การ ประมวลผลข้อมูล gis ด้วย...

ดร.ไพศาล สนตธรรมนนท | คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย 1

การประมวลผล ภมสารสนเทศ (GIS)ดวยซอฟตแวรฟรและรหสเปด Geoprocessing with Free/Libre and Open Source Software for

Geoinformatics: FOSS4G

ผชวยศาสตราจารย ดร .ไพศาล สนตธรรมนทท คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

ถนนพญาไท ปทมวน กรงเทพฯ 10330

Email: [email protected] ; [email protected]

ค ำน ำ

เอกสารนเปนเอกสารแนะน าการประมวลภมสารสนเทศ ดวยซอฟตแวรฟรและเปดรหสเบองตน อกทงยงม

ค าแนะน าในการใชงานขอมลภมสารสนเทศชนดเปด (open geodata)อกดวย ดงนนเอกสารนสามารถใชเปน

แบบฝกหดไดอกดวย

ซอฟแวรฟรรหสเปดส าหรบประมวลภมสารสนเทศทแนะน าไดแก

1) FWTools : Open Source GIS Binary Kit for Windows and Linux ดาวนโหลดไดท

http://fwtools.maptools.org/

2) ซอฟตแวรใชเรยกดและจดท าขอมลภมสารสนเทศและออนไลนได Quantum GIS (QGIS) ดาวนโหลดไดท

http://www.qgis.org/

ส าหรบขอมลภมสารสนเทศชนดเปด (open geodata) ทแนะน าส าหรบใชในตวอยางในทนและสามารถ

น าไปประยกตใชไดจรงไดแก

1) ขอมลแผนทภาพดาวเทยมแลนดแซท Global Land Survey 2005 (GLS2005) ความละเอยดจดภาพ 15

เมตรถง 30 เมตร ขอมลทงหมดดดแกออรโทแลว ความละเอยดถกตองเฉลย +/- 50 เมตร ดาวนโหลดไดท

http://landsat.usgs.gov/science_GLS2005.php

2) ขอมลแบบจ าลองระดบดวยวธ SAR Interferometry จาก NASA/JPL ความละเอยดจดภาพ 90 เมตร

(SRTM-3) ดาวนโหลดไดท http://srtm.csi.cgiar.org/

3) ขอมลแบบจ าลองระดบ ผลตจากชดภาพ stereo VNIR จากดาวเทยม ASTER ท าขนโดย NASA/METI ความ

ละเอยดจดภาพ 30 เมตร ดาวนโหลดไดท http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp/

การ ประมวลผลขอมล GIS ดวย FOSS4G 2009


Copyright (c) 2009 Dr.Phisan Santitamnont.

Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document

under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.3

or any later version published by the Free Software Foundation;

with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts.

A copy of the license is included in the section entitled "GNU Free

Documentation License".



1. Google Earth ใชการฉายชนดเมอเคเตอร ระบบพกดภมศาสตร การแสดงผลบนหนาจอสามารถแสดงเปนคาพกด

ภมศาสตร แลตจดและละตจด หรอ แสดงในรปแบบพกดฉากจากการฉาย ยนเวอรแซลทรานสเวอรเมอรเคเตอร ตาม

ความตองการของผใช โดยปรบเปลยนจากเมน Option… { Decimal Degree, …, Universal Transverse

Mercator (UTM) }

เมอผใชเลอนเคอรเซอรไปยงจดใดบนภมประเทศ ผใชจะเหนเปนคาพกดตามทตองการ และมคาระดบของ

ภมประเทศใหเหนในหนวย “เมตร” ท elev

2. Google Map นอกจากสามารถแสดงแผนทถนน แผนทภาพดาวเทยมไดแลว Google Maps ยงแสดงแผนทแสง

เงาของความสงต าของภมประเทศ (relief displacement) อกดวย โดยทแผนททแสดงยงมการซอนเสนชนความสง

หลกทกๆ 200 เมตร และมเสนชนความสงรองทกๆ 40 เมตร ใหผใชสามารถอานคาระดบไดจากการพจารณา

ต าแหนงและประมาณคาจากเสนชนความสงเหลานได



3. ใน Google Earth ผใชสามารถใชงานเปนเครองมอในการจดท าขอมลภมสารสนเทศได อยางงาย ขอมลภม

สารสนเทศทสรางไดอาจเปนชนด จด เสน และรปปด ซง Google Earth เรยกขอมลเหลานวา Placemark, Path

และ Polygon ตามล าดบ. เมอทานตองการสรางวตถเชงเรขาคณตขางตน เราควรทจะสรางโฟลเดอรส าหรบจดเกบขอมลเหลานน

เสยกอน การจดหมวดหมนจะท าใหการจดการขอมลสะดวกภายหลง การสรางโฟลเดอรท าไดดงน :-

Add New Folder… จากนนใหพมพชอโฟลเดอรตามตองการ วตถเรขาคณตใดๆทสรางขนตอจากนจะปรากฏภายในโฟลเดอรท

ก าหนดน เมอตองการเรมสรางฟเจอรใด :ๆ-

กดเมาสปมซายบนโฟลดเดอรทสรางขน กดเมาสปมขวา และเลอกบนเมนทปรากฏขน Add

เลอกชนดของเรขาคณตทตองการสราง {Placemark, Path, Polygon} ไดอะลอกของเรขาคณตจะปรากฏ

พมพชอชนขอมลใน edit box Name: จากนนใหคลกไปบนภาพแผนทดาวเทยมบนกเกลเอรธเพอสรางรป

เรขาคณต เมอเสรจสนการสรางรปเรขาคณตทตองการใหกด OK ในไดอะลอกเพอสนสดการดจไทซ

การจดเตรยมขอมลใหจดเกบลงในโฟลเดอรทก าหนด จะท าใหการน าขอมลออกจากระบบเปนกลมกอน

เดยวกนในรปแบบแฟมขอมลรวมกนเรยกวา KML หรอ KMZ ดงนนหากตองการน าขอมลเรขาคณตทเตรยมไว

ออกมา ใหท าดงน

กดเมาสปมขวาบนโฟลเดอรทสรางไว และมขอมลเรขาคณตตางๆอยภายใน เลอกการจดเกบเปน

Save Place As… จากนนใหกดเลอกต าแหนงโฟลเดอรทจะใหแฟมจดเกบเขาไปไวภายใน กด OK เมอเลอก

ไดต าแหนงทตอง ขอมลน าออกสามารถเลอกใหเปนชนด {KML/KMZ}

ในระหวางการเลอกเมน Save Place As…, แมจะมค าวา “Place” แตในทนหมายถงขอมลเรขาคณตทกชนด

ตงแต จด เสน และรปปด



4. มาตรฐานรหสพนหลกฐานแผนท (map datum) และการฉายแผนท (map projection) ตามมาตรฐาน

European Petroleum Survey Group (EPSG) ปจจบนชอวาThe OGP Surveying and Positioning

Committee มาตรฐานนเปนทยอมรบมาตรฐานานาชาต ISO และมาตรฐานวชาชพ OGC

WGS84 Geographic Coord.Sys. EPSG:4326 WGS84 UTM Zone 47N EPSG:32647

WGS84 UTM Zone 48N EPSG:32648 Indian Datum 1975 Geographic Coord.Sys. EPSG: 4240

Indian Datum 1975 UTM Zone 47N EPSG:24047

Indian Datum 1975 UTM Zone 48N EPSG:24048

กรณพนทศกษาของทานอยในพนทอนๆนอกเหนอจากประเทศไทย ทานสามารถตรวจสอบรหส CRS ไดท

http://www.epsg.org/ or http://spatialreference.org/? โปรดเขยนรหสพนหลกฐานแผนท และการฉาย

แผนท ลงในชองวางตอไปน

5. การแปลงพกดจากการฉายแผนทและพนหลกฐานตางๆ ทมกเรยกรวมกนวา Coordinate Reference System

(CRS) สามารถท าไดทงรายจดและจากการอานไฟล

ในตวอยางเปนการแปลงคาพกดจากระบบพกดภมศาสตรไปสระบบพกดยทเอมโซน 47

$FWTools2.4.2> gdaltransform -s_srs epsg:4326 -t_srs epsg:32647

99. 14.

499999.999999992 1547726.30671983 0

จากนนทดลองแปลงกลบจากระบบพกดยทเอมโซน 47 ไปสระบบพกดภมศาสตร

$FWTools2.4.2> gdaltransform -i -s_srs epsg:4326 -t_srs epsg:32647

500000.0 1547726.306

99.0000000000001 13.9999999934913 0

http://www.epsg.org/

http://spatialreference.org/



6. ขอมลแบบจ าลองระดบตางๆ ทมอย รวมทง SRTM-3 2000 และ G-DEM 2009 เราสามารถสรางเสนความสงได

ดวย gdal_contour

กอนทจะสรางเสนชนความสง ตองแนใจวาขอมลอยในรปแบบการฉายยทเอม โดยเฉพาะ SRTM-3 2000

และ G-DEM 2009 จะปรากฏในการฉายในระบบพกดภมศาสตร ทงนผใชสามารถตรวจสอบไดโดยใช gdalinfo

และใชค าสง gdalwarp ในการแปลงการฉายแผนท

ในตวอยางเปนการสรางเสนชนความสงจากขอมล srtm_utm.tif ใหมเสนชนความสงทก 50 เมตร โดย

ผลลพธใหจดเกบในโฟลเดอร strm_contour_dir ในรปแบบ Shapefile

>gdal_contour -a “height” -i 50 srtm_utm.tif srtm_contour_dir

หากตองการไดผลลพธเปน Shapefile ชนดสามมต เพอใหสามารถน าไปแสดงบน Google Earth ได ให

ใช

>gdal_contour -a “height” -3D -i 50 srtm_utm.tif srtm_contour_dir

หากตองการน าไปแสดงบน Google Earth ใหแปลงเปนรปแบบจดเกบ kml พรอมกบแปลงการฉายแผนท

ใหเปนระบบพกดภมศาสตร พรอมกนในคราวเดยวดวยค าสง ogr2ogr เชน

>ogr2ogr –a_srs epsg:4326 –t_srs epsg:32647 –dsco “NameField=height” srtm_contour.kml

stm_countour.shp



7. การแปลงไฟลชนด kml ทเปนระบบพกดภมศาสตรใหเปนรปแบบท GIS Desktop ทวไปอานไดใหใชค าสง

ogr2ogr –f “ESRI Shapefile” -t_srs epsg:4326 out.shp in.kml

หากตองการแปลงการฉายใหเปนระบบพกดฉากยทเอมใหใช ส าหรบโซน 47


ส าหรบโซน 48 ใหพมพ


8. หากผใชตองการแปลงขอมลชนดเวกเตอร เชน shapefile ใหเปนรปแบบ kml เพอน าไปแสดงบน Google Earth

ใหใชค าสง ogr2ogr แตใหระวง shapefile หากไมมขอมลระบพนหลกฐานและการฉาย กรณขอมลน าเขาเปนการ

ฉายยทเอมโซน 47 จะตองระบในค าสงดวย

ogr2ogr -s_srs epsg:32647 -t_srs epsg:4326 out.kml in.shp

9. การน าแผนทภาพออรโธจากภาพถายทางอากาศหรอภาพดาวเทยมรายละเอยดสง ทมการฉายเปนระบบพกดฉากย

ทเอมโซน 47 เชน แผนทภาพจากดาวเทยมรายละเอยดสงชนดทฉายเปนแผนทแลว ไปแสดงผลใหซอนทบปรากฏ

ใน Google Earth ใหท าการแปลงการฉายใหเปน การฉายชนดเมอรเคเตอรพรอมระบบพกดเปนระบบพกด

ภมศาสตร

9.1 กรณชนดขอมลจดภาพมมากวา 8 บท เชน ขอมลภาพดาวเทยมรายละเอยดสง ทมกจะมการจดเกบ 10-12 บท

และตองปรบสใหสวางคมชดไปพรอมกนในคราวเดยว ใหใช

gdalenhance -ot BYTE -equalize image.tif image_enh.tif

9.2 การแปลงการฉายใหภาพเปนการฉายชนดเมอรเคเตอร ในระบบพกดภมศาสตร พรอมๆกบการก าหนดจดภาพท

ไมมขอมล (nodata) และใหจดเหลานนเปนชนดโปรงแสง (transparent) ใน “แชนแนลอลฟา”

gdalwarp -srcnodata 0 -dstalpha -t_srs epsg:4326 image_enh.tif image_geo.tif



9.3 การแตกไฟลภาพใหเปนภาพยอยๆ และจดโครงสรางไฟลใหเหมาะสมทเรยกวา Tile Management Service

(TMS) เพอการแสดงบน Google Earth

gdal2tiles –title “MyOrtho” image_geo.tif MyOrtho_dir

9.4 ท าการเรยกไฟลหลกของโครงสรางทเตรยมไวส าหรบการแสดง การแตกไฟลภาพใหเปนภาพยอยๆ และจด

โครงสรางไฟลใหเหมาะการแสดงบน Google Earth โดยการพมพ

MyOrtho_dir\doc.kml Enter

หรอใชวธเปด File Manger หลงจากนน

ดบเบลคลกเลอกโฟลเดอร MyOrtho_dir ดบเบลคลกเลอก doc.kml เพอเรยกดแผนทภาพใน

Google Earth ในชนนหากยงไมไดเรม Google Earth ระบบกจะเรมขนใหเอง

10. แผนทภาพทจดท าขนในพนหลกฐานแผนทเดมของประเทศไทย เชน พนหลกฐานอนเดยน 1975 สามารถแปลงพน

หลกฐาน WGS 84 ไดโดยใชทฤษฏของ Melodenski โดยทจะตองมพารามเตอรการแปลงพนหลกฐาน อยางยอ 3

คา หรอ ครบถวนทง 7 คา

คาพารามเตอรการแปลงในประเทศไทยส าหรบการแปลงพนหลกฐานทนยมใช มใหเลอกใช 2 ชดคอ

คาตามประกาศของกรมแผนททหารเดม

ΔX= -206 m., ΔY=-837 m., ΔZ=-295 m.

คาตามประกาศของกรมแผนททหารใหม1 และกรมทดน2 รบไปใช

ΔX = - 204.5 m ΔY = - 837.9 m ΔZ = - 294.8 m.

ในขนแรกใหเตรยมแฟมของคาพารามเตอรการแปลงพนหลกฐานทเลอกใชเสยกอน รปแบบทใชใหใชตาม

แบบในชดซอฟตแวร “proj.4” มรปแบบในตวอยางน และอาจใหชอเปน “ThaiInd75.pj4” โดยมเนอหาเปน

+proj=tmerc +ellps=evrst30 +lon_0=99 +x_0=500000 +k=0.9996 +towgs84=206,837,295

แตหากใชคาใหมทประกาศใชในป พ.ศ. 2551 เนอความในไฟล “ThaiInd75.pj4” เปน

1 กรมแผนททหาร (2551) ประกาศกรมแผนททหาร เรองคาตวแปรทเหมาะสมในการแปลงพนหลกฐาน วนท 10 มกราคม พ.ศ. 2551

2 ศนยขอมลแปลงทดนแหงชาต กรมทดน (2551) กมร. 102-2551 มาตรฐานพนหลกฐาน ,โปรดอานค าประกาศเพมเตม กรมแผนททหาร ขอแกไขมาตรฐานระวางแผนทและแผนทรปแปลงทดนในทดนของรฐ (กมร.) (ตามหนงสอกรมแผนททหาร ดวนมาก ท กห 0313/464 ลงวนท 12 กมภาพนธ 2552)



+proj=tmerc +ellps=evrst30 +lon_0=99 +x_0=500000 +k=0.9996 +towgs84=204.5,837.9,294.8

จากนนเราสามารถใชค าสง gdalwarp ในการแปลงภาพใหเปนพนหลกฐาน WGS84 และใหระบบคาพกด

เปนคาพกดภมศาสตร

> gdalwarp -s_srs “ThaiInd75. pj4” -t_srs epsg:4326 ortho_id75.tif ortho_geo_wgs84.tif

หรอตองการใหเปนพนหลกฐาน WGS84 และใหมการฉายในระบบพกดฉากยทเอมโซน 47 พรอมกนในค าสงเดยว

> gdalwarp -s_srs “ThaiInd75. pj4” -t_srs epsg:32647 ortho_id75.tif ortho_utm_z47.tif

11. ในลกษณะเดยวกบขอ 6 ถามขอมลเวกเตอรในรปแบบใดกตาม แตจดท าขนในพนหลกฐานแผนทเดมของประเทศ

ไทย เชน พนหลกฐานอนเดยน 1975 สามารถแปลงพนหลกฐานไดโดยใชทฤษฏของ Melodenski และใหเตรยม

ไฟลทมคาพารามเตอรตามรปแบบ “proj.4” ในทนมชอวา “ThaiInd75. pj4”

จากนนเราสามารถใชค าสง gdalwarp ในการแปลงขอมลเวกเตอรใหเปนพนหลกฐาน WGS84 และใหระบบ

คาพกดเปนคาพกดภมศาสตร

>ogr2ogr –f “ESRI Shapefile” -s_srs “ThaiInd75. pj4” -t_srs EPSG:4326 province_id75.shp

province_geo_wgs84.shp

หรอตองการใหเปนพนหลกฐาน WGS84 และใหมการฉายในระบบพกดฉากยทเอมพรอมกนในค าสงเดยว

>ogr2ogr –f “ESRI Shapefile” -s_srs “ThaiInd75. pj4” -t_srs EPSG:32647 province_id75.shp

province_utm47_wgs84.shp



12. หากมภาพดาวเทยมหรอดาวเทยมรายละเอยดสง ทมการปรบแกทางเรขาคณตแลว หากตองการแปลงใหเปนแผนท

ภาพอยางงาย โดยการใชขอมลการอางองพกดจากคาพกดมมภาพ ถาใชค าสง gdalinfo

> gdalinfo my_image.tif

จะปรากฏ

Upper Left ( 669303.000, 1510604.500) (100d33'55.09"E, 13d39'33.84"N) Lower Left ( 669303.000, 1505684.500) (100d33'54.03"E, 13d36'53.75"N) Upper Right ( 674885.500, 1510604.500) (100d37'0.84"E, 13d39'32.65"N) Lower Right ( 674885.500, 1505684.500) (100d36'59.75"E, 13d36'52.56"N) Center ( 672094.250, 1508144.500) (100d35'27.43"E, 13d38'13.21"N)

หากเปนเชนนน เราจะการแปลงใหเปนภาพใหม พรอมการฉายภาพเปนระบบพกดฉากยทเอม โซน 47 ดงน

>gdalwarp –t_srs epsg:32647 my_sat.tif my_sat_utm47.tif

13. เมอมภาพดาวเทยมหรอดาวเทยมรายละเอยดสง เชน Ikonos, WorldView-1, GeoEye และ เปนตน ภาพเหลาน

จะมขอมลก าหนดความสมพนธระหวางคาพกดอมเมจกบพกดภาคพนดนทเรยกวา Rational Function Model

(RFM) ในแฟมหากตรวจดดวยค าสง gdalinfo ทเปนการดรายละเอยดทจดเกบในสวน header จะพบคา

สมประสทธ Rational Function Coefficient (RFC)

> gdalinfo my_geoeye.tif

จะเหนพารามเตอร RFC ปรากฏดงน

RPC Metadata: LINE_OFF=4920 SAMP_OFF=5588 …… LINE_NUM_COEFF=-3.052995E-0 … LINE_DEN_COEFF=+1.000000E+0 … SAMP_NUM_COEFF=-2.992812E-0 … SAMP_DEN_COEFF=+1.000000E+0 …



หากตองแปลงภาพขางตนดวยแบบจ าลอง RFM การฉายภาพเปนระบบพกดฉากยทเอม โซน 47 จะใช

ค าสง

>gdalwarp –rpc –t_srs epsg:32647 my_geoeye.tif my_geoeye_utm47.tif

14. เมอมภาพหรอภาพดาวเทยม ทมการก ากบคาพกดอมเมจกบคาพกดภาคพนดนทก าหนดให การก ากบนอาจมหลาย

ชดทเรยกวา ‘GCP’ หากตรวจดดวยค าสง gdalinfo ทเปนการดรายละเอยดทจดเกบในสวน header จะพบคาบญช

GCP ดงน

> gdalinfo my_geoeye.tif

GCP[ 0]: Id=1, Info= (0.5,0.5) -> (99.81644,17.636515,0)

GCP[ 1]: Id=2, Info= (6404,0.5) -> (100.555834,17.494904,0)

…

GCP[ 14]: Id=15, Info= (12807.5,25696.5) -> (100.684376,14.503781,0)

ลกษณะการก าหนดคาพกดนพบบอยในภาพดาวเทยมจากเรดาหดวย เชน RadarSat

หากตองแปลงภาพขางตนดวยแบบจ าลองพหนาม (polynomial) ดกรตางๆ (1 ถง 3) เราสามารถใช

gdalwarp แปลงภาพดวยแบบจ าลองพหนาม (polynomial) ดกรตางๆ เชน ในตวอยางใหเปน ดกร 2 พรอมก าหนด

การฉายภาพเปนระบบพกดฉากยทเอม โซน 47 จะใชค าสง

>gdalwarp –order 2 –t_srs epsg:32647 radar.tif radar_utm47.tif

ขอจ ากด! การสรางแบบจ าลองการแปลงคาพกดโดยใชพหนาม อาจตองการวเคราะหความเหมาะสมของ

แบบจ าลองโดยการพจารณาเศษเหลอ ผเขยนยงไมเหนความสามารถนใน FWTools นอกจากนยงไมมโมดลชวย

การท างานดงกลาว ในกรณ remote sensing software ทวไปจะมโมดล ‘rectification’ รวมทงซอฟตแวร FOSS

เชน ESA Nest2C



15. การสรางภาพสผสมทอาจเปนไดทงภาพสผสมเทจ หรอ ภาพสใกลเคยงธรรมชาต สามารถใชค าสง gdal_merge ใน

การผนวกรวมภาพดาวเทยมชนดหลายชวงคลนเขาดวยกน โดยเฉพาะปจจบนทดาวเทยมส ารวจทรพยากรหลายดวง

ส ารวจโลกอยและใหบรการผานชองทางตางๆ นอกจากนยงมภาพดาวเทยมในหวงเวลาตางๆใหบรการฟร ภาพ

ดาวเทยมเหลานสามารถน ามาใชเปนแผนทไดโดยตรง กลาวคอผานการ ortho-rectification เรยบรอยแลว ม

ความถกตองทางต าแหนงสงถง +/- 50 เมตร ชดขอมลนคอ Global Land Survey

http://landsat.usgs.gov/science_GLS2005.php มขอมลแผนทภาพในหวงเวลาตางๆ 1970, 1980, 2000

ตลอดจนชดลาสด Global Land Survey 2005 (GLS2005)

เมอไดภาพมลตสเปคตรมมาแลว ใหเลอกภาพจากแบนดทตองการมา 3 ภาพ แลวน ามาผสมกนดงน

>gdal_merge –o mycompo.tif -separate band3.tif band2.tif band1.tif

หากวาภาพสผสมทไดคอนคางมดหรอสวางมากเกนไป อาจลองปรบความคมชดและความสวางพรอมๆกน

ดวยการท า histogram equalization โดยใชค าสง gdalenhance ดงน:

>gdalenhance –equalize mycompo.tif mycompo_eq.tif

หรอจะลองใชการปรบฮสโตแกรมแบบ “linear stretching” แตวาตดจดภาพทมคา Digital Number

นอยมากๆ และสงมากๆ ออก เพอใหฟงกชนเสนตรงทจะใชมอทธพลมากขน

>gdalenhance –stddev 2.5 mycompo.tif mycompo_std25.tif

http://landsat.usgs.gov/science_GLS2005.php%20มขอมลแผนทภาพในหวงเวลาตางๆ%201970

การ ประมวลผลข้อมูล gis ด้วย...

Documents