От бумажной карты к ГИС. Опыт векторизации топографических карт в среде Spotlight

Работая с топографическими картами в программе Spotlight, пользователь прежде всего должен решить проблему калибровки сканированного изображения. В противном случае работа по векторизации карт лишена всякого смысла.

^Рис. 2

Зеленые линии на рис. 2 — это километровая сетка в системе координат листа карты. В данном случае мы имеем дело с обычными незначительными деформациями, но для векторизации исходное изображение не годится.

Провести оцифровку чертежа необходимо в прямоугольной системе координат — на листе карты она задается координатной (километровой) сеткой. В то же время, выполнив калибровку только по точкам пересечения сетки координат (рис. 3), мы получим прекрасный результат внутри калибровочной области и совершенно непредсказуемый — на краях листа карты: в области между сеткой координат и рамкой трапеции, задаваемой геодезической системой координат (широта, долгота).

^Рис. 3

Совершенно очевидно, что для калибровки листа карты необходимо использовать точки пересечения координатной сетки и рамки трапеции. Программными средствами задать значения их реальных координат невозможно, поэтому применяем довольно удобный и простой графический метод.

1-й этап. В любой доступной программе перевычисления координат переводим геодезические координаты углов рамок трапеции и точек пересечения осевого меридиана листа с верхней и нижней стороной трапеции в прямоугольную систему координат, используемую на обрабатываемом листе.

2-й этап. После загрузки исходного растра карты и задания системы координат создаем в программе Spotlight вспомогательный векторный слой «Рамка». Используя инструмент  строим боковые стороны рамки по вычисленным координатам углов рамки трапеции.

С помощью инструмента строим верхнюю и нижнюю стороны рамки: каждую — по трем точкам (например, верхний левый угол рамки + пересечение верхней стороны рамки и осевого меридиана листа + верхний правый угол рамки). Настраиваем сетку как километровую и включаем режим . Затем, используя привязку к узлам сетки, инструментами Отрезок по точкам или Полилиния строим векторную километровую сетку так, чтобы концы отрезков сетки находились за пределами листа карты — для получения пересечений построенной рамки и линий километровой сетки.

Теперь мы имеем полный набор векторных пересечений для создания набора калибровочных пар в диалоге Калибровка. Используя инструмент и включив режим векторной привязки эту работу проделать совсем несложно. Калибровочные пары по километровой сетке проще и быстрее задать с помощью инструмента .

В первый раз результат калибровки (рис. 4) вас просто ошеломит. Впрочем, это скоро проходит — к хорошему привыкаешь быстро.

^Рис. 4

-

Векторизация

Оговоримся сразу: «Тюменбургаз» ведет работы по векторизации карт тундровых областей, где практически отсутствуют населенные пункты, крайне бедна растительность, но часто встречаются области болот и заболоченности (рис. 2).

Формат обмена данных Mapinfo накладывает жесткие ограничения на используемые типы графических объектов[1]: допустимы лишь точка, линия, ломаная (полилиния), область (замкнутая полилиния), дуга, текст, прямоугольник, скругленный прямоугольник, эллипс. Определиться с тем, какие типы объектов мы должны получить, лучше до начала векторизации. Присутствие в MIF-файлах объектов типа «текст» нежелательно: весь текст на топографической карте является либо обозначением уровня (отметки), либо сообщением о свойствах какого-либо объекта — другими словами, его атрибутом. Кроме того, для пересчета MIF-файлов из одной координатной системы в другую мы используем программу «Geographic Calculator 4.01», а с объектами типа «текст» эта программа работает, мягко говоря, некорректно. Объект типа «дуга» вполне может быть частью полилинии, описывающей горизонталь или ручей, но крайне неудобен при векторном редактировании (это личное мнение автора, с которым вы, разумеется, вправе не согласиться). Поскольку в нашем случае почти не встречаются населенные пункты, то и объекты правильной формы (прямоугольники, скругленные прямоугольники и эллипсы) создавать не приходится — по крайней мере в автоматическом режиме…

Наибольший объем работ по векторизации топокарт приходится на оцифровку рельефа и гидрографии. Первое место прочно удерживают горизонтали. Их удобно оцифровывать в автоматическом режиме — горизонталями является большинство объектов коричневого цвета. А вот при оцифровке гидрографии выяснится, что синим цветом на карте обозначено слишком много объектов. Так что для векторизации рек, ручьев и т. д. удобнее использовать трассировку. Но и горизонтали, и ручьи, и границы озер и рек желательно получить в виде полилиний и замкнутых полилиний, поэтому окончательный набор объектов для конверсии выглядит так, как это показано на рис. 5.

^Рис. 5