Преобразование исходной графической информации в цифровую форму

Задача преобразования исходной графической информации в цифровую форму решается в настоящее время двумя основными способами: ручная кодировка содержания исходных картматериалов с использованием планшетных дигитайзеров и в той или иной степени автоматизированная векторизация растрового изображения.

В процессе кодирования объектов с использованием дигитайзера обычно решаются следующие задачи.

n Тестирование дигитайзера и определение его точностных парамет­ров.

n Дигитализация объектов в дискретном режиме.

n Дигитализация объектов в режиме непрерывного обвода с дискре­тизацией метрической информации.

n Визуализация кодируемого объекта на экране.

n Оперативное редактирование с использованием экрана (удалить объект или его часть, добавить пропущенные точки или линии и т.д.).

n Текущие контроли положения листа.

Возможность ручной оцифровки предусмотрена практически во всех прикладных ГИС и требует использования относительно недорогих устройств ввода, так называемого графического планшета (дигитайзер, сколка, цифрователь) и несложного модуля математического обеспечения.

Практическое использование данного метода предполагает наличие добросовестного персонала и хорошо налаженного процесса контроля качества оцифровки.

Более прогрессивным и поэтому чаще используемым способом оцифровки графического материала является так называемая векториза­ция по растровой подложке. Применение данного метода предполагает сканирование исходных данных и дальнейшую обработку - векторизацию, полученного растрового изображения с целью получения файлов векторного описания.

Для получения растровых изображений, пригодных для векторизации с сохранением картографической точности используются специальные устройства - картографические сканеры, разрешение которых достигает 1200 точек на дюйм. Кроме того, геометрическая точность по всему полю изображения должна быть не хуже 50 мкм. Данные устройства, особенно форматов больших АЗ достаточно дороги, поэтому в ряде случаев целесообразно заказывать выполнение сканирования в специализирован­ных организациях.

Обработка полученного растрового изображения включает в себя несколько этапов, первый из которых - геометрическая коррекция.

Геометрическая коррекция изображения, как правило заключается в следующем.

· Приведение изображения планшета к теоретической трапеции по координатам углов рамки и координатной сетке.

· Оценка точности результатов коррекции.

· Корректирование отсканированного изображения по точным значе­ниям координат опорных точек.

· Выбор метода коррекции осуществляется либо пользователем, либо автоматически (система последовательно проходит все методы коррекции, по каждому делает оценку точности и выбирает оптимальный).

· Объединение фрагментов в единое изображение (сшивка отдельных частей изображений по топознакам с геометрической коррекцией, контролем и редактированием по линии сшивки).

· Объединение нескольких листов карт в единое целое (сводка и редактирование изображения по рамкам).

o Преобразование координат на основе установления аналитических зависимостей.

Программные средства ввода и редактирования данных, как правило, обеспечивают разнообразные технологии ввода графических и семантических данных, рассчитанные на различные по типу и качеству исходные материалы. Так для полностью автоматического ввода данных необходимо иметь исходный материал высокого качества, например, цветоделенный оригинал карты. Возможна, также последовательная обработка одного и того же материал вначале частично ручным или полуавтоматическим методом, а затем, оставшуюся часть - автоматичес­ким. Например, при дигитализации рельефа можно вручную оцифровать области с высокой концентрацией горизонталей, а оставшиеся горизонтали - автоматически.

Дигитализация графических объектов производится в соответствие с заранее заданной структурой графических объектов, которая полностью соответствует структуре объектов. При дигитализации графических объектов можно также вводить и атрибутивную информацию.

В процессе векторизации обычно используют следующие функции:

· поиск разрывов и соприкосновений,

· проверка концов линий,

· контроль (при необходимости построение) рамки карты,

· контроль выходов на рамку,

· увеличение, уменьшение изображения,

· скроллинг,

· открытие нескольких окон, в том числе на разных мониторах,

· плавный переход курсора из окна в окно (с сохранением "резиновой" нити),

· создание нового объекта (точка, линия, контур) на экране,

· удаление всего объекта или его части,

· корректирование существующего объекта,

· визуализация узлов линий,

· удаление лишних узлов,

· создание новых узлов,

· подтягивание углов,

· захват точки,

· захват линии,

· замкнуть контур,

· нарисовать прямоугольник,

· нарисовать круг,

· нарисовать эллипс,

· выровнять по красной линии,

· скопировать из слоя в слой,

· выбрасывание лишних узлов в автоматическом режиме (по цензам) и т.д.

Процесс векторизации по растровой подложке заканчивается оценкой точности и контролем качества. В данном случае временные затраты на контроль существенно ниже чем при ручном кодировании.

Оцифровка аэрофотоснимков для целей последующего составления или обновления карт требует использования сканеров с чрезвычайно высокими геометрической и фотометрической точностями. Разрешение подобных устройств достигает 5 мкм при геометрической точности 2 мкм по полю изображения 200 х 200 мм. Данное оборудование чрезвычайно дорого и используется в крупных производственных организациях.