Установка системи координат

Ручне вуведення даних

Установка (прив'язка) системи координат є необхідним етапом створення будь-якої цифрової карти. У визначеній системі координат виробляється виконується визначення координат опорних точок векторних об'єктів при ручному дигитизуванни дигитизуванніі, векторизуванниі, і геокодуванниі, задаються крайні точки растрових карт. У більшості програмних пакетів підтримуються прямокутні системи координат з нульовою точкою, позитивними і негативними осями абсцис і ординат (картезіанська система). Вибір системи координат (географічна, топографічна чи користувальницька) залежить від призначення створюваної карти і джерел вихідних даних. У багатьох випадках необхідно робити інтеграцію джерел даних з різними координатними системами і масштабами, що вимагає багаторазових вимірів на картах і місцевості. Звичайне зв'язування сканованих копій джерел даних із системами координат виробляється виконується за допомогою контрольних точок.

Контрольні точки служать для указівки відповідності місця розташування якого абокожного піикселя растрового зображення координатам (кутовим чи плановим) якоївизначеної або координатної системи. Звичайно для контрольної точки вибирається який або об'єкт, точні координати якого або відомі заздалегідь, або можуть бути визначені по карті-джерелу з достатнім ступенем точності. Якщо для картографування обраний набір карт-джерел різного масштабу чи способу виконання, бажано, щоб контрольні точки були загальними і легко могли бути знайдені на будь-якій карті. Для установки системи координат для растрового зображення необхідно як мінімум чотири контрольних точки. Створення каталогу контрольних точок є необхідним етапом підготовки будь-якої цифрової карти.

У залежності від типу вихідного картографічного матеріалу для контрольних точок можуть бути використані різні об'єкти. На топографічних картах географічні координати зазначені на бічних і кутових рамках, іноді в поле карти так само маються маркери з указівкою координат. Геодезичні плани і схеми також містять у поле зображення достатняю кількість точок з відомими координатами. У випадку використання матеріалів без системи координат чи з великими невизначеними перекручуваннями необхідно проводити роботу з пошуку загальних точок, розрахунку перекручувань і необхідних просторових трансформацій. Якщо вимоги до просторової точності несуттєваи чи карта буде використовуватися поза відомими системами координат, то в якості початку системи відліку може бути обраний нижній лівий кут картографуємого фрагмента, як одиниці виміру - лінійні розміри зображення в міліметрах, а як контрольні точки - кутові точки сканованого фрагменту.

При визначенні географічних (кутових) координат контрольних точок варто враховувати, що в силу технічних умов машинного представлення чисел усі кутові шестидесятеричні координати (градус-хвилина-секунда) повинні бути перетворені в десяткові (хвилини і секунди перераховуються в десятковий дріб після градуса). Для прискорення таких перерахувань в інструментальні пакети ГІС включають так називані геокалькулятори, що перераховують шестидесятеричні градуси в десяткові і навпаки.

Процес установки системи координат (реєстрації растрового зображення) звичайно виглядає в такий спосіб:

·на екран виводиться сканований фрагмент карти;

·визначають картографічну проекцію і картографічні одиниці виміру;

·у поле зображення знаходять місце розташування об'єкта, що обраний як контрольнуа точкау (маркер, геодезичний пункт, перехрестя доріг і т.ді.);

·за допомогою курсору миші на цей об'єкт установлюють спеціальний маркер;

·для кожного встановленого маркера в спеціальний рядок записують координати Х и У (у кутових чи планових одиницях виміру)

Після вуведення четвертої контрольної крапки точки система може розрахувати правильність уведення. Розмір помилки (у піикселях вихідного зображення) відображається або для кожної крапкиточки, або для всього зображення в цілому.

Для контролю точності уведення використовується спеціальна процедура. Спеціальний інструмент ГІС-пакету будує контрольну систему координат у зазначеній проекції і порівнює розрахункове місце розташування точок з місцем розташування, що зазначено користувачем. Різниця в місці розташування обчислюється або в піикселях вихідного растрового зображення, або у відсотках.

Помилка установки системи координат (і відповідно, координат усіх просторових об'єктів, що вуводяться,) характеризується середньоквадратичною помилкою (root-mean-square (RMS) error), обумовленою різницею між зазначеними користувачем і іщирими стинними місцями розташування контрольних точок. Ця помилка може виникати через різні фактори, мати різні розміри, а так само може бути переборної і непереборний.

Одним з основних факторів, через якогоі виникає помилка місця розташування, є неточності і помилки вихідного картографічного документа. Як уже говорилося вище, на паперовій карті об'єкт не може бути нанесений з достовірною точністю вище 0.1 мм. Реальні помилки в межах листа топокарти можуть складати 0.1-0.5 мм, для мальованих вручну карт така помилка може бути набагато більше. Існують спеціальні статистичні методи розрахунку частоти зустрічальності зустрічаємості й абсолютних величин помилок місця розташування в залежності від масштабу карти. Наприклад, середня помилка місця розташування будь-якого об'єкта для топокарт масштабу 1:25 000 складає порядку 10 м.

Другим фактором, що впливає на величину помилки, є точність сканування і лінійний розмір піикселя сканованого зображення. Кожен піиксель також має свої лінійні розміри в масштабі сканованої карти, наприклад, при точності 200 dpі лінійний розмір піикселя складає порядку 0.125 мм, при дозволі 300 dpі - порядку 0.085 мм. Прив'язка виробляється до центра визначеного піикселя (наприклад, піиксель з файловими координатами Х =2299, У =2345 відповідає географічній координаті 30.00, 48.00) (малрис. 5.11). Реально ж ця координата може знаходитися ближче до краю піикселю чи в межах сусіднього піикселя. Відхилення маркера при місцевлаштуванні контрольної крапки точки на один пиіксель приведе до помилки, порівнянної з помилкою вихідної карти.

Третій фактор, що впливає на точність прив'язки - суб'єктивний і залежить від акуратності й уважності користувача. Користувач може помилитися при зчитуванні координат з вихідної карти, при установці маркера на контрольну точку в ході прив'язки растрового зображення, можна припуститися помилки при вуведенні координат із клавіатури, переплутати координати різних контрольних точок і т.ді. Якщо розрахована системою помилка місця розташування крапок перевищує заданий поріг (наприклад, 1-3 піикселя), тео необхідно перевірити дії по прив'язці контрольних точок приблизно в наступному порядку:

·перевірити, чи правильно записані значення координат (можуть бути пропущені цифри чи може не вистачаєть розрядів після коми). Якщо помилка дуже велика, єтобто імовірність, що переплутано значення координат від різних крапокточок;

· перевірити, чи відповідає встановлені системою проекція й одиниці виміру для региструємого растрового зображення;

· перевірити правильність установки маркера в площині сканованого зображення. Можна помилитися в послідовності установки маркерів, установити маркер на схожий об'єкт, помилитися при установці на ніскільки пикселей. Звичайно є можливість видалити неправильно встановлений маркер і нанести його заново. Можна збільшити масштаб зображення, що прив'язується, доти, поки маркер не буде встановлений у межах обраного пікселя.

·перевірити, чи відповідає встановлені системою проекція й одиниці виміру для региструємого растрового зображення;

·перевірити правильність установки маркера в площині сканованого зображення. Можна помилитися в послідовності установки маркерів, установити маркер на схожий об'єкт, помилитися при установці на ніскільки пикселей. Звичайно є можливість видалити неправильно встановлений маркер і нанести його заново. Можна збільшити масштаб зображення, що прив'язується, доти, поки маркер не буде встановлений у межах обраного пикселя.

Рис. 5.11. Діалогове вікно модуля прив'язки координатної

системи для растрового зображення

Якщо в результаті зроблених дій необхідна точність не буде досягнута, то необхідно перевірити точність зняття координат з вихідної карти. У деяких випадках може виникнути необхідність пересканування карти чи пошуку іншого картографічного джерела. Якщо досягнута точність відповідає заданому рівню, то растрове зображення буде збережено у форматі файлу використовуваної інструментальний ГІС. На його основі можна робити картометричні операції (визначення місця розташування, вимір відстаней і т.і.),і другі операції, а також створювати нові похідні цифрові карти.

Дата добавления: 2014-11-18