World-Files für Raster-Datasets

Bilder werden als Raster-Daten gespeichert, in denen jede Zelle im Bild über eine Zeilen- und eine Spaltennummer verfügt. Vektordaten, z. B. Feature-Classes in Geodatabases, Shapefiles und Coverages, werden in realen Koordinaten gespeichert. Um Bilder mit diesen Vektordaten anzeigen zu können, müssen die Bildkoordinaten in reale Koordinaten konvertiert werden. Diese Konvertierungsdaten werden in der Regel mit dem Bild gespeichert.

Im Allgemeinen werden bei einigen Bildformaten (z. B. ERDAS, IMAGINE, BSQ, BIL, BIP, GeoTIFF und Grids) die Informationen zur Georeferenzierung im Header der Bilddatei gespeichert. Bei anderen Bildformaten (einschließlich den aufgeführten) werden diese Informationen hingegen in einem separaten ASCII-World-File gespeichert. Der Speicherort der Georeferenzierungsinformationen hängt von den Funktionen der Software, mit der die Dateien erstellt werden, oder den Voreinstellungen des Benutzers ab. World-Files können mit einem beliebigen Editor erstellt werden. Alternativ können Sie mit dem Werkzeug "Raster-World-File exportieren" ein World-File für Raster-Datasets exportieren.

Benennungsregeln für World-Files

Das World-File, das zu einer Bilddatei gehören sollte, ist leicht zu erkennen: World-Files weisen denselben Dateinamen wie das Bild auf, wobei dem Dateinamen der Buchstabe w angehängt wird. Beispielsweise hat das World-File für die Bilddatei "mytown.tif" den Namen "mytown.tifw" und das World-File für "redlands.jpg" den Namen "redlands.jpgw". In Einzelfällen weicht die Benennungskonvention von dieser ersten Beschreibung ab. In solchen Fällen werden als Suffix des World-Files das erste und das dritte Zeichen des Bilddateisuffixes und der Endbuchstabe w verwendet. Für "mytown.tif" lautet der Name des World-Files dann "mytown.tfw" und für "redlands.jpg" lautet er "redlands.jpgw".

Bei Bilddateien, die keine Erweiterung aufweisen oder deren Erweiterung weniger als drei Zeichen enthält, wird der Buchstabe w ohne weitere Änderungen an den Dateinamen angehängt. Das World-File zur Bilddatei "terrain" heißt also "terrainw"; das World-File zur Bilddatei "floorpln.rs" heißt "floorpln.rsw".

Beispiele für Namen von World-Files

Raster-Daten-Datei	World-Files
image.tif	image.tfw oder image.tifw
image.bil	image.blw oder image.bilw
image.jpg	image.jgw oder image.jpgw
image.raster	image.rasterw
image.bt	image.btw

Benennungsregeln für World-Files – Beispiele

Ab ArcGIS 9.2 SP2 gilt: Wenn die Transformation nicht mit einem World-File erfolgen kann, wird mit dem Befehl Georeferenzierung aktualisieren in der Werkzeugleiste Georeferenzierung die Transformation in die AUX.XML-Datei geschrieben und eine näherungsweise affine Transformation in eine Textdatei oder ein World-File mit einem x am Ende der Dateierweiterung geschrieben. Beispielsweise verfügt ein TIFF-Bild mit dieser näherungsweise affinen Transformation über die Erweiterung .TFWX. Beachten Sie, dass dies keine exakte Transformation, sondern nur eine näherungsweise Transformation ist.

Es gibt einen Sonderfall, in dem diese Textdatei eine vollkommen affine Transformation enthält. Wenn Georeferenzierung aktualisieren für ein Raster-Dataset verwendet wird, das bereits Kartenkoordinaten enthält, wird eine Textdatei mit der Erweiterung x geschrieben. Wenn beispielsweise eine Georeferenzierung für eine TIFF-Datei ausgeführt wird, die bereits Kartenkoordinaten enthält, wird mit dem Befehl Georeferenzierung aktualisieren eine TFWX-Datei erstellt, die eine vollkommen affine Transformation enthält.

Diese Textdatei kann als World-File verwendet werden, wenn sie für ArcGIS 9.1 und Drittanbietersoftware benötigt wird. Um die Textdatei zu verwenden, löschen Sie das x in der World-File-Erweiterung. Da die Textdatei in ArcGIS 9.2 kein Teil des Raster-Datasets ist, sollte sie in Versionen, in denen ArcGIS die AUX.XML-Datei lesen kann, z. B. in ArcGIS 9.2 und höher, nicht als World-File verwendet werden.

So rufen Sie die Georeferenzierungsinformationen auf

Die Informationen zur Konvertierung der Bilddaten in reale Koordinaten werden jedes Mal aufgerufen, wenn das Bild angezeigt wird, z. B. beim Verschieben der Ansicht oder beim Zoomen. Die Berechnungsgrundlage für die Transformation ist eine der folgenden Quellen, aufgeführt nach Priorität:

• Header-Datei (falls durch die Bilddatei unterstützt)
• World-File (Diese wird zuerst verwendet, wenn im Dialogfeld "Optionen" das Kontrollkästchen "World-File zum Definieren der Rasterkoordinaten verwenden" aktiviert ist.)
• Zeilen-/Spalteninformationen des Bilds (Identity-Transformation)

Inhalte von World-Files

Die Inhalte von World-Files können etwa wie folgt aussehen:

20.17541308822119
0.00000000000000
0.00000000000000
-20.17541308822119
424178.11472601280548
4313415.90726399607956

Wenn diese Datei vorhanden ist, führt ArcGIS die Konvertierung von Bilddaten in reale Koordinaten durch. Diese Konvertierung ist eine affine Transformation mit sechs Parametern in folgendem Format:

x1 = Ax + By + C
y1 = Dx + Ey + F

wobei

x1 = calculated x-coordinate of the pixel on the map

y1 =  calculated y-coordinate of the pixel on the map

x = column number of a pixel in the image

y = row number of a pixel in the image

A = x-scale; dimension of a pixel in map units in x direction

B, D = rotation terms

C, F = translation terms; x,y map coordinates of the center of the upper left pixel

E = negative of y-scale; dimension of a pixel in map units in y direction

Hinweis:

Die Y-Skalierung (E) ist negativ, da Bilder nicht über denselben Ursprungspunkt verfügen wie geographische Koordinatensysteme. Der Ursprung ist bei Bildern die linke obere Ecke, der Ursprung des Koordinatensystems auf der Karte ist dagegen die linke untere Ecke. Zeilenwerte im Bild werden vom Ursprung in Abwärtsrichtung größer, wogegen die Werte der Y-Koordinaten in der Karte vom Ursprung in Aufwärtsrichtung größer werden.

Die Transformationsinformationen werden im World-File in der folgenden Reihenfolge gespeichert:

20.17541308822119 - A
0.00000000000000 - D
0.00000000000000 - B
-20.17541308822119 - E
424178.11472601280548 - C
4313415.90726399607956 - F

Jeder dieser Koeffizienten kann wie folgt definiert werden

A = mx · cos t

B = my · (k · cos t - sin t)

D = mx · sin t

E = -1 · my · (k · sin t + cos t)

C = translation in x direction

F = translation in y direction

wobei

mx = change of scale in x direction

my = change of scale in y direction

k = shear factor along the x-axis = tan (skew angle) (the skew angle is measured from the y-axis)

t = rotation angle, measured counter-clockwise from the x-axis

Festlegen, dass das World-File von ArcGIS zuerst gelesen wird

ArcGIS liest automatisch die Georeferenzierung in den Header-Informationen einiger Dateiformate, zum Beispiel GeoTIFF, wodurch sämtliche Georeferenzierungsinformationen im entsprechenden World-File überschrieben werden. Dies können Sie ändern, indem Sie im Dialogfeld "Optionen" das Kontrollkästchen World-File zum Definieren der Rasterkoordinaten verwenden aktivieren.

1. Klicken Sie im Hauptmenü auf Anpassen und dann auf ArcMap-Optionen (oder, je nach genutzter Anwendung, auf "ArcCatalog-Optionen").
2. Klicken Sie im Fenster Optionen auf die Registerkarte Raster.
3. Klicken Sie auf der Registerkarte Raster auf Raster-Dataset und aktivieren Sie das Kontrollkästchen World-File zum Definieren der Rasterkoordinaten verwenden.
4. Klicken Sie auf OK.