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\subsection{Georeferenzier Plugin}\index{Plugins!Georeferenzierer}

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Das Plugin \toolbtntwo{georeferencer}{Georeferenzierer} erlaubt die
Erstellung von World files für Rasterkarten. Damit das Plugin die World file
Parameter berechnen kann, wählen sie auf einer Rasterkarte Punkte aus und
ordnen diesen Punkten die entsprechenden Koordinaten zu. Das Ergebnis der
Georeferenzierung wird umso genauer, je mehr Koordinaten Sie dem Plugin zur
Verfügung stellen.

Als Beispiel hierfür soll ein World file für eine topografische Karte aus der
Gegend Süd-Dakotas erstellt werden, welche zu dem GRASS Spearfish-Datensatz
passt. Diese Karte kann später zusammen mit den erstellten Daten in
der GRASS spearfish60 Location dargestellt werden. Die topopgrafische Karte
steht unter folgender Adresse zum Download bereit.
\url{http://grass.osgeo.org/sampledata/spearfish\_toposheet.tar.gz}

Als erstes laden Sie bitte die topopgrafische Karte herunter und entpacken
diese mit dem tar-Befehl.

\begin{verbatim}
wget http://grass.osgeo.org/sampledata/spearfish_toposheet.tar.gz
tar xvzf spearfish_toposheet.tar.gz
cd spearfish_toposheet
\end{verbatim}

Als nächstes starten Sie QGIS, laden dort das Georeferenzierungs-Plugin und
wählen dann die spearfish\_topo24.tif aus.

\begin{figure}[ht]
\begin{center}
\caption{Auswählen des zu georeferenzierenden Bildes \nixcaption}\label{fig:select_image}\smallskip
  \includegraphics[clip=true, width=10cm]{select_image}
\end{center}
\end{figure}

Dann klicken Sie auf den Knopf \button{Fenster anordnen}, um das ausgewählte
Bild im Georeferenzierer zu öffnen und auf dem Desktop gemeinsam mit dem QGIS
Kartenfenster optimal anzuordnen (siehe Abbildung~\ref{fig:georefplugin}).

\begin{figure}[ht]
\begin{center}
  \caption{Das Plugin- und Kartenfenster optimal anordnen \nixcaption}\label{fig:georefplugin}\smallskip
  \includegraphics[clip=true,width=0.9\textwidth]{georefplugin}
\end{center}
\end{figure}

Mit dem Knopf \button{Addiere Punkt} können Sie nun damit beginnen dem
Rasterbild Punkte und die dazugehörigen Koordinaten hinzuzufügen (siehe
Abbildung~\ref{fig:choose_points}). Aus diesen Punktkoordinaten errechnet das
Plugin die entsprechenden World file Parameter. Je mehr Koordinaten Sie dem
Plugin zur Berechnung zur Verfügung stellen, desto genauer wird das Ergebnis.
Für die Angabe der nötigen Punktkoordinaten stehen Ihnen zwei
unterschiedliche Vorgehensweisen zur Verfügung.

\begin{enumerate}
\item Sie klicken auf einen Punkt in der Rasterkarte und geben die X- und
Y-Koordinaten ein.
\item Sie klicken auf einen Punkt in der Rasterkarte und wählen den Knopf
\button{aus Karte} um die X- und Y-Koordinaten mit Hilfe einer
georeferenzierten, in QGIS geladenen Karte hinzuzufügen.
\end{enumerate}

\begin{figure}[ht]
\begin{center}
  \caption{Punkte zu einem Rasterbild hinzufügen \nixcaption}\label{fig:choose_points}\smallskip
  \includegraphics[clip=true,width=0.9\textwidth]{choose_points}
\end{center}
\end{figure}

In unserem Beispiel nutzen wir die zweite Option und geben die Koordinaten
der ausgewählten Punkte mit Hilfe des Vektorlayers \filename{roads} aus der
\usertext{spearfish60} Location ein. Diese Daten stehen unter folgender
Adresse zum Download bereit: \\
\url{http://grass.osgeo.org/sampledata/spearfish\_grass60data-0.3.tar.gz}

Für den Fall, dass Sie nicht wissen, wie Sie die spearfish60 Location in QGIS
integrieren und mit Hilfe des GRASS Plugins verwenden können, finden Sie im
Abschnitt~\ref{sec:grass} weitere Informationen. 

Wie Sie in Abbildung~\ref{fig:choose_points} sehen können, stellt Ihnen der
Georeferenzierdialog Knöpfe zum Vergrößern/Verkleinern, zum Verschieben,
sowie zum Hinzufügen und Löschen von Punkten in der Karte zur Verfügung. 

Nachdem Sie dem Bild eine ausreichende Anzahl an Punkten gesetzt haben,
gilt es nun, für den Georeferenzierungs-Vorgang die gewünschte
Koordinaten-Transformationsmethode auszuwählen und die daraus errechneten
world-file Daten zusammen mit dem Tiff zu speichern. In unserem Beispiel
entscheiden wir uns für den \selectstring{Transformationstyp}{Linear}, wobei
der \selectstring{Transformationstyp}{Helmert} wahrscheinlich auch ein
ausreichendes Ergebnis liefern würde.

\begin{Tip}\caption{\textsc{Wahl des Transformationstyps}}
\qgistip{Die lineare (affine) Koordinaten-Transformationsmethode ist eine
Transformation erster Ordnung und wird zur Skalierung, Umwandlung und
Drehung von geometrisch fehlerfreien Bildern verwendet. Im Falle der
Helmert-Transformation werden einem Bild - wie beim geokodieren - einfach
Koordinaten-Informationen hinzugefügt. Ist ihr Bild verzerrt, so benötigen
Sie Programme, die eine polynome Transformation zweiter
und dritter Ordnung ermöglichen, wie z.B. GRASS GIS.
}
\end{Tip} 

Die von uns gesetzten Punkte werden zusammen mit dem Rasterbild in der
Datei \filename{spearfish\_topo24.tif.points} gespeichert. Dies erlaubt uns,
bei Bedarf das Georeferenzier Plugin wieder zu öffnen und neue Punkte
hinzuzufügen oder bestehende Punkte zu löschen, um dadurch das Ergebnis zu
verbessern. Die Datei \filename{spearfish\_topo24.tif.points} zeigt
beispielsweise folgende Punkte an:  

\begin{verbatim}
mapX    		mapY    		pixelX  pixelY
591630.196867999969982  4927104.309682800434530 591647  4.9271e+06
608453.589164100005291  4924878.995150799863040 608458  4.92487e+06
602554.903929700027220  4915579.220743400044739 602549  4.91556e+06
591511.138448899961077  4915952.302661700174212 591563  4.91593e+06
602649.526155399973504  4919088.353569299913943 602618  4.91907e+06
\end{verbatim} 

Um das Rasterbild zu georeferenzieren, wurden hier 5 Koordinatenpunkte
verwendet. Um möglichst genaue Resultate zu erhalten, ist es wichtig, die
verschiedenen Punkte gleichmäßig innerhalb des Bildes zu verteilen. Zum Abschluss
überprüfen wir das Ergebnis, laden die neue georeferenzierte Karte
\filename{spearfish\_topo24.tif} in QGIS und überlagern diese mit dem
Vektorlayer \filename{roads} aus der spearfish60 Location.  

\begin{figure}[ht]
\begin{center}
  \caption{Georeferenzierte Karte mit überlagerten Strassen der spearfish60
Location \nixcaption}\label{fig:result_map}\smallskip
  \includegraphics[clip=true,width=0.85\textwidth]{result_map}
\end{center}
\end{figure}

