Kalibracja map Messtischblatt w QGIS

Stare mapy może i nie zastąpią wehikułu czasu, ale i tak ich przydatność jest ogromna. Poszukiwanie śladów dawnych fabryk, kolei, fortyfikacji, grodzisk ukrytych w lesie czy też zmian w użytkowaniu i pokryciu terenu 😉 – wszystko to wymaga posiadania archiwalnej mapy. Na szczęście w dobie internetu nie trzeba już szukać ich w bibliotekach i ryzykować zniszczenia zabytku – na ogół wszystko, co trzeba, znajduje się już w sieci. Jest jednak pewne „ale”…

Zwykle wraz z mapą na różnych serwerach dostępne są pliki kalibracyjne z rozszerzeniem .map. Jakość tej kalibracji jest lepsza lub gorsza, zawsze jednak będzie działać jedynie z OziExplorerem. Użycie takiego pliku w standardowym programie GIS skończy się porażką, bo jak większość neogeograficznych wynalazków jest zgodny jedynie sam ze sobą. Pozostaje więc zabrać się za kalibracje samemu.

Tym razem zajmę się niemieckimi mapami Messtischblatt w skali 1:25 000, pokrywającymi tereny włączone do Polski po II wojnie światowej. Pozyskać je można np. ze strony Archiwum Map Zachodniej Polski. Ich kalibracja jest o tyle łatwiejsza od obejmujących tereny II RP map WIG, że parametry odwzorowania, są na 100% pewne – mało tego, znajdują się w bazie EPSG!

W Messtischblattach zastosowano odwzorowanie zwane w krajach anglosaskich Transverse Mercator, a u nas – Gaussa-Krügera. Za model Ziemi posłużyła elipsoida Bessela. Terytorium III Rzeszy podzielono na 6 stref odwzorowawczych o szerokości 3 stopni, przy czym dla obszaru dzisiejszej Polski są to strefy 5 i 6. Granica pomiędzy nimi przebiega wzdłuż południka 16,44 E (w układzie WGS84). Dla strefy 5 mamy gotową definicję, którą można przywołać kodem EPSG: 31469. Tereny położone dalej na wschód wymagają wpisania własnej definicji strefy 6:

+proj=tmerc +lat_0=0 +lon_0=18 +k=1 +x_0=6500000 +y_0=0 +ellps=bessel +datum=potsdam +units=m +no_defs

Czasami zdarza się arkusz leżący w dwóch strefach. Poznamy to po załamaniu siatki oraz napisie „Ostgrenze des Gitterstreifes 15 | Westgrenze des Gitterstreifens 18” nad ramką. Wówczas oczywiście należy używać wyłącznie punktów kalibracyjnych w obrębie jednej strefy.

I tym sposobem możemy zabierać się za kalibrację, korzystając z oryginalnej siatki topograficznej. W QGIS służy do tego narzędzie Georeferencer, umieszczone w menu Raster (może być konieczne wcześniejsze włączenie w Zarządzaj wtyczkami). Pracę zaczynamy od wczytania surowego skanu – służy do tego ikona Wczytaj skan. Następnie należy powiększyć obraz tak, by zobaczyć ramkę i móc odczytać współrzędne. Nowe punkty wpasowania dodajemy ikoną Dodaj punkt , pojawi się okno z możliwością wpisania współrzędnych lub pobrania ich z istniejącej mapy:

Wprowadzanie punktów GCP

I tak do skutku, to znaczy – do wpisania odpowiedniej liczby punktów wpasowania. Pamiętać należy przy tym, że współrzędne siatki podane są w kilometrach – należy więc dopisać do nich na końcu 000. Jeśli mapa jest w dobrym stanie i prawidłowo zeskanowana, to właściwie wystarczą 4 punkty, dobrze jednak jest mieć ich więcej. Na koniec należy ustawić parametry transformacji:

Ustawienia transformacji

W większości przypadków wystarczy wielomian 1 stopnia, dla zniszczonych map trzeba użyć stopnia wyższego. Ustawiamy układ współrzędnych (strefa 5 – z kodu EPSG, strefa 6 – wklejając definicję), plik wyjściowy…

Teraz można by już uruchomić kalibrację, ale na wszelki wypadek zapiszmy punkty wpasowania – żeby nie zaczynać od początku w razie padnięcia QGISa.

Na zakończenie warto otrzymany raster transformować do jakiegoś współczesnego układu (opcja Raster – Zmień odwzorowanie) oraz odchudzić paletę kolorów (Raster – RGB na PCT) – wszak oryginał drukowano w 3 kolorach i absolutnie nie ma sensu marnować miejsca na zapis 24-bitowy.