения всегда метры на пиксель.

Вышеприведенное описание применимо также к прямоугольному, не повернутому изображению, которое может быть, например, наложено на ортогонально спроецированную карту. Однако, если файл мира описывает изображение, которое повернуто относительно оси целевой проекции, то A, D, B и E должны быть получены из требуемого аффинного преобразования (см. ниже). В частности, A и E больше не будут измерением метра/пикселя на соответствующих осях.

Эти значения используются в шестипараметрическом аффинном преобразовании :

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

что можно записать в виде следующего набора уравнений:

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

где:

x' — это рассчитанное UTM-смещение пикселя на карте.

y' — это рассчитанное северное смещение пикселя на карте в системе UTM

x — номер столбца пикселя в изображении, считая слева направо

y — номер строки пикселя в изображении, считая сверху

Масштаб A или x ; размер пикселя в единицах карты в направлении x

B , D — это члены вращения

C , F — это термины перевода: x , y — координаты центра верхнего левого пикселя карты.

E — отрицательное значение масштаба y : размер пикселя в единицах карты в направлении y .

Y - шкала ( E ) отрицательна, поскольку исходные точки изображения и системы координат UTM различны. Исходная точка изображения находится в верхнем левом углу, тогда как исходная точка системы координат карты находится в нижнем левом углу. Значения строк на изображении увеличиваются от исходной точки вниз, в то время как значения y -координаты на карте увеличиваются от исходной точки вверх. Многие картографические программы не могут обрабатывать «перевернутые» изображения (т. е. те, у которых положительная y -шкала).

Чтобы перейти от UTM(x'y') к положению пикселя (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: Оригинал falknermap.jpg800×600 пикселей (карта не показана). Его файл мира falknermap.jgwсодержит:

32.00.00.0-32.0691200.04576000.0

Положение маяка острова Фолкнер на карте следующее:

x = 171 пиксель слеваy = 343 пикселя сверху

Это дает:

x1 = 696672 метра на востокy1 = 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 зона UTM (сетка) была найдена как 18 с помощью веб-конвертера.

Расширение имени файла

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

Одним из простых соглашений, получивших широкую поддержку, является добавление буквы "w" в конец имени файла растра. Например, растр с именем mymap .jpg должен иметь файл мира с именем mymap .jpgw .

Альтернативное соглашение об именовании файлов, которое использует трехсимвольное расширение для соответствия соглашению об именовании файлов 8.3, использует первый и последний символ расширения растрового файла, за которым следует "w" в конце. Например, вот несколько соглашений об именовании для популярных растровых форматов:

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

Локализация

При записи файлов мира желательно игнорировать настройки локализации и всегда использовать "." в качестве десятичного разделителя. Также отрицательные числа следует указывать исключительно с символом "-". Это обеспечивает максимальную переносимость изображений.

Смотрите также

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

Примечания

1. Esri также имеет другой мировой формат файла, который применяется к файлам автоматизированного проектирования или чертежей САПР . Этот стандарт относится к формату простых текстовых компьютерных файлов с именами, заканчивающимися на .wld , и не обсуждается в этой статье.
2. Параметр E часто является отрицательным числом. Это связано с тем, что большинство файлов изображений хранят данные сверху вниз, в то время как программное обеспечение использует традиционные декартовы координаты с началом в обычном нижнем левом углу. Если ваш растр выглядит перевернутым, вам может потребоваться добавить знак минус. Таким образом, параметр описывает расстояние на карте между последовательными линиями изображения.

Примечания и ссылки

1. "FAQ: Какой формат файла мира используется для геопривязки изображений?". Esri . 2016-05-05. Архивировано из оригинала 2023-03-04 . Получено 2017-09-29 .

Внешние ссылки

• Онлайн-калькулятор Worldfile
• Основы Worldfile
• Формат файла Esri World