Ввод графической информации в ГИС

В современных ГИС процесс ввода графической информации в базу данных может быть осуществлен при помощи дигитайзера или по растровой подложке с применением сканерной технологии, а также из заранее подготовленных файлов данных (с помощью конверторов, если данные существуют в отличных от системы форматах).

Процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы называется векторизацией или оцифровкой. Существует несколько способов перевода данных с бумажных носителей в цифровую форму. Это векторизация с использованием дигитайзера (дигитализация) или по растровому изображению (растровой подложке) на мониторе. Дигитализация возможна двумя способами – по точкам и потоком, а векторизация по подложке осуществляется тремя способами – ручная, интерактивная (полуавтоматическая) и автоматическая.

Рисунок 25. Способы перевода данных в цифровую форму

Векторизация с помощью дигитайзера

Первый и самый простой способ векторизации с помощью дигитайзера является самым старым из всех перечисленных. В настоящее время применяется, в основном, для векторизации больших по размеру оригиналов карт, не имеющих детальной нагрузки или для пополнения цифровых карт новыми деталями. При дигитализации по точкам оператор обводит курсором дигитайзера все контура, отмечая необходимы на его взгляд, точки излома. Этот метод не требует сложного программного обеспечения, но является очень трудоемким. При таком способе векторизации ошибки со стороны оператора практически неизбежны. Дигитализация потоком практически ничем не отличается от предыдущего, скорее это просто другой режим работы дигитайзера. Сигнал для ввода точки в этом способе передается в память компьютера не при нажатии кнопки курсора, а при пересечении курсором линий сетки, что избавляет оператора необходимости постоянно нажимать на кнопку. С этим методом связано неудобство хранения большого количества, возможно лишних, координат, получающихся при пересечении линий сетки. Кроме того, искажения в этом случае больше (прямая линия, которая традиционно содержит две точки, в этом случае – ломаная линия). В геоинформационных системах способ поточной дигитализации практически не применим.

Во время начального развития геоинформационных систем ввод данных осуществлялся в основном при помощи дигитайзеров. По мере развития аппаратного обеспечения и увеличением мощности компьютеров дигитайзерный ввод применяется все реже.

Ручная и интерактивная векторизация по подложке.

В настоящее время большая часть ввода осуществляется по подложке, которая передается в память компьютера в виде растровых изображений.

Растровые изображения получают с помощью сканера. Отсканированное изображение выводится на экран компьютера, и сама векторизация осуществляется по этой растровой подложке с помощью курсора мыши.

Используются три способа векторизации растровых изображений:

· автоматический - с обучением системы без участия оператора

· полуавтоматический – с обучением системы и участием оператора в интерактивном режиме;

· ручной – обводка каждой линии оператором вручную;

При ручной векторизации действия оператора аналогичны технологии цифрования с помощью дигитайзера, с той лишь разницей, что получаемая векторная модель на экране совмещена с исходной картой, что позволяет оператору легче и качественнее контролировать ввод. Автоматическая векторизация происходит без участия оператора, способом обучения системы и распознавания образов. При интерактивной (полуавтоматической) векторизации часть операций проводится автоматически с использованием способа обучения системы.

Автоматическийспособ векторизации практически не применяется в геоинформационных технологиях, так как этот способ делает затруднительным расслоение сложных по нагрузке карт и заполнение атрибутивной базы.

Два других способа используются в равной мере. Предпочтение ручномуспособу векторизации отдается в случае оцифровки сложных по составу карт, имеющих мелкие детали. В этом случае только использование способа ручной обводки, т.е. постоянное участие оператора, может обеспечить требуемую точность. Интерактивныйспособ используют для векторизации карт с небольшим количеством сложных объектов и с ограниченным числом слоев при хорошем качестве исходного материала. Поэтому чаще используется для векторизации карт, имеющих протяженные линейные объекты (часто это карты изолиний, гидросеть).

Векторизация по растру удобнее, чем дигитализация – меньше ошибок за счет наложения векторной картинки на растр. Для векторизации необходимо высокое качество растровых образов. Чтобы обеспечить требуемую точность, приходится заниматься иногда улучшением качества растра. Технология требует специализированного программного обеспечения и достаточно мощной конфигурации компьютера.

Исправление всех возможных ошибок при векторизации осуществляется в два этапа:

· корректировка растрового изображения – чистка растра

· корректировка векторных образов – редактирование.

· Точность векторизации характеризуется суммой накопленных искажений:

· ошибка положения контуров цифровой карты относительно источника;

· ошибка передачи размеров и формы объекта при векторизации;

· ошибка положения контуров относительно местности, связанная с источником получения цифровой карты (деформация бумаги, искажение растра в результате сканировании).

Точность векторной карты зависит от квалификации оператора, программного обеспечения, используемого оборудования, источника для векторизации, используемой технологии. Нужно отметить, что при векторизации растра точность ввода значительно выше, чем при оцифровке дигитайзером, и в основном зависит от качества исходного растра.

Следующий функциональный уровень ГИС – идентификация введенных объектов.Суть этой функции заключается в необходимости связи пространственного объекта с его содержательной сущностью. Это позволяет осуществить доступ к содержательной сущности объектов, как тематическому элементу геосистемы, так и к конкретному тематическому множеству.

Заполнение атрибутивных таблиц.Атрибуты могут вводиться с клавиатуры или указанием в заранее подготовленных и по мере необходимости пополняемых списках возможных значений атрибутов.

К каждому слою можно привязать набор таблиц. Связанные со слоем таблицы помещаются в список базы данных слоя, из которого необходимая в данный момент для работы таблица может быть выбрана. Связь слоя с таблицами хранится только для данной композиции карты. В каждой композиции с одним и тем же слоем можно связать разные или одни и те же таблицы.

По механизму генерации таблицы могут быть нескольких типов:

1) таблицы атрибутивных данных, созданные в других программах или путем задания структуры и содержания пользователем;

2) информационные таблицы, содержащие информацию о топологических связях пространственных объектов в слое, генерируемые автоматически;

3) таблицы-запросы к таблицам атрибутивных данных (таблицы запросов), в которых содержится (вводится) информация о конкретных параметрах запросов и название запроса; они могут сохраняться и повторно проигрываться.

Выбор таблицы для слоев (добавление, удаление, переименование, создание новых таблиц) осуществляется пользователем. Данные в таблице можно редактировать.

Комбинация созданных тематических слоев составляет основу базы данных на территорию или основу геоинформационного пакета (ГИП).

База данных в геоинформационных системах строится по многослойному принципу с тематической ориентацией каждого слоя. Каждая база данных содержитвсю необхо­димую для функционирования подсистемтематической обработкиме­трическую, атрибутивную и параметрическую информацию:

· карты в векторной и матричной форме представления,

· классификаторы картографических объектов и свойств терри­торий, списки и коды классов объектов и другие данные, предста­вляющие легенды карт;

· объектно-привязанные текстовые описания;

· наборы картографических знаков и другие данные.

База данных может включать три основных типа форматов геоданных – векторных, матричных и атрибутивных, а также метаданные, позволяющие связать всю информацию воедино и обеспечить целостность цифровой модели

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: