Редактирование оцифрованной карты

Вторым после ввода графики шагом, как правило, явля­ется выявление и исправление ошибок. Получить безупреч­но правильную графику после оцифровки или векторизации даже при имеющихся функциях корректировки в процессе цифрования практически невозможно. Технология и спосо­бы последующей обработки электронных карт во многом определят и качество конечного продукта. Наиболее типич­ные ошибки графики электронных карт - пропущенные или лишние объекты, несвязанность или переход через узел дуг, отсутствие или более чем одна метка в полигонах, по­вторно оцифрованные дуги

Большинство этих ошибок выявляется программным способом, если программа позволяет строить и поддержи­вает топологические отношения объектов. Поддержка топо­логических отношений - одна из важнейших особенностей программных продуктов, определяющих качество произво­димых в них электронных карт. В большинстве программ автоматиче­ски будут выявлены все названные типы ошибок: повисшие дуги незамкнутых полигонов или несоединенных дуг, ошиб­ки меток. Выявление последних особенно удобно для иден­тификации мелких, незаметных на глаз "петель" - лишних, как правило, очень маленьких по площади полигончиков, которые могут возникнуть в разных ситуациях даже при ак­куратном цифровании или векторизации. Избавиться от та­ких ошибок достаточно просто в автоматическом режиме, хотя эта процедура таит в себе много опасного для качест­ва карты. Так, процедура автоматического замыкания узлов, которую можно применить ко всей карте, может убрать ошибки в одних ситуациях и породить в других. Причем вы­явить последние (например, "схлопывание" очень мелких дуг) будет намного сложнее, поскольку эти ошибки не будут нарушать логики топологических отношений. Избежать та­кой ситуации можно при тщательном подборе допусков ав­томатического исправления ошибок.

Тем не менее опыт показывает, что при использовании автоматических алгоритмов исправления ошибок все же часть работы лучше оставить для "ручной" правки, чем, на­пример, сильно загрубить допуски замыкания узлов или по­вторить автоматическую процедуру замыкания несколько раз.

Выявление пропущенных или ошибочно привнесенных при автоматизации графических объектов, не нарушающих топологических отношений, удобно проводить путем нало­жения полученной векторной карты на сканерное изображе­ние исходника. В большом количестве программ эта процедура достаточно хоро­шо проработана для визуального совмещения карты и изо­бражения независимо от того, что они существуют в разных системах координат (цифровая карта - в координатах сни­маемого прибора, бумажная - в единицах проекции с уче­том масштаба). Кроме того, многие операции проверки ос­нованы на топологических отношениях и их можно легко до­писать на языках настройки, что существенно ус­корит процесс проверки и редакции карты

После того как явные ошибки графики устранены, зани­маются более мелкими дефектами, которые, впрочем, мо­гут существенно сказаться на качестве карты Речь идет о точности передачи формы линейных объектов Дело в том, что суть векторного формата хранения данных состоит в хранении координат отдельных точек, между которыми ап­проксимируются прямые линии Естественно, что в общем случае, чем чаще проставлены точки, тем плавнее линии При ручном цифровании "зернистость" определяется са­мим оператором на глаз и качество выходящей из под его руки карты зависит от опыта, интуиции и картографической подготовки. При автоматической векторизации шаг цифро­вания одинаков по всей карте. В этом случае любое откло­нение от оптимума в плюс (более подробно) или в минус (менее подробно) сказывается отрицательно на качестве результата. Линии с очень мелким шагом цифрования вели­ки по объему и медленно выводятся на экран При большом шаге графические линейные объекты получаются "углова­тыми" и при увеличении выглядят скорее ломаными, чем плавными линиями.

Для исправления недостатков первого типа (избыток то­чек) используют автоматическую генерализацию. Эта про­цедура очень неоднозначна в традиционной картографии и поэтому не полностью формализуема. Генерализация всех линейных графических объектов с одинаковыми параметра­ми не дает хороших результатов, а скорее, ведет к большим искажениям. Подбор же шага генерализации для отдельных дуг - достаточно кропотливая и времяемкая работа. Нужны более тонкие механизмы генерализации, которые способ­ствовали бы улучшению восприятия карты при сохранении ее точности.

При недостатке точек используют способ их автоматиче­ского добавления в режиме сглаживания. Опять-таки, обра­ботка всей карты в автоматическом режиме ведет к нео­правданному "утяжелению" карты за счет добавления до­полнительных точек там, где они не требуются (например, на абсолютно прямых линиях). Могут быть сглажены резкие изломы линии, где они в действительности таковы.

4 Перевод карты в реальные географические коор­динаты

Следующим важным шагом процесса производства эле­ктронной карты является перевод координат, в которых по­лучена ЦК, после цифрования или векторизации в реальные географические координаты Этого не потребуется, если вы вводили координаты уже в реальных значениях координат. Если карту оставить в координатах дигитайзера или скане­ра, то она будет непригодна для совмещения с другими картами и для проведения измерений.

Проектирование - одна из наиболее сложных операций, поскольку требует достаточно глубоких сугубо картографи­ческих знаний. Опасность в том, что ошибки проектирова­ния могут свести на нет всю предыдущую тщательную рабо­ту. Неправильно спроектированные карты будут безнадеж­но искажены.

Как правило, программные продукты по производству карт имеют в арсенале своих функций процедуры пересче­та сферических координат (градусов) в прямоугольные ко­ординаты различных проекций Так, ARC/INFO поддержива­ет более 50 типов проекции, большинство которых требует настройки (задания параметров) со стороны оператора Для перевода цифровой карты в реальные географические ко­ординаты необходим ее изначальный пересчет в проекцию исходной карты. Если на карте приводятся все параметры проекции и проекция поддерживается программой, слож­ностей не будет при условии аккуратного следования техно­логии преобразований. Но и в этом случае следует исполь­зовать как можно больше реперных точек. Если параметры проекции на исходнике не приводятся, то ошибиться в их определении очень легко. В ARC/INFO, например, об ошиб­ке проекции вы догадаетесь по рассчитываемой програм­мой среднеквадратичной ошибке аффинных или проектив­ных преобразований по каждой из реперных точек. Допус­тимость ошибки не должна превышать толщину линии на исходнике или способность глаза различать линии на рас­стоянии 0,1 мм (т. е. смещение объектов может быть не бо­лее чем 0,1 мм в масштабе исходной карты). Опять-таки точность пересчета будет зависеть от точности хранения ко­ординат. В любом случае, каждый пересчет проекции ведет к определенной потере точности из-за округлений коорди­нат. Чтобы не связываться со сложной задачей поиска пара­метров проекции, пользователи предпочитают иметь дело с электронными картами, хранящими координаты в градусах. Ряд вьюеров ( просмотрщиков) карт включает утилиты виртуального пересчета и представления карты в той или иной заказанной пользователем проекции, если координаты карты хранятся в градусах То есть после пересчета карты в родную проекцию исходника предстоит еще один пересчет в градусы Каждое такое преобразова­ние вносит определенные искажения в графику, так что не стоит злоупотреблять многократным физическим пересче­том карты из одной проекции в другую.

Большинство пользователей ГИС, не имеющих геодезического образования, по­лагают, что широта и долгота любой точки на поверхности Земли - есть величина абсо­лютная, ни от чего не зависящая. Увы, это не так. Вы можете сами в этом убедиться, на­пример, с помощью координатного кальку­лятора в ERDAS IMAGINE (Main Panel | Tools | Coordinate Calculator). Задайте для входных данных и результата одну и ту же проекцию Geographic (Lat/Lon), но разные эллипсоиды (например, Красовского и WGS-84), - и вы увидите, что значения широты и долготы од­ной и той же точки на двух эллипсоидах будут разными")

От эллипсоидальных координат легко можно перейти к трехмерной прямоугольной системе координат с началом отсчета в цен­тре эллипсоида (геоцентрическая система координат), и тогда переход от одного эллип­соида к другому будет определяться связью геоцентрических систем координат этих двух эллипсоидов

О заключение следует упомянуть о По­становлении Правительства РФ от 28.07.2000 N 568 "Об установлении единых государственных систем координат". Со­гласно ему все новые топогеодезические и картографические материалы и работы должны выполняться в Системе координат 1995 г. (СК-95) на эллипсоиде ПЗ-9. Это по­становление вызвало ощутимую негативную реакцию со стороны географической обще­ственности; для современных ГИС использование любой системы коорди­нат не представляет проблемы, если извест­ны параметры ее связи с другими распрост­раненными системами координат. Если же эти параметры не будут точно известны, то это только прибавит головной боли всем пользователям ГИС'