Сравнение площадей на отсканированных исторических картах землепользования с использованием QGIS?

10

Я относительный новичок в использовании ГИС и использую QGIS 2.0.1 в Linux. У меня есть две исторические карты, которые я хочу проанализировать, которые показывают схемы землепользования в одной и той же области в два разных момента времени. Я их отсканировал и геопривязки как слои в одном файле. Рядом они выглядят так:

1930 1950

Главное, что меня интересует, это сравнить размеры светлых и темно-зеленых областей между двумя картами. Возможно ли это, и если да, то каков самый простой подход? Есть ли способ сделать это на основе растрового анализа? И если мне нужно сделать шейп-файл, каков наилучший способ сделать это?

Что я уже рассмотрел:

Рисование шейп-файлов в виде полигонов вручную, как описано в этом руководстве . Это было бы ОЧЕНЬ утомительно.
Создание упрощенных высококонтрастных растровых изображений с использованием выбора цвета, фильтров и т. Д. Методом проб и ошибок в Gimp и преобразование этого в шейп-файл. Результаты были очень неаккуратными.

qgis raster image

— Брайан З
источник

6

добро пожаловать в утомительный и порой очень скучный мир ГИС;) Если вам не нужно оцифровывать каждую отдельную посылку, но вы можете агломерировать кусочки одинакового цвета, это всего лишь несколько часов медитативного нажатия мышью. Боюсь, что все остальные эксперименты потерпят неудачу! Если бы у вас были только чистые цветные рисунки в вашем скане, вы могли бы преобразовать их в оттенки серого с помощью растрового калькулятора и векторизовать их, но избавление от всех букв и ненужных элементов И заполнение их места правильными значениями кажется мне невозможным.

— Бернд В.

Спасибо @BerndV. Плохие новости, но полезно знать. Под «нажатием мыши» вы имеете в виду рисование каждого многоугольника полностью с нуля, как описано в учебном пособии, на которое я ссылался, и что попытка получить автоматическое приближение, которое требует обширного ремонта, вероятно, не является жизнеспособным ярлыком?

— Брайан З.

3

Эти изображения трудно обрабатывать. Если бы надписи были единственной проблемой, ее было бы легко решить. Однако при ближайшем рассмотрении (а) оригиналы проблематичны из-за штриховки для различения типов растительного покрова и (б) обширные артефакты цифрового сжатия делают цвета намного менее однородными, чем они могут показаться. Маршрут обработки растра будет проще с более высоким качеством сканирования и сжатием без потерь.

— whuber

как показано выше для обычных растров, легко выбрать области определенных областей, используя инструмент значения и калькулятор растра .... если вы используете инструмент значения, вы можете установить, есть ли конкретное значение для зеленых областей, тогда мы знаем.

— Ger

@ GeraldO'Reilly, если я постеризовал второе изображение в GIMP, темно-зеленый станет чисто зеленым (255,0,0), а светло-зеленый станет чисто желтым (255,255,0). Однако есть определенно артефакты (например, случайные пиксели зеленого или желтого цвета там, где я их не хочу). Я думаю, что есть способ использовать растровый калькулятор и установить значение допуска или как-то немного сгладить пиксели?

— Брайан З.

9

Постеризация была отличным началом: она устранила большинство артефактов сжатия и достаточно упростила картографию для дополнительной очистки.

Большая часть очистки категориального растра включает в себя так называемые «морфологические» операции. Они включают в себя расширение одной категории на соседей, сокращение ее снова и региональную группировку смежных монокатегориальных ячеек в свои собственные категории.

Обычно необходимы некоторые эксперименты, хотя бы потому, что удаляемые артефакты - буквы, штриховые линии и т. Д. - будут различаться по размеру в пикселях от одного сканирования к другому. Для начала я проиллюстрирую, что эти процедуры могут выполнить на примере.

Оригинал, после постеризации, выглядит так. Это сетка с тремя категориями, показанными в трех цветах. Мы стремимся создать сетку, в которой темно-зеленые области превращаются в непрерывные части без лишних надписей, точек или ненужных линий, пригодных для последующего анализа с использованием растровой алгебры.

фигура 1

Расширение темно-зеленых областей всего на один пиксель во все окружающие области дает это изображение:

фигура 2

(Для более точного контроля вы можете ограничить расширение только черными областями, если ваша ГИС это позволяет.)

Чтобы устранить множество тонких линий зеленых артефактов и маленьких островков, давайте сжимаем зеленый обратно на два пикселя.

Рисунок 3

и затем, чтобы уравновесить все расширение и сжатие (чтобы уменьшить смещение), мы расширим его еще на один пиксель:

Рисунок 4

Группировка областей идентифицирует эти смежные участки зеленого цвета:

Рисунок 5

Каждый отдельный патч показан другим цветом.

Используйте условную операцию или операцию SetNull, чтобы устранить крошечные заплатки. Как крошечный? Я проверил таблицу атрибутов и обнаружил, что многие патчи занимают от 6 до 47 ячеек; после этого произошел скачок на 422 клетки. Я выбрал порог в пределах этого скачка (100) и стер все ячейки с количеством (а не значениями) меньше, чем этот порог. Вот что осталось, наложенное на оригинал для сравнения:

Рисунок 6

Мы достигли довольно детального представления областей интереса, подходящих для обнаружения и количественного определения изменений относительно аналогично обработанных изображений. Я взял на себя некоторую работу, но это гораздо меньше, чем ручная оцифровка исходного сканирования, и - при условии, что сканирование выполняется с постоянным разрешением - может быть полуавтоматическим. (Поскольку в исходных картах используются разные цвета, вначале необходимо произвести определенное интеллектуальное вмешательство, чтобы выбрать подходящие цвета для увеличения и уменьшения.) Каждый из шагов также является довольно быстрым расчетом, поэтому вы, вероятно, можете позволить себе сканировать оригинал. карты с очень высоким разрешением для максимальной точности.

— Whuber
источник

Эти результаты выглядят очень хорошо, я посмотрю, смогу ли я их воссоздать. Спасибо @whuber!

— Брайан З.

2

Получение приблизительного растрового слоя в Gimp и преобразование его в векторный в QGIS, вероятно, сэкономило мне некоторое время, но, похоже, нет способа избежать нескольких часов очистки результирующих шейп-файлов, вершина за вершиной.

— Брайан З
источник

1

Хорошо, может быть, это будет работать, может быть, не будет. в зависимости от качества сканирования. Вы можете установить прозрачность определенного цвета в процентах или использовать инструмент значения, чтобы выделить нужный цвет.

Я не собираюсь брать кредит на это, поскольку я задавал вопрос прежде ... мой фактически хотел выбрать дома открытого картографирования вида улицы. Так дайте мне знать, если это поможет.

Определить полигоны на растровом изображении

Дайте мне знать, если это поможет .... я могу удалить, если это не относится к делу полностью.

— Ger
источник

Я видел этот ответ однажды, но потом не смог найти его снова, так что спасибо за публикацию! Я думаю, что качество этих изображений означает, что этот подход сам по себе не совсем обойдется, но он полезен как подсказка о том, как работает выражение eval.

— Брайан З.

0

В Gimp у вас есть несколько инструментов выбора, которые могут облегчить вашу работу.

Я думаю, что к инструменту нечеткого выделения (выбор по цветовой области), который вы можете установить, чтобы он был более или менее чувствительным к изменению цвета (используя первое загруженное изображение, я получил хорошие результаты с пороговым значением 13,0). Таким образом, я получаю довольно чистый результат без большого количества паразитов, которые затем можно легко и быстро удалить, выбрав инструмент для протирки

После выбора вы можете перекрасить эти области в контрастные цвета, повторно импортировать в ГИС и затем векторизовать?

Но это не решит проблему, указанную whuber о заштрихованной земельной площади, но, поскольку они не являются значительными из них, может быть, вы можете векторизовать их с нуля, не тратя на это много времени?

— flo64
источник

1

К сожалению, изображения выше - это просто крошечные образцы в огромной области карты. Но я все еще могу использовать аналогичный подход с инструментом Цвет, сглаживая его с помощью фильтров Размытие и Порог. Результаты довольно приличные на старой карте (верхняя карта выше). И, к счастью, меня не заботят такие заштрихованные области, как сплошные.

— Брайан З.