In questo articolo ti spiego come georeferenziare un’immagine con QGIS

CHE COS’È QGIS

QGIS un tempo si chiamava Quantum GIS ed è un’applicazione desktop, un Sistema di Informazione Geografica Open Source rilasciato sotto la GNU General Public License.

Queste righe le ho copiate dal sito ufficiale del progetto e si possono tradurre anche così: QGIS è un software GIS open source che funziona su Linux, Unix, Mac OSX, Windows e Android.

Io aggiungo che funziona molto bene, è molto usato nel mondo, è costantemente aggiornato ed ha una community molto attiva alle spalle, da cui attingere informazioni (da video, articoli, tutorial e discussioni su forum) per qualsiasi dubbio, problema o curiosità.

CHE COS’È UN’IMMAGINE

Scusa per la domanda cretina!
È semplice: un’immagine è una fotografia, un disegno, uno screenshot, una scansione…

Piuttosto è meglio dire che cos’è un’immagine raster.
Raster vuol dire griglia.
In computer grafica l’immagine raster (o bitmap) è composta da una griglia di punti quadrati, i pixel. Ogni pixel ha un colore e insieme formano l’immagine.

La proprietà più importante di un’immagine raster è la risoluzione, che è il numero di pixel per unità di superficie del sensore. Più è alta e migliore è la qualità dell’immagine.
Risoluzione da 240 a 300 ppi (point per inch – punto per pollice) è ok per la stampa, 72 ppi vanno bene per un’immagine a video.
Se ingrandisci un’immagine raster, prima o poi arriverai a vedere lo squadrettamento dei pixel!

Formati raster famosi sono: RAW, TIFF, JPEG, GIF, PNG, BMP, TGA

Oltre alla grafica raster c’è quella vettoriale che usa forme geometriche (linee, punti, curve e poligoni) per generare l’immagine. Forme con caratteristiche di colore o di effetti.

Puoi ingrandire un’immagine vettoriale praticamente all’infinito senza perdere dettaglio, perché le forme geometriche che la costituiscono si basano su equazioni matematiche.
Le immagini vettoriali pesano di meno, in termini di megabyte, di quelle raster.

Formati vettoriali famosi sono: DWG, AI, EPS, SHP, PDF, CDR.

Qui sotto vedi la differenza tra un raster ed un vettoriale sovrapposti.
Ingrandendo al 6000% il file (pdf), l’immagine raster (un’ortofoto) sgrana mentre il vettoriale (curve di livello) no.

IL RASTER IN CARTOGRAFIA

Quando progetti disegnando in CAD stai lavorando in vettoriale, ma se ad un prospetto ci metti sotto una foto stai usando un raster.

Allo stesso modo, se in un GIS delimiti superfici con degli shapefile stai usando dei vettori ma se sotto una planimetria ci metti un’ortofoto, quello è un raster.

A partire dal 2000, anno più, anno meno, gli enti locali hanno iniziato un processo di vettorializzazione della cartografia territoriale, fino a quel tempo esclusivamente in formato raster.
Ora parecchi database regionali ti permettono di scaricare i dati cartografici in formato vettoriale: shapefile o dxf.

Ma puoi trovarti ancora a dovere lavorare con un sacco di immagini raster: la CTR Regionale in scala 1:25.000, la scansione di un P.R.G. Comunale, Fotografie aeree storiche della banca dati dell’Istituto Geografico Militare, uno screenshot di Google Earth…

CHE COS’È LA GEOREFERENZIAZIONE

Georeferenziare è attribuire coordinate geografiche a un oggetto grafico.
Con la georeferenziazione dici ad una mappa che non ha coordinate qual è il suo posto sulla superficie terrestre.
Avevo scritto un articolo sulla georeferenziazione che trovi a questo link.

Puoi georeferenziare sia raster che vettori.
Se ricevi un rilievo celerimetrico (fatto con la stazione totale) riferito ad un sistema cartesiano con origine nel punto 0;0 puoi avere bisogno di georeferenziarlo.
Allo stesso modo potresti voler associare coordinate ad un estratto di mappa rappresentata in un file raster.

GEOREFERENZIARE UN’IMMAGINE IN QGIS

Ora ti mostro come georeferenziare un’immagine, un file raster, in QGIS.
Come esempio utilizzo l’ortofoto dell’Anfiteatro Romano di Luni un’importante testimonianza archeologica vicino alle mie parti (Comune di Luni – Provincia di La Spezia).

Se vuoi provare la procedura con la stessa immagine che uso io la puoi scaricare qui.

SCARICA ED INSTALLA QGIS

Se non lo hai ancora fatto, il primo passo è scaricare QGIS.
Lo puoi fare a questo link.
Al momento in cui scrivo questo post, l’ultima versione stabile è la 2.18.14 “Las Palmas”, ma potresti trovare una nuova versione quando leggi queste righe.

Installarlo è il secondo passo ed è piuttosto semplice!

GEOREFERENZIATORE RASTER

Una volta avviato QGIS, cerca nel menu “Raster – Georeferenziatore – Georeferenziatore”

Ti si aprirà una nuova finestra.

Da qui vai su “FIle – Apri Raster” e carica il file dell’immagine che vuoi georeferenziare.

SCEGLI IL SISTEMA DI RIFERIMENTO

Una finestra ti chiederà di selezionare un Sistema di Riferimento.

La scelta del Sistema di Riferimento Cartografico dipende dalle coordinate dei punti di controllo che userai per la georeferenziazione.
Per georeferenziare ti serve infatti sapere la posizione di almeno quattro punti, riconoscibili nell’immagine.
Le coordinate di questi punti ti indirizzano verso il sistema di riferimento da selezionare.

Se i punti li prendi da Google Earth, allora scegli il Sistema di Riferimento WGS84 – UTM 32N – EPSG 32632.

Una volta selezionato il Sistema di Riferimento, l’immagine ti apparirà nella finestra.

INSERISCI LE COORDINATE DEI GROUND CONTROL POINTS

Ora devi inserire nell’immagine le coordinate dei punti noti e riconoscibili, che servono a QGIS per georeferenziarla.

Vai su “Modifica – Aggiungi Nuovo Punto” e seleziona un punto dell’immagine di cui sai le coordinate.

QGIS ti chiede di inserire le coordinate, cartografiche, di quel punto: Est (X) e Nord (Y).

Se non le conosci usa Google Earth.
Naviga nell’area che ti interessa e vai sul punto che hai segnato sull’immagine in QGIS.
Mettici un “pin”, copia le coordinate del pin da Google Earth ed incollale al loro posto in QGIS.

Attenzione!
Se usi Google Earth devi cambiare le coordinate restituite da Google in modo da ottenere coordinate piane e non geografiche.

Vai su “Strumenti – Opzioni – Vista 3D – Visualizza Lat/Long” e selezione U.T.M. (Universale Trasversa di Mercatore).

In questo modo Google ti darà coordinate utilizzabili nel processo di georeferenziazione.

Ripeti questa operazione per i punti noti.
Devono essere almeno quattro ma se sono di più è anche meglio.
Più è precisa l’accoppiata: “individuo con precisione il punto sull’immagine + gli attribuisco coordinate accurate” e più precisa è la georeferenziazione finale.

Al termine della definizione dei punti di controllo ti troverai con una tabella riassuntiva di quello che hai inserito nell’immagine.

IMPOSTAZIONI DI TRASFORMAZIONE

Ora devi dire a QGIS come vuoi che applichi la georeferenziazione all’immagine.

Vai su “Preferenze – Impostazioni di trasformazione”.

Nel 90% dei casi puoi selezionare come tipo di trasformazione una polinomiale di 1° Ordine e come Metodo di campionamento “vicino più prossimo”.

Altri tipi di trasformazione servono per immagini che oltre a dover essere scalate, ruotate e spostate nello spazio, devono essere anche deformate.

Scegli nome del file georeferenziato e la sua destinazione e conferma le tue impostazioni.

GEOREFERENZIA

Ora tutto è pronto per avviare la georeferenziazione tramite: “File – Avvia georeferenziazione”.

Il processo impiegherà pochi attimi ed al termine ti troverai un nuovo file tif nella cartella che hai scelto per l’output della procedura.

Se importi questo file dentro QGIS vedrai che le informazioni delle coordinate corrisponderanno a quelle che gli hai assegnato nella georeferenziazione.

Spero che questo articolo sulla georeferenziazione di un’immagine con QGIS possa esserti utile nel tuo lavoro.
Per ogni dubbio o chiarimento contattami come vuoi!

A presto!

Paolo Corradeghini