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World-Files für Raster-Datasets

Bilder werden als Raster-Daten gespeichert, in denen jede Zelle im Bild über eine Zeilen- und eine Spaltennummer verfügt. Zusätzlich zu diesen angeordneten Zeilen und Spalten von Pixeln werden auch reale Koordinaten benötigt. Um Bilder an der richtigen Position 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. Gitternetz, TIFF, BSQ, BIL oder BIP) die Informationen zur Georeferenzierung im Header der Bilddatei gespeichert. Bei anderen Bildformaten 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-DateiWorld-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

World-Files und Georeferenzierung

Wenn die Transformation nicht mit einem World-File erfolgen kann, werden die Transformationsinformationen als eine näherungsweise affine Transformation in die .aux.xml-Datei und auch in das Word-File geschrieben. Dieses erstellte World-File hat ein x am Ende der Dateierweiterung. Beispielsweise verfügt ein TIFF-Bild mit einer näherungsweisen 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 unter die Option Speichern für ein Raster-Dataset verwendet wird, das bereits Kartenkoordinaten enthält, wird eine Textdatei mit der Erweiterung x geschrieben. Wenn beispielsweise eine Georeferenzierung für ein TIFF-Bild ausgeführt wird, das bereits Kartenkoordinaten enthält, wird eine .tfwx-Datei erstellt, die eine vollkommen affine Transformation enthält.

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 von mehreren Quellen:

  • 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- und Spalteninformationen des Bildes (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 ist die berechnete X-Koordinate des Pixels auf der Karte.
y1 ist die berechnete Y-Koordinate des Pixels auf der Karte.
x ist die Spaltennummer eines Pixels im Bild
y = Zeilennummer eines Pixels im Bild
A = X-Maßstab; Dimension eines Pixels in Karteneinheiten in X-Richtung
B und D sind die Rotationsbedingungen
C und F sind die Translationsbedingungen; dabei sind die XY-Kartenkoordinaten der Mittelpunkt des oberen linken Pixels
E ist der negative Wert des Y-Maßstabs; Dimension eines Pixels in Karteneinheiten in Y-Richtung

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 = Änderung des Maßstabs in X-Richtung
my = Änderung des Maßstabs in Y-Richtung
k = Scherungsfaktor an der X-Achse = tan (schräger Winkel, gemessen von der Y-Achse)
t = Rotationswinkel, gemessen von der X-Achse gegen den Uhrzeigersinn

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 auf die Registerkarte Projekt.
  2. Klicken Sie auf Optionen.
  3. Klicken Sie im Fenster Optionen auf Raster- und Bilddaten.
  4. Blenden Sie die Kategorie Raster-Dataset ein.
  5. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen World-File zum Definieren der Raster-Koordinaten verwenden.
  6. Klicken Sie auf OK.

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