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Pixelveroirtung
Pixelmitte oder Pixelkante?
Pixel sind nicht unendlich klein, siondern kleine Vierecke. Daher ist nicht a priori ersichtlich, wo exakt eine Koordinate an einem Pixel verortet ist. Genau genommen hat ein Pixel 4 Ecken und einen Mittelpunkt - aber natürlich ist es viel zu kompliziert zur Georeferenzierung eines Pixels 5 Koordinaten mitzuführen.
Unklar definierte Versetzungen von 0,5 Pixeln sind häufig die Ursache von unschönen Kanten, Lücken, Inhomogenitäten oder Fehlspalten in Bildern. Zwei Prinzipien lassen sich unterscheiden:
Das Prinzip Pixelkante
Pixel vertex, Sheet- oder pixelschnittige Verortung
Es wird eine Bildfläche („Sheet“) modelliert.
Vorteil: Ein Bild mit 100 Pixeln à 1 mm modelliert exakt 100 mm.
Nachteil: Die Pixel sind in ihren Ecken verortet, so dass nicht eindeutig ist, welche
Ecke gemeint ist. Genau genommen hat jedes Pixel eine rechte und eine linke (obere und untere) Koordinate.
Pixelschnittige Bilder habe typisch gerade Bildgrößen, z. B. 1200×1200 Pixel, wie typischerweise
die Bilder der Computergrafik und Bildverarbeitung.
Das Prinzip Pixelmitte
Pixel centre, Sample- oder pixelmittige Verortung
Es wird ein Abtastvorgang („Sample“) modelliert.
Vorteil: Jedes Pixel hat eine eindeutlige Verortung in seiner Mitte.
Nachteil: Datensatz und Realraum klaffen an jeder Aussenkante 1/2 Pixel auseinander.
Wenn z. 100 mm mit 1 mm Tastweite abgetastet werden, so werden Grauwerte an den 101 Abstastorten 0, 1, 2, 3 ... 100
ermittelt. Das „Sample“ ragt also an jeder Bildgrenze 1/2 Pixel über das „Sheet“ hinaus.
Pixelmittige Bilder habe typisch ungerade Bildgrößen, z. B. 1201×1201 Pixel, wie oftmals
Höhenmodelle. Beim Zusammensetzen von Kacheln erscheinen dioe Randpixel zweimal.
Die Vimage-Georeferenzierung
rechnet exakt mit Pixelbruchteilen und unterstützt damit beide Verortungsarten. Allerdings muss die Verortungsart beachtet und richtig eingestellt werden. Der Übergang zwischen beiden Verortungsarten erfolgt einfach durch einen Versatz von 1/2 Pixel der unter Bildverwaltungsmenü/Geometrieparameter eingestellt werden kann:
Pixelschnittige Verortung eines Bildes 100x100:
Pixelmittige Georeferenzierung eines Bildes 101x101:
Was aber nun, wenn zwar die Georeferenzierung stimmt, aber die grauwerte 1/2 Pixel falsch stehen? Hier helfen die beiden Funktionen Bildverwaltung/Pixelverortung umsampeln/Pixelzentren auf Pixelschnittpunkte (+1/2) bzw.Bildverwaltung/Pixelverortung umsampeln/Pixelschnittpunkte auf Pixelzentren (-1/2) um Bilder erforderlichenfalls geeignet zu resampeln. Dabei werden sie. d. R. geringfügig unschäfer.
Für die 3 Koordinatenarten von Vimage gilt:
- Bildkoordinaten stehen per definitionem pixelmittig. Das Südwest-Eckpixels hat Bildkoordinate (1, 1). Pixel (0, 0) ist der südwestliche Nachbar des Südwest-Eckpixels außerhalb des Bildes.
- Bei Geokoordinaten sind beide Verortungen möglich. Man stelle die jeweilige Verortung subpixelgenau ein. Bei pixelschnittiger Verortung sind die Geometrieparameter 1/2 Pixel zu versetzen.
- Kartenkoordinaten (Ausgabekoordinaten) stehen pixelschnittig auf der Nordwestecke eines jeden Pixels. Die Südwestecke des Südwest-Eckpixels hat Kartenkoordinten (0, 0). Die Nordostecke des Nordost-Eckpixels gibt exakt die Bildgröße (das „Sheet“) an.