Мировой файл

Файл географических данных

Файл мира представляет собой шестистрочный дополнительный текстовый файл , используемый географическими информационными системами (ГИС) для географической привязки растровых картографических изображений. Спецификация файла была представлена ​​Esri . ^{[1] [а]}

Определение

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

Общее значение шести параметров в файле привязки (как определено Esri ^[1] ):

• 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 поворотами и что параметры A и E не соответствуют размеру пикселя, если D или B не равны нулю. Параметры A , D , B и E иногда называют «шкала по оси X», «наклон по оси Y», «наклон по оси X» и «шкала по оси 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 -перекос)
• Строка 3: B : x -компонент высоты пикселя ( x -перекос)
• Строка 4: E : y -компонент высоты пикселя ( y -шкала), 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 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 направление UTM
• F — северное направление UTM.
• Единицами всегда являются метры на пиксель.

Приведенное выше описание применимо также к прямоугольному, не повернутому 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 измерениями в метрах/пикселях по соответствующим осям.

Эти значения используются в шестипараметрическом аффинном преобразовании :

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

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' — рассчитанное UTM-ориентирование пикселя на карте.

y' — рассчитанное UTM-северинг пикселя на карте.

x — номер столбца пикселя изображения, считая слева.

y — номер строки пикселя изображения, считая сверху.

A или x -шкала; размер пикселя в единицах карты в направлении x

B , D — члены вращения

C , F — термины перевода: координаты x , y на карте центра верхнего левого пикселя.

E является отрицательным по отношению к масштабу y : размер пикселя в единицах карты в направлении y .

Масштаб y ( E ) отрицательен, поскольку начало изображения и система координат UTM различны. Начало изображения находится в верхнем левом углу, а начало системы координат карты — в левом нижнем углу. Значения строк на изображении увеличиваются от начала координат вниз, а значения координаты y на карте увеличиваются от начала координат вверх. Многие картографические программы не способны обрабатывать «перевернутые» изображения (т.е. изображения с положительной y -шкалой).

Чтобы перейти от UTM(x'y') к позиции 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: Исходный falknermap.jpgразмер 800×600 пикселей (карта не показана). Его мировой файл falknermap.jgwсодержит:

32,00,00,0-32,0691200.04576000,0

Положение огня острова Фолкнер на изображении карты:

x = 171 пиксель слеваy = 343 пикселя сверху

Это дает:

x1 = 696672 метра по восточному направлениюy1 = 4565024 метра на север

Зона UTM (сетки) не указана, поэтому координаты неоднозначны — они могут представлять позицию в любой из примерно 120 зон сетки UTM . В этом случае приблизительные широта и долгота (41,2, -072,7) были найдены в 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 (суффикс) имени файла. Для файлов привязки используются три соглашения об именовании расширений имен файлов с поддержкой переменных в разных программах.

Одним из простых соглашений, получивших широкую поддержку, 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 именовании файлов, в котором используется трехсимвольное расширение для соответствия соглашению об именовании файлов 8.3 , использует первый и последний символ расширения растрового файла, за которым следует буква «w» в конце. Например, вот несколько соглашений об именах для популярных растровых форматов:

Третье соглашение — использовать расширение файла .wld , независимо от типа растрового файла, что поддерживается GDAL и QGIS , но не Esri . ^[а]

Локализация

При написании файлов мира желательно игнорировать настройки локализации и всегда использовать "." как десятичный разделитель. Кроме того, отрицательные числа следует указывать исключительно с символом «-». Это обеспечивает максимальную мобильность изображений.

Смотрите также

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

Примечания

1. Esri также имеет другой формат файлов мира , который применяется к файлам автоматизированного проектирования или чертежей САПР . Этот стандарт относится к формату обычных 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, а программное обеспечение использует традиционные декартовы координаты с началом координат в обычном нижнем левом углу. Если растр выглядит перевернутым, возможно, вам придется добавить знак минус. Таким образом, параметр описывает расстояние на карте между последовательными строками изображения.

Примечания и ссылки

1. «Часто задаваемые вопросы: какой формат файла привязки используется для пространственной привязки изображений?». Эсри . 05 мая 2016 г. Проверено 29 сентября 2017 г.

Внешние ссылки

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