地理参照ファイル（ワールドファイル）

地理参照ファイルについて

地理参照ファイル（ワールドファイル）は、航空写真等の画像データを地図に重畳させるために、画像データに座標情報を与えるファイルです。似たような技術にGeoTiffがあります。

GeoTiff　＝　画像データ　＋　地理参照ファイル　という事ですが、GeoTiffファイルはバイナリ形式であり、修正が簡単に行えません。使用するソフトウェアによって使い分けましょう。

ファイル規則

画像ファイルと地理参照ファイルは１セットで利用します。

地理参照ファイルのファイル名は画像ファイルのファイル名と同じです。

地理参照ファイルの拡張子は画像ファイルの拡張子によって異なります。画像ファイルの拡張子の 1 文字目と 末尾の文字を使用し、最後に「w」を付け足したものを、ワールド ファイルの拡張子として使用します。

ファイルの内容

地理参照ファイルをワードパッドやメモ帳等で開くと、下記のように６行からなり、各行には数値が入っています。

0.2
0
0
-0.2
14400.1
-84000.1

これはアフィン変換の行列の要素を書いています。

１行目 … Ｘスケール（１ピクセルのＸ方向の長さ）
２行目 … Ｘスキュー（Ｘ方向の回転角度）
３行目 … Ｙスキュー（Ｙ方向の回転角度）
４行目 … Ｙスケール（１ピクセルのＹ方向の長さ）
５行目 … ラスターデータの左上中心位置のＸ座標（又は東経）
６行目 … ラスターデータの左上中心位置のＹ座標（又は北緯）

地理参照ファイルが以下の場合、

A
B
C
D
E
F

地図上の座標(ux,uy)は、画像ファイルの座標(px, py)を用いて下記の計算式で算出できます。

ux = A * px + C * py + E
uy = B * px + D * py + F

注１）使用するソフトウェアによって、地理参照ファイルは読むが、B,C は0にしてしまう物もあります。可能ならば、B,C は0となるように、リサンプリングをおこないスキューを持たない画像にした方が良いでしょう。

注２）４行目のY スケール (D) が負となるのは、画像と地理座標系の原点位置が異なるためです。右手系と左手系の違いです。画像の原点は左上隅ですが、地理座標系の原点は左下隅です。画像は原点から下に向かって増えていきますが、地図は原点から上に向かって増えていきます。詳細は北緯について知りましょう。

地理参照ファイルの作り方

以下のような航空写真の画像を例とします。画像の幅は600ピクセル、高さは400ピクセルです。

画像の左上隅と右下隅の座標値を調べます。

ここからは数学の時間です。

B＝0、C＝0の画像なので、
画像の左上隅は、
　139.757756 = A * 0 + E
　35.777018 = D * 0 + F
画像の右下隅は、
　139.796996 = A * 600 + E
　35.748602 = D * 400 + F

この２つの連立方程式を解くと、

A ＝ 0.0000654
B ＝ 0
C ＝ 0
D ＝ -0.00007104
E ＝ 139.757756
F ＝ 35.777018

が求まるので、ワードパット等を利用して命名規則に従い地理参照ファイルとして保存します。