แปลงรูปแบบไฟล์แบบจำลองความสูงจีออยด์ TGM2017 เป็น GFF เพื่อใช้ในโปรแกรม Magnet และอุปกรณ์ของ Topcon

ในเมื่อต่อยอดแล้วคงเอาให้สุดๆ ตอนที่แล้วผมแปลงไฟล์แบบจำลองความสูงจีออยด์ TGM2017 จากต้นฉบับ (เครดิด: จัดทำโดยทีมงานดร.พุทธิพล ดำรงชัยและคณะ) เป็นรูปแบบ Lieca GEM เพื่อใช้ในโปรแกรม SKI-Pro & LGO ตอนนี้ที่คิดได้ยังมีอุปกรณ์ค่าย Sokkia & Topcon ที่ยังไม่ได้จัดทำ เหมือนเดิมคือไม่สามารถหารูปแบบไฟล์ Topcon GFF หรือคำอธิบายได้ จากเวบไซต์ทางการของ Topcon ได้

ผมลองค้นคว้าในอินเทอร์เน็ตพบว่าโปรแกรม Topcon Magnet ที่เอาไว้คำนวณและประมวลผลงาน GNSS รวมทั้งอุปกรณ์อื่นๆเช่นกล้องโททอลสเตชัน สามารถใช้รูปแบบจีออยด์ได้หลายประเภทโดยเฉพาะรูปแบบ *.BIN ของ US National Geodetic Survey (NGS) ในชณะเดียวกันโปรแกรม Magnet นี้สามารถแปลงไฟล์ *.BIN ไปหา *.GFF ได้ จนสามารถเอาไฟล์ *.GFF นี้ไปใส่ในอุปกรณ์ Topcon เพื่อใช้งานได้ในภาคสนาม

ดังนั้นถ้าผมสามารถแปลงไฟล์ TGM2017 เป็นรูปแบบ *.BIN ก็สามารถใช้โปรแกรม Magnet แปลงไปหาไฟล์รูปแบบ *.GFF และสามารถทดสอบการใช้งานได้ใน Magnet ไปในตัว

รูปแบบไฟล์แอสกี้ต้นฉบับ TGM2017

หาอ่านจากบทความเก่าของผมตามลิ๊งค์นี้ และลิ๊งค์นี้

รูปแบบไฟล์ BIN ของ US National Geodetic Survey (NGS)

รูปแบบ BIN สามารถอ่านได้ใน PDF ตามลิ๊งค์นี้ โดยที่มีหัวไฟล์ (header) คล้ายกันกับรูปแบบ GTX ที่กำหนดรูปแบบโดย NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) มีหัวไฟล์ (header) จำนวน 44 ไบต์ ดังนี้

ตั้งแต่ไบต์ที่ 45 จะเป็นความสูงจีออยด์ปูเรียงเป็นตารางจากด้านซ้ายจุดที่อยู่ latitude และ longitude ต่ำสุดไล่ไปตามระยะห่างแต่ละจุด (spacing) ไปจนถึงด้านขวาจุดสูงสุด

สคริปต์ภาษาไพทอนสำหรับแปลงรูปแบบไฟล์แอสกี้

สคริปต์ไพทอนนั้นมีขนาดสั้นๆไม่กี่บรรทัด เข้าใจง่าย ตั้งชื่อไฟล์ “rtsd2bin.py” ผมสร้างโฟลเดอร์เก็บไฟล์สคริปต์และก๊อปปี้ไฟล์ต้นฉบับ “TGM2017.ASC” มาอยู่ในโฟลเดอร์เดียวกัน

import struct
def readRTSDAsciiFile():
    geoid = []
    with open('tgm2017.asc', 'r') as f:
        geoid = [[float(n) for n in line.split()] for line in f] #2D list, one list contain one row.
    #TGM2017 was organized already from lowest row (min latitude) to highest row (max latitude).
    #No need to reverse.	
    return geoid

def writeBinBinaryFile(geoid):
    with open('tgm2017.bin', 'wb') as f:
		# write Header of file
        f.write(struct.pack("d", 3.0))   # lower left Latitude
        f.write(struct.pack("d", 95.0))  # lower left Longtitude		
        f.write(struct.pack("d", 1.0/60.0))  # delta Latitude = 1 second
        f.write(struct.pack("d", 1.0/60.0))  # delta Longitude = 1 second	
        f.write(struct.pack("i", 1200))  # number of rows
        f.write(struct.pack("i", 780))	# number of columns
        f.write(struct.pack("i", 1))  # 1: real*4
		# write height values.
        for row in geoid:
            for c in row:
                f.write(struct.pack("f", c))

# main program	
g = readRTSDAsciiFile()
writeBinBinaryFile(g)
print("Writed NGS BIN binary file format already.")

รันสคริปต์เพื่อแปลงรูปแบบไฟล์

เปิด Command Prompt ของวินโดส์มา ใช้คำสั่ง cd เปลี่ยนโฟลเดอร์ไปที่จัดเก็บสคริปต์

รันสคริปต์ด้วยคำสั่ง

python rtsd2bin.py

ตอนนี้ผมได้ไฟล์ผลลัพธ์ในรูปแบบ NGS BIN คือไฟล์ “tgm2017.bin”

ดาวน์โหลดและติดตั้ง Topcon Magnet

สำหรับตัวเลือกหรือออปชั่นของ Magnet มีหลากหลายมากลองเข้าไปเยี่ยมชมในลิ๊งค์ Magnet นี้การทดสอบไฟล์จีออยด์ ผมเลือกดาวน์โหลดเฉพาะ Magnet Tools ซึ่งเป็นชุดเล็กที่สุด ก่อนจะดาวน์โหลดต้องเข้าไปสมัครลงทะเบียนแล้วจะส่งลิ๊งค์มาให้ทางอีเมล์เพื่อไปดาวน์โหลด จากนั้นผมทำการติดตั้ง

ตอนติดตั้งผมเลือกแบบจำลองจีออยด์ของอเมริกา สิงคโปร์และเกาหลีใต้เพื่อมาดูว่า Magnet Tools จัดเก็บไฟล์ที่ไหนอย่างไร ติดตั้งเสร็จแล้วเปิด Magnet Tools มาครั้งแรกจะแจ้งเราว่าไม่พบไฟล์ของไลเซนต์ ให้คลิกกากบาทปิดไป เราจะใช้โหมดเดโม ทำการสร้าง job ใหม่

หน้าตาโปรแกรม Magnet Tools ก็ประมาณนี้

เพิ่มแบบจำลองจีออยด์

ผมจะเพิ่มแบบจำลองจีออยด์ “tgm2017.bin” โดยคลิกตามลำดับหมายเลข 1, 2 และ 3

แต่มีปัญหาเพราะโปรแกรมระบุมาตรงๆเลยว่าเป็นแบบจำลองจีออยด์ของประเทศอะไร ไม่พบ Thailand ตามความคาดหมายอยู่แล้ว สังเกตว่าแต่ละประเทศเลือกใช้รูปแบบไฟล์ไม่เหมือนกัน ผมหลอกโปรแกรมโดยการเลือก Dutch Geoid (d*.bin) เพราะว่าใช้พื้นฐานหลักเหมือนกันคือ “WGS84” แล้วพิมพ์ป้อนดาว * ไปที่ชื่อไฟล์ (ที่มองไม่เห็นไฟล์ในตอนแรกเพราะโปรแกรมคาดหวังว่าตัวไฟล์จะขึ้นต้นด้วยตัว d) จะเห็นชื่อไฟล์ tgm2017.bin คลิกเลือกไฟล์นี้ จากนั้นจะเห็น tgm2017 ขึ้นมาในลิสต์ ตอนนี้โปรแกรมคงอ่านหัวไฟล์และทดสอบแล้วว่ารูปแบบใช้ได้ และแสดงผล Minimum latitude/longitude รวมทั้ง Maximum latitude/longitude พร้อมทั้ง Datum เป็น “WGS84”

แปลงรูปแบบไฟล์เป็น Topcon GFF

จากนั้นคลิก “Export” เพื่อแปลงไฟล์จะเห็นไดอะล็อกซ์แสดงผลดังนี้ พิมพ์ชื่อไฟล์

ต่อไปจะ remove ไฟล์ tgm2017.bin ออกแล้วจะเพิ่ม TGM2017.gff มาแทนที่เพื่อจะทดสอบการใช้งาน และถ้าผ่านก็แสดงว่าสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ของ Topcon ได้

ผมเพิ่มโดย Add อีกครั้ง ที่นี้จะเลือกรูปแบบไฟล์เป็น Topcon Geoid (*.gff) เลือกไฟล์ “TGM2017.gff”

จะได้ไฟล์แบบจำลองตัวใหม่คือ “TGM2017.gff” มาแทนที่ตัวเดิม ตอนนี้รูปแบบหรือข้อกำหนด Topcon GFF ดำมืดเพราะไม่มีในเว็บทางการของ Topcon ยกเว้นจะใช้เครื่องมือพวก hex editor มาเปิดดู แต่ตอนนี้เรามุ่งเอาไปใช้งาน ถ้าทดสอบแล้วว่าใช้ได้ รูปแบบหรือข้อกำหนดไฟล์ก็ไม่ใช่ประเด็นที่ต้องสนใจ

ตั้งค่าแบบจำลองจีออยด์ใน Job Configuration

ตอนนี้โปรแกรม Magnet Tools ยังไม่ได้ใช้งาน TGM2017.gff เราจะต้องตั้งค่าก่อน เลือกตามลำดับที่ผมวางตัวเลขไว้

เพิ่มจุด (Points) เพื่อทดสอบหาค่าความสูงจีออยด์ (Geoid Separation – N)

ต่อไปจะเพิ่มจุดทดสอบ 3 จุดในระบบค่าพิกัดภูมิศาสตร์ (latitude/longitude)

1. Test Point 1 latitude: 15°47’23.536112″N longitude: 99°22’17.701405″E
2. Test Point 2 latitude: 15°40’6.702338″N longitude: 100°40’58.296925″E
3. Test Point 3 latitude: 16°55’1.744895″N longitude: 100°49’33.225068″E

ทั้งสามจุดกำหนดค่าระดับเทียบกับทรงรี (Ellipsoidal Height) = 0 เมตร ผมทำการเพิ่มจุดทีละจุดตามลำดับดังรูปด้านล่าง

แต่ละจุดที่เพิ่มเข้าไปโปรแกรม Magnet Tools จะคำนวณความสูงจีออยด์ให้อัตโนมัติ เมื่อเพิ่มไปครบ 3 จุด จะได้ผลลัพธ์ดังรูปด้านล่าง

คำนวณเปรียบเทียบกับ Surveyor Pocket Tools

ใช้โปรแกรมรวมเครื่องมือฉบับกระเป๋าสำหรับช่างสำรวจ Surveyor Pocket Tools เลือกทูลส์ “Geoid Height”

ผมป้อนจุดที่ 1, จุดที่ 2 และจุดที่ 3 เข้าไปเลือก EGM Model เป็น “TGM2017” จากนั้นทำการคำนวณตามลำดับ

ผลการคำนวณสามารถนำมาลงตารางเพื่อเปรียบเทียบกันจะเห็นต่างกันสูงสุดแค่ 1 มิลลิเมตร ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันได้สบายๆ

ลองปักหมุดจุดทดสอบลง Google Earth ที่ Magenet Tools เลือกแท็ปเป็น View > Map View on Google Earth จะเห็นผลงานไปโผล่ที่ Google Earth

ดาวน์โหลดไฟล์แบบจำลองจีออยด์ Topcon GFF

สำหรับผู้อ่านที่ใช้อุปกรณ์ในค่าย Topcon & Sokkia หรือโปรแกรม Magnet สามารถดาวน์โหลดไปใช้ดังนี้

1. รูปแบบ NGS BIN: tgm2017.bin
2. รูปแบบ Topcon Geoid: TGM2017.gff

ส่วนสคริปต์ภาษาไพทอนและไฟล์ต้นฉบับ ถ้าสนใจสามารถดาวน์โหลดได้ตามนี้

1. สคริปต์ภาษาไพทอนสำหรับแปลงรูปแบบไฟล์ rtsd2bin.py
2. ไฟล์แบบจำลองจีออยด์ต้นฉบับ TGM2017.ASC

สรุปตอนนี้รูปแบบจำลองจีออยด์ TGM2017 น่าจะมีใช้งานครอบคลุมเกือบทุกอุปกรณ์ ถ้าขาดเหลือตัวไหนก็ทักทายกันมาได้ครับ โปรดติดตามกันตอนต่อไป