Возможность оперативного обращения к электронной карте как путем ввода запросов через клавиатуру, так и путем непосредственного указания на экране монитора интересующих пользователя картографических объектов;
·возможность за счет целостности модели проведения различных анализов и обобщений, отслеживания динамики изменения различных параметров с формированием необходимых справок, таблиц, диаграмм и т.д.;
·возможность создания по требованию пользователя любых нужных ему карт, требуемой тематики, масштабов и степени детализации как в электронном виде, так и на твердых носителях;
·возможность постоянного изменения работающих с моделью программ; возможность трехмерной визуализации цифровых моделей, не видимых для человеческого глаза, включая перемещение над поверхностью (режим "Полет") с визуальным эффектом полета в трехмерном пространстве; возможность получения экспертных решений в режиме реального времени.
1. Общие положения
Карта масштаба 1:2000 создавалась при помощи программы «AutoCad». В программу «AutoCad» было загружено растровое изображение карты, которая была отмасштабирована в программе «Eacy Trace» до масштаба 1:2000. После загружение растрового изображения, в программе «AutoCad» с помощью полилиний и окружностей был произведен обвод карты масштаба 1:2000. После завершения обвода карты, был подгружен отдельный кусок карты, взятый с программы «SAS.Planet.Release.», который дал нам возможность обновить нашу карту масштаба 1:2000.
По топографической карте масштаба 1:2000 необходимо провести работу по оцифровки карты масштаба 1:2000 в программном комплексе «AutoCAD» см. (Приложение 1)
Общий характер редакционных и составительских работ:
1.Получение задание на карту и выяснение требований к ней:
2.Изучение картографируемой территории;
3.Сбор, изучение и оценка картографических материалов;
4.Подготовка материалов к составлению;
5.Перенос рисунка картографических материалов на основу;
6.Обработка перенесенного рисунка и вычерчивание оригинала;
7.Корректура составленного оригинала.
Геодезическая основа
Геодезической основой карты является пункты ГГС, точки плановой съемочной основы и высотной основы – реперы и марки, абсолютные высоты которых определены с помощью геометрического нивелирования.
2.Порядок и технология создания электронных карт.
Исходными материалами для создания цифровых карт местности служат топографические и специальные карты и планы, аэрокосмоснимки, различные справочные материалы и другие источники. В настоящее время в мире разработано достаточно много систем цифрования карт. Большинство из существующих систем основываются на использовании сканеров и автоматической или интерактивной векторизации карт.
Процесс создания электронных карт, включает следующие основные этапы:
1) автоматизированное преобразование исходной картографической информации в цифровую форму;
2) символизация цифровой картографической информации и автоматизированное составление электронных карт;
3) разработка пользовательской системы управления базами данных для работы с электронными картами.
На первом этапе решается задача получения на основе имеющихся исходных картографических материалов (аэрокосмических снимков, расчлененных оригиналов и цветных тиражных оттисков карт) векторной цифровой модели карты - основы электронной карты.
Эта задача решается следующими основными методами:
1) методом цифрования исходных картографических материалов на планшете (цифрователе) путем отслеживания контуров объектов, подготовки и ввода семантики, структуризации цифровой информации;
2) методом сканирования исходных картографических материалов с последующей автоматической или интерактивной векторизацией и распознаванием растрового изображения на экране дисплея, ввода требуемой семантики и структуризации цифровой информации.
При этом для автоматизации распознавания и векторизации растрового изображения целесообразно использовать аппарат картографической экспертной системы для настройки и обучения программного обеспечения на заданные параметры распознаваемых элементов и объектов местности и карты. Реализуемые в настоящее время сканерные технологии автоматизированного получения векторной цифровой информации обеспечивают автоматизацию распознавания порядка 90% по рельефу, 50-60% по гидрографии и растительному покрову при использовании издательских оригиналов карт. Ориентировочная производительность - 70-100 часов на один номенклатурный лист.
На втором этапе решаются задачи:
- символизации векторной модели; - составления электронной карты по уровням нагрузки; - контроля и редактирования символизированных электронных карт; - получения архивной графической символизированной копии электронной карты.
Сущность процесса символизации состоит в присвоении каждому объекту кода (N) соответствующего условного знака из библиотеки условных знаков по классификационному коду, характеристикам объектов и их значений. Этот процесс выполняется автоматически в зависимости от масштаба и вида электронных карт. При этом создается унифицированная библиотека условных знаков и шрифтов. Каждый условный знак имеет свое цифровое описание - векторное или (и) растровое. Кроме этого для последующей визуализации готовится массив последовательности вывода картографического изображения.
Одной из существенных характеристик ЭК является уровень нагрузки. Исходное изображение, например, для электронной карты масштаба 1:2000 принимается за базовое. Далее каждому объекту в зависимости от его значимости присваивается один из уровней нагрузки (1,2,3,4). Такой подход обеспечивает читаемость картографического изображения на экране дисплея практически при любом его территориальном охвате (окне) в пределах всего номенклатурного листа.
Составление электронной карты по уровням нагрузки реализуется на экране дисплея в интерактивном режиме по окнам, начиная от наименьшего окна, в пределах которого читаются все объекты, с последующим увеличением размеров окон по методу квадродерева. При этом обеспечивается согласование нагрузки и сводка объектов между окнами как в пределах одного номенклатурного листа, так и между соседними номенклатурными листами для каждого уровня нагрузки. Для решения этой задачи целесообразно использовать аппарат экспертных систем для принятия решения по оптимизации отбора объектов по уровням нагрузки с учетом целого ряда факторов. При этом требуется аппарат установления пространственно - логических связей.
В процессе составления электронных карт по уровням нагрузки осуществляется программный и визуальный контроль и редактирование информации, которое, в основном, сводится к размещению подписей объектов. Процесс создания электронных карт завершается получением символизированной графической копии последовательно для каждого уровня нагрузки, начиная с первого (с наиболее значимыми объектами).
Формирование электронных карт осуществляется в универсальной структуре данных, обеспечивающей возможность записи векторной информации как в последовательном, так и в цепочно-узловом представлении, в растровом виде, справочной информации, а также формирование сегментов данных пользователей. Технология реализуется на комплексе автоматизированных рабочих мест, объединенных в локальную вычислительную сеть.
Информационное обеспечение технологии создания системы электронных карт включает:
- систему классификации и кодирования картографической информации;
- правила цифрового описания картографической информации;
- систему (библиотеки) условных знаков электронных карт;
- формат данных электронных карт.
К основным методам создания электронных карт относятся:
- методы автоматического распознавания образов (растровых изображений, получаемых при сканировании);
- методы картографической генерализации с использованием теории графов и логико-процедурного подхода, аппарата экспертных систем;
- методы многосредного (multimedia) программного обеспечения;
- методы экспертных систем;
- методы установления пространственно-логических связей.
Все основные качества и преимущества электронных карт проявляются при их использовании. Поэтому наряду с собственно электронными картами потребителю может выдаваться системы управления базами данных электронной карты, которая реализует следующие основные задачи:
1) создание и ведение базы данных электронной карты;
2) работа с картографическим изображением:
- отображение, масштабирование, перемещение картографического изображения в произвольном направлении;
- управление динамическим окном, уровнями нагрузки визуализируемого изображения;
- получение справок об объектах местности;
- редактирование изображения;
- ведение классификатора и библиотеки условных знаков;
- формирование, хранение, нанесение на электронных картах пользовательских слоев и их редактирование;
- ведение пользовательских классификаторов о библиотеке условных знаков (например, библиотеки специальных условных знаков);
- вывод картографического изображения совместно со спецнагрузкой на графопостроители и другие устройства.
3) связь со стандартными базами данных;
4) пользовательский интерфейс по решению прикладных информационных и расчетных задач (расчет матрицы высот рельефа, построение профилей местности, зон видимости, определение координат и высот в точке, расстояний, азимутов).
3. Порядок оцифровки электронных карт
Ручной ввод - наиболее простой и дешевый способ оцифровки материалов, но требует большого напряжения человека-оператора при цифровании больших и сложных исходных материалов, что приводит к снижению точности ввода и появлению ошибок в цифровых данных. Данный способ не предъявляет особых требований к качеству исходного материала, однако требуется предварительная подготовка материала, на которую практически затрачивается время, соизмеримое со временем собственно оцифровки карт и планов. Дигитайзеры бывают различного формата для ввода данных как с обычных материалов (бумажных или пластиковых), так и с исходных материалов, наклеенных, например, на алюминиевую или картонную основу. В настоящее время завершены работы по созданию гибридных средств ввода, основанных на методах ручного и сканерного ввода данных. Сканерный ввод обладает большой точностью и скоростью оцифровки, однако требует более сложного программного обеспечения.
Разработанная технология растровой обработки картографических изображений основана на методах автоматического формирования векторного представления и частичной автоматической классификации объектов изображения, а также унификации обработки черно-белых и цветных картографических изображений за счет использования единой технологической схемы, что достигается путем цветоделения исходного цветного изображения на первом этапе обработки картографической информации.
Оцифровки карт производится по отдельным элементам их содержания, как правило, в следующем порядке:
¾ математические элементы (проверка нанесения углов рамок листа и вычерчивание рамок);
¾ опорные пункты;
¾ отбор и обобщение всех элементов содержания (гидрографии и гидротехнических сооружений; населенных пунктов; промышленных, сельскохозяйственных и социально – культурных объектов; дорожной сети и дорожных сооружений; рельефа; растительного покрова и грунтов; границ и ограждений);
¾ сводка со смежными листами;
¾ за рамочное оформление.
Подписи выполняются, как правило, непосредственно после отработки изображения тех элементов, к которым они относятся. см. (Приложение 2)
Если последовательность элементов изменяется, то это отражается в указаниях.
Вместо заполнения больших площадей изображения растительности и грунтов штриховыми условными знаками разрешается применять фоновые закраски – с указанием их на полях оригинала карты.
4.Сканирование, калибровка и обновление издательского оригинала.
Исходными материалами для сканирования могут быть:
- ранее изданные карты;
- авторские оригиналы;
- расчлененные позитивы;
- цифровые материалы в векторном и растровом виде;
- фотографии, слайды и различные иллюстрации.
Тиражные оттиски, авторские оригиналы, расчлененные позитивы сканируются с разрешением не менее 150 ф1 - для ручной векторизации, не менее 400 ф1 - для автоматической. Автоматическая векторизация может применяться только тогда, когда при составлении не будет производиться генерализация и обобщение элементов карты.
Отсканированное изображение должно быть хорошего качества и поэтому необходимо выявить всевозможные дефекты. Цветовую, тоновую и яркостную коррекцию растра, а также изменение контраста.
Если растровое изображение будет плохого качества с большим количеством дефектов, то изображение следует отсканировать повторно с другими параметрами.
4.1.Калибровка
Коррекция по регулярной сетке опорных точек. Этот способ применяется для привязки стандартных городских планшетов и других карт, имеющих регулярную сетку и прямоугольную рамку.
При привязке по регулярной сетке Мастер задаёт следующий порядок операций:
• Определение параметров сетки опорных точек и сетки разграфки;
• Создание макета планшета и задание способа его привязки к покрытию;
• Размещение макета планшета на растровом покрытии;
• Уточнение положения полного растра или фрагмента растра планшета от- носительно макета планшета; Указание положения маркеров сетки на растре. Коррекция растра;
• Обрезка и сохранение растра.
Первый шаг.
Возможность описываемого подхода к привязке и коррекции растров по регулярной сетке: Можно собрать как растровое покрытие, так и отдельный лист (планшет) из его растровых фрагментов; Из фрагментов листов можно сразу собирать полное растровое покрытие, попутно восстанавливая растры отдельных листов; Листы покрытия могут иметь разные размеры; Сетка разграфки может быть некратна опорной сетке; Можно собирать покрытия, содержащие растровые «заплаты», лежащие по- верх регулярно уложенных растров; Рамки листов могут быть сдвинуты относительно узлов сетки; Листы покрытия могут иметь разные масштабы и разные опорные сетки; При сборке покрытия ввод координат вручную (и, соответственно, ошибки оператора) сведён к минимуму; При добавлении листа (или фрагмента листа) в растровое покрытие сразу видны его соседи. Ошибки укладки растров исключены.
Второй шаг.
Коррекции по регулярной сетке опорных точек предполагает выполнение трёх действий:
• задание параметров сетки опорных точек проекта;
• задание параметров сетки разграфки листов;
• «перетаскивание» растра поближе к точке привязки и подтверждение верного выбора растра.
Шаг 3 Параметры планшета
Для привязки и коррекции растра по регулярной сетке опорных точек необходимо знать три вещи:
• где именно на поле проекта будет расположен этот растр;
• сколько опорных точек будет использовано для коррекции растра;
• как расположены опорные точки на данном растре.
Шаг 4 Положение макета планшета
Этот шаг служит простым напоминанием о необходимости поместить макет Проект Easy Trace. Создание и настройка. Привязка растров 79 планшета в ту позицию растрового поля проекта, где будет привязан и скорректирован, или собран из фрагментов, растр текущего планшета. Обычно макет планшета помещается на своё место ещё на предыдущем шаге.
Шаг 5 Уточнение положения растра
Проще всего связать точку на растре с точкой опорной сетки, если они лежат рядом друг с другом. Для этого растр (или фрагмент растра) планшета должен быть размещён прямо под макетом планшета. «Под», потому что растр непрозрачен, и любые векторные линии, по определению, лежат поверх растра - несмотря на то, что мы как бы «натягиваем» растр на «иголки» узлы сетки опорных точек. При переходе к этому шагу, растр автоматически «прыгает» внутрь рамки макета планшета. Тем не менее, здесь иногда кое-что стоит сделать руками:
• если у растра большие поля, переместите его до совмещения рамки на растре с рамкой макета;
• если размеры растра и макета сильно различаются (это возможно, если dpi растра отличается от dpi, указанном при создании проекта), совместите один из углов рамки на растре с углом макета и растяните (или сожмите) границы растра до необходимых размеров;
• если на макет укладывается фрагмент растра планшета, то уточните его по- ложение относительно макета.
Шаг 6 Определение положения опорных точек
Фактически, каждой опорной точке на растре надо сопоставить координаты её идеального положения (на поле проекта). Но вместо утомительного ввода числовых координат мы просто «свяжем» пары точек: точки опорной сетки и центральные точки маркеров, изображённых на растре.
Для связывания точек достаточно указать опорную точку, затем соответствующий ей маркер на растре. Или наоборот, сначала маркер на растре, а затем на опорную точку.
Кроме узлов сетки, в качестве опорных точек на макете могут присутствовать точки, лежащие на пересечениях линий сетки с рамкой планшета. Разумеется, для этого должны быть заданы размеры и положение рамки. Кнопка Коррекция запускает процесс изменения растра. В результате коррекции каждая опорная точка растра займёт свою идеальную позицию. С учётом дискретности растра точность коррекции составляет половину пиксела. Все, что находится внутри корректируемых ячеек, перемещается пропорционально своему расстоянию до ближайших опорных точек как будто «резиновый» растр натягивается на жёсткую доску с иголками, вбитыми в опорные точки. По завершении коррекции поверх планшета отображается пунктирная сетка, соответствующая сетке опорных точек. В этот момент можно оценить точность сопряжения линий на границах с соседними, ранее привязанными растрами.
4.2. Материалы ДЗЗ
Обновление карты было выполнено при помощи программы «SAS.Planet.Release.». Для того чтобы обновить карту необходимо выполнить следующие действия:
- Запустить программу «SAS.Planet.Release.».
- Ввести в «Google» поиск необходимый город.
- Найти необходимую местность.
- С помощью вкладке «Операция с выделенной области», выделить область, после чего появиться диалоговое окно.
- Найти пункт «Склеить», в этом пункте необходимо указать: куда сохранить файл, и название файла. Выбрать масштаб карты «20», и нажать кнопку «Начать».
После всех выше перечисленных действий, в папке появиться изображение данного куска карты. В программу «AutoCad» загружаем растровое изображение, и масштабируем до нужного положения и совмещаем с данной картой. После чего произвести обвод всех недостающих контуров карты см. (Приложение 3).
5. Картографические материалы
Основные картматериалы
В качестве основного картографического материала используется топографическая карта масштаба 1:2000, математической основной картой является равноугольная поперечно –цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера на элепсоиде Крассовского и Балтийской системой высот с началом отсчета от уровня Кронштадтского футштока.
Вспомогательные картматериалы
В качестве вспомогательного картматериала использованы методические указания «Редактирование и составление топографической карты, создаваемой камеральным методом», а также «Условные знаки для топографических карт масштаба 1:2000, 1:500, 1:1000». «Руководство по картографическим и картоиздательским работам».
5.1Гидрография и гидротехнические сооружения
Гидрография на участке планшета 39-Б отсутствует.
5.2.Населенные пункты
Планировка населенного пункта прямоугольная, характер застройки плотный. В черте поселка находятся сады. Территория пересечена линиями связи, ЛЭП, на металлических и железобетонных опорах.
Указание к генерализации
1.На картах масштаба 1:50000 показаны все населенные пункты, имеющиеся на картографических материалах.
2.Изображение населенного пункта отрабатывались на картах в следующем порядке:
¾ Показаны внутренняя структура кварталов;
¾ Отработан внешний контур населенного пункта;
¾ Заполнены условными знаками площади растительного покрова внутри населенных пунктов и на их окраинах.
3.Отдельные дворы и другие постройки делались строго по шкале штрихов, установленных в таблицах условных знаков
4.Подписи названий населенных пунктах делались древним курсивом полужирным (Т-132).
5.Линии электропередач и связи на картах были показаны все. Условные знаки линий ЛЭП не проводились через изображения населенных пунктов и вдоль ж/д, а/д и шоссе. Если линия связи подходит к дороге, а затем следует вдоль неё параллельно знаку дороги, то было вычерчино не большой участок дороги (1-2 см) для того чтобы обозначить ее направления.
6.В нашем случае показан весь населенный пункт. Полностью отобразили внутреннюю структуру кварталов и внешний контур населенного пункта.
5.3. Дорожная сеть и дорожные сооружения
1.Грунтовые дороги на картах масштаба 1:2000 были показаны преимущественно все.
2.Шосейные и грунтовые дороги в населенных пунктах с квартальной планировкой, показаны как улицы.
5. При изображении дорожной сети и дорожных сооружений необходимо с учетом масштаба составляемой карты правильно и наглядно отображать:
- густоту и качественную характеристику дорожной сети;
- местоположение, класс, состояние и конфигурацию каждой изображаемой дороги;
- пересечение дорог, транспортные развязки, съезды, подходы дорог к населенным пунктам, переправам, перевалам и местам, где объезды затруднены;
- дорожные сооружения с их характеристиками;
- участки дорог с большими уклонами и малыми радиусами поворота.
5.4.Рельеф
Картографируемый район имеет равнинно-пересеченный рельеф, всхолмлённый тип рельефа с углами наклона более 6 градусов.
1. Высота сечения рельефа для равнинных, пересеченных, и всхолмленных районов в масштабе 1:2000.
2. Каждая пятая основная горизонталь утолщена.
3. Отметки высот подписаны с точностью до 0,1 м. Их общее количество зависело от характера местности и должно составлять от 8 до 15 на дм2 площади карты.
5. В среднем на 1 дм2 карты дается 2-5 подписи горизонталей. Подписи верх цифры был направлен в стороны увеличения высоты склона.
6. Отметки высот и урезов воды показаны топографическим полужирным шрифтом.
5.5.Растительный покров
Растительный покров картографируемого района представлен садами, отдельными кустами и группы кустов, луговой и степной растительностью, узкие полосы кустарников и живой изгородью, узкой полосой леса.
1. Травянистая растительность изображена на карте с подразделением на луговую и степную. На карте масштаба 1:52000 показаны с оконтуриванием все четко обозначенные участки травяной растительности, в масштабе карты 25 мм2 и более.
2. Узкие полосы леса и защитные лесонасаждения (шириной в масштабе карты менее 1,5 мм), а также обсадки из отдельных деревьев вдоль дорог, рек, каналов и канав на картах масштаба 1:2000 показаны с отбором, на их изображении цифрами указана средняя высота деревьев (в метрах), высота насаждения менее 1 м указаны с точностью до 0,1 м.
3. Фруктовые и цитрусовые сады и плантации различных древесных культур, расположенные вне населенных пунктов, изображены с оконтуриванием, если их площадь в масштабе карты 10 мм2 и более, а если они имеют значение ориентиров – при площади 3-4 мм2. Сады и прочие древесные насаждения меньшей площади показаны условным знаком отдельных деревьев, не имеющих значения ориентиров.
4. Все леса площадью 10 мм2 и более в лесистой местности и 4 мм2 и более в малолесистой местности показаны фоновой закраской с оконтуриванием. Отдельные участки леса площадью менее указанных размеров, имеющие значение ориентиров, изображены условными знакоми отдельных рощ, а остальные – знаком небольших площадей леса, не выражающихся в масштабе карты.
6. Оформление составительских оригиналов
Указали порядок отработки элементов содержания карты, принятые цвета для вычерчивания составительского оригинала при выбранном способе составления.
Порядок составления по отдельным элементам приведен в начале раздела 3. После отработки всех элементов выполнена сводка со смежными листами и зарамочное оформление.
1. При составлении каждого элемента содержания карты сначала изобразили главные объекты, а затем в порядке их значимости прочие объекты и детали. Подписи выполнили непосредственно после отработки изображения тех элементов, к которым они относятся;
2. Условные знаки и шрифты подписей названий по начертанию и размерам соответствуют установленным для карты данного масштаба;
3. Вес элементы содержания закреплены на оригинале
4. При составлении карт по голубым копиям, элементы рельефа – коричневого, все остальные элементы содержания карты – черного (тушью). Площади изображения водной поверхности – населенных пунктов, растительного покрова, песков, шоссейных и улучшенных грунтовых дорог на оригиналах закрашиваются слабовоспроизводящимися при фотографировании красками светлых тонов. Цвета для фоновых закрасок на составительских оригиналах приняты следующие:
- розовый – площади кварталов с преобладанием огнестойких строений, полотно автострад и шоссе;
-желтый – площади кварталов с преобладанием неогнестойких строений, полотно улучшенных грунтовых дорог;
-бирюзовый – площади низкорослой растительности;
-голубой – площади водных пространств;
-сиреневый – площади лесов и садов;
Список литературы
1. Технологии создания электронных карт. Утв. Нач. ВТУ ГШ 2003 г.
2. ГОСТ Р 52440-2005 Модели местности цифровые. Общие требования.
3. ГОСТ Р 52571-2006 Географические информационные системы. Требования к совместимости данных.
5. Условные знаки для топографических карт масштабов 1:500,1:1000, 1:2000-М., 2007 г.
6. Методические указания по курсу: «Общая картография»; РГСУ,2005г.
\
Приложение 1
Приложение 2
Корректурный лист