Получение цифровых карт по исходным картам на твердом носителе

Вопросы и задания для самопроверки

1. Перечислите типы пространственных объектов, используемых в ГИС.

2. Приведите примеры реальных пространственных объектов, полученных из наборов объектов-примитивов (элементарных объектов).

3. С чем суть принципа послойной организации данных?

4. В каких случаях при послойном разделении пространственных данных имеет смысл в одном слое хранить данные о неоднотипных объектах?

5. Перечислите наиболее универсальные модели пространственных данных.

6. Чем отличается формат пространственных данных от модели пространственных данных?

7. Какие существуют варианты связи пространственных и атрибутивных данных в современных ГИС?

8. Назовите основные характеристики растровых моделей пространственных данных.

9. Известный Интернет-ресурс Google Maps для хранения космоснимков использует квадротомическую модель пространственных данных. Как вы думаете, почему разработчики выбрали именно эту модель?

10. Чем отличаются векторные топологические и нетопологические модели?

11. Приведите примеры использования топологических характеристик при построении моделей данных инженерных сетей.

12. Предложите способ кодирования связей между объектами пространственных сетей с использование дополнительных атрибутов.

13. Какие понятия теории графов используются при построеии топологических моделей данных?

14. Какие проблемы и задачи возникают при преобразовании растровых моделей данных в векторные?

Глава 4. Технологии создания векторных карт

Рассматриваются технологии создания цифровых векторных карт на основе исходных карт на твердом носителе и с использованием данных дистанционного зондирования Земли. Указаны способы получения карт по данным наземных измерений и по данным, полученным с помощью спутниковых навигационных систем. Все эти технологии являются по сути различными технологиями сбора данных для векторных ГИС.

Исходной элементарной единицей для векторизации является лист карты или плана на бумажном, лавсановом или ином (твердом) носителе. Обычно используется следующий алгоритм получения векторных цифровых карт. На первом шаге ведется сканирование исходного листа карты или плана. Полученное с помощью сканера растровое изображение листа карты на втором шаге подготавливается к векторизации. На третьем шаге осуществляется собственно векторизация растрового изображения. На четвертом шаге идентифицируются или уточняются пространственные объекты. Пятый шаг используется для связи пространственных объектов с заполняемой на этом же шаге базой атрибутивных данных по этим объектам. На шестом шаге выполняются комплексные проверки полученной векторной карты и ведется редактирование ошибок.

Очень удобная исходная установка для векторизации – принять, что каждый лист карты внутри себя однороден (объекты, их пространственные отношения, точность их положения зафиксированы на момент создания карты или плана в полном соответствии с их действительным положением на местности).

К сожалению, как правило, исходные карты и планы на бумажных и иных носителях неоднородны внутри каждого листа, в смысле, что их состояние зафиксировано на разные моменты времени. Соответственно, пространственные отношения между объектами вследствие указанной разнородности на исходном материале могут быть зафиксированы неверно. Следует всегда иметь в виду, что ситуация на исходном картматериале при цифровании автоматически фиксируется в цифровой карте в виде формализованной структуры отношений (например, топологических отношений).

Поэтому исходная установка на адекватную передачу в цифровой карте объектов и отношений между ними, зафиксированных на исходной карте, не гарантирует адекватную фиксацию действительной ситуации на местности.

Структура затрат на создание векторной карты для ГИС включает затраты на подготовку карты, ее векторизацию, идентификацию пространственных объектов и связь их с базой атрибутивных данных, а также необходимые проверки и редактирование. В полном технологическом цикле подготовки векторной карты наиболее часто выделяемые стадии – как векторизация, так и идентификация объектов и связь с базой атрибутивных данных – могут на практике занимать от 20 до 50 процентов каждая (совместно занимая обычно не более 80 процентов от всего технологического цикла). Соответственно, экономия времени за счет ускорения работ на этих стадиях имеет важнейшее значение.

Экономия времени за счет векторизации применительно к обеспечению данными ГИС вопрос достаточно сложный. Самый надежный вариант – повышение скорости за счет подготовки и отбора операторов с высокими профессиональными качествами и создание цифровых карт вручную. В этом случае качество карт гарантировано. При использовании технологии автоматической и/или полуавтоматической векторизации (например, с помощью полуавтоматических программ-векторизаторов EasyTrace и MapEdit) возникает несколько существенных проблем. Во-первых, векторизаторы должны обеспечивать качество, сопоставимое с качеством цифрования вручную хорошо подготовленным оператором. Во-вторых, при низком качестве цифрования встает проблема редактирования созданных цифровых карт, которая может «съесть» значительную часть выигрыша во времени, полученного за счет ускорения цифрования с помощью векторизатора, или даже потребует дополнительного времени. При этом нет гарантии, что все ошибки будут выявлены и корректно исправлены.

Кроме того, для большинства традиционных карт процесс создания по ним цифровой карты во многом представляет собой интерпретацию исходного картматериала в связи с тем, что традиционные карты создавались без расчета на их цифрование и вообще использование в среде ГИС. Интерпретация возникает в случаях цифрования объектов, зафиксированных условными знаками, а также объектов, на которые наложены сверху условные знаки или надписи. Интерпретация необходима и в случае полигональных объектов, границы которых четко не указаны на исходной карте, неверного с точки зрения здравого смысла взаиморасположения объектов на исходной карте (кварталы, лежащие в реке, дорога, идущая через край озера и др.). С увеличением масштаба исходной карты число ситуаций, требующих такой интерпретации, имеет тенденцию к уменьшению, но вместе с тем затраты на разборку таких ситуаций требуют обычно значительного времени. Иногда используются технологии цифрования, в которых такая интерпретация вообще не проводится – все цифруется как есть на исходной карте, либо когда конкретные решения относятся целиком к компетенции оператора.

Другим методом, альтернативным методу векторизации на основе отсканированного изображения, является метод создания векторных цифровых карт с бумажных носителей, называемый методом дигитализации (сколки). Суть метода заключается в использовании специального периферийного устройства – дигитайзера и специального программного обеспечения для поддержки интерактивного режима работы с этим устройством. Этот метод реализован также в некоторых современных ГИС (при этом оператор использует в операции сколки «мышку» при проходе по контурам объектов).

В целом по вопросам получения цифровых карт по исходным картам на твердом носителе следует сказать, что для создания векторных карт, учитывающих требования ГИС, необходимы:

· достаточновысокий уровень затрат;

· высокий уровень профессиональной картографической подготовки операторов и редакторов именно в области ГИС.

Дата добавления: 2014-01-04