Скворцов А.В., Поспелов П.И., Крысин С.П. Геоинформатика в дорожной отрасли (на примере IndorGIS)
Подождите немного. Документ загружается.
Рис. 9.71. Выбор типа преобразования
Следует заметить, что данное преобразование меняет только способ
отображения растра на карте, но не искажает исходный файл растра.
Аналогичным способом можно также выполнить преобразование
Перемещение и вращение (см. рис. 9.71). Оно также не изменяет исходного
файла.
Все другие виды преобразования (см. рис. 9.71) предназначены для
трансформации самого растрового изображения. Это нужно в тех случаях,
когда в растре имеются нелинейные искажения, которые нужно устранить.
Наилучшим при этом является кусочно-квадратичное преобразование.
9.6.3. Кусочные преобразования
Кусочные преобразования растров обычно используются для привязки
сканированных карт и планов к реальным координатам на местности. При
этом необходимо задать достаточно большое количество стрелок привязки:
обычно по одной для каждого опознаваемого креста картографической или
координатной сетки. Например, для планов масштаба 1:500 таких крестов, с
учетом находящихся вблизи рамки, получается 36. Некоторые кресты иногда
не видны, поэтому их можно иногда пропустить.
Для каждой точки на растре с известными координатами создается точка
привязки, в результате чего растр покрывается сеткой привязок.
Сетка разбивает растр на треугольники и четырехугольники («куски»),
образованные 3 и 4 ближайшими точками привязки (рис. 9.72). В частности,
если точки привязки на растре заданы с одинаковым шагом, то растр
разбивается на квадратные области.
В процессе трансформации растра сначала перемещаются те точки растра,
для которых известны точные координаты (узлы сетки), а затем отдельно
трансформируется каждый фрагмент растра в соответствии с этими
координатами. В IndorGIS можно выполнить один из двух типов кусочного
преобразования: кусочно-линейное или кусочно-квадратичное.
При кусочно-линейном преобразовании в результате совмещения
преобразованных фрагментов растра линии могут иметь преломления на
стыках (рис. 9.73,а), а при кусочно-квадратичном преобразовании эти
преломления будут сглажены (рис. 9.73,б).
Рис. 9.72. Сетка из точек привязки
Рис. 9.73. Результат выполнение (а) кусочно-линейного и
(б) кусочно-квадратичного преобразований
Отдельно преобразуются те области растра, которые не покрываются сеткой
из точек привязки. Для их трансформации система автоматически задаёт
четыре дополнительные точки на определенном расстоянии от углов растра.
Рассмотрим в качестве примера трансформацию растра, на котором
изображен планшет масштаба 1:500. На этом планшете нанесены 36 крестов
(реперные точки) с шагом 50 метров на местности. Для трансформации
такого планшета желательно задавать порядка 36 точек.
Создадим стрелки привязки во всех реперных точках растра, включая
угловые точки растра. Для этого можно использовать режим создания сетки
из точек привязки Сеть привязок 6х6 (рис. 9.74).
Затем в режиме редактирования фигур нужно уточнить положение начальной
точки для каждой стрелки привязки: она должна совпадать с
соответствующей реперной точкой на растре (рис. 9.74).
Для задания координат, которые должны иметь реперные точки растра на
карте, можно воспользоваться инспектором объектов.
Рис. 9.74. Сетка из точек привязки
Рис. 9.75. Уточнение положения начальных точек привязки
После окончания ввода всех координат стрелок привязки, можно выполнить
заданное преобразование, выбрав соответствующую команду в меню (см.
рис. 9.71). Данное преобразование меняет исходное растровое изображение,
поэтому перед его выполнением открывается диалоговое окно, в котором
можно настроить некоторые параметры выходного изображения (рис. 9.76).
Вы можете установить размеры нового изображения по горизонтали и по
вертикали, цвет фона растра, а также глубину цвета.
Рис. 9.76. Параметры преобразования растра
Рис. 9.77. Просмотр результатов преобразования
После выполнения преобразования, но перед тем, как исходный файл
растрового изображения будет заменен, появляется диалоговое окно для
предварительного просмотра результатов преобразования (рис. 9.77). Если
полученный результат устраивает, то надо нажать кнопку ОК.
9.7.Условные знаки
Для отображения условных знаков в ГИС IndorGIS 5.0 используется
специальная технология ex-шрифтов, позволяющая создавать и отображать
произвольные точечные, линейные и площадные условные знаки,
применяемые в картографирования, ведения кадастров, задачах
автоматизированном проектировании и т.д.
Файлы с ex-символами имеют расширение xfs, с ex-линиями – xfl, а с ex-
заливками – xfp. Адресация конкретного условного знака в ex-шрифтах
производится как «имя шрифта – номер элемента». В случае отсутствия ex-
шрифта в системе он заменяется при использовании на стандартный ex-
шрифт. При отображении условных знаков обеспечивается возможность
задания размера, угла поворота, признака зеркальности, цветов, имеющихся
текстовых параметров.
Технология ex-шрифтов обеспечивает отображение условных знаков в
любом заданном масштабе. Для условных знаков, предназначенных для
применения в заданном масштабе (например, условные картографические
знаки фиксированного масштаба), обеспечивает возможность задания
размеров, исключающих неправильное масштабное отображение знаков.
Условные знаки могут создаваться с использованием разнообразных
графических примитивов, таких как точки, полилинии, полигоны, кривые
Безье, прямоугольники, окружности, дуги, секторы, текстовые надписи
(фиксированные заранее или настраиваемые пользователем при конкретном
его использовании), растровые изображения, а также с использованием
любых цветов в пределах одного знака (фиксированных и настраиваемых).
Для условных знаков, предназначенных для создания технологических схем,
в которых важна топология, позволяет задавать точки контактов, по которым
производится коммутация схем. Кроме того, технология ex-шрифтов
обеспечивает возможность задания для условных знаков нескольких
состояний (например, для элементов технологических схем состояний типа
«включен/выключен»).
Перед использованием ex-шрифтов их необходимо зарегистрировать в системе, для чего
следует выбрать соответствующий пункт меню и в диалоге указать файлы шрифтов. При
этом в системе прописываются пары «имя шрифта – имя файла со шрифтом». После этого
шрифты становятся доступными по зарегистрированным именам.
Для запуска редактора ex-шрифтов необходимо выбрать из меню ГИС IndorGIS 5.0
команду Файл|Ex-шрифты|Открыть… или Файл| Ex-шрифты|Открыть из
реестра… для изменения существующего шрифта либо из меню Файл|Ex-шрифты|
Создать новый команду Шрифт символов, Шрифт линий или Шрифт
заливок.
Всё окно редактора разбито на квадраты, в которых отображаются элементы шрифта:
символы, линии или заливки (рис. 9.78). Двойной щелчок в любой из квадратов вызывает
редактор, описываемый ниже.
Краткая информация о выбранном ex-шрифте
Редактор ex-шрифтов
Краткий просмотр
выбранного ex-шрифта
Список
открытых
ex-шрифтов
Рис. 9.78. Редактор ex-шрифтов
9.7.1. Редактор ex-элементов
Редактор элементов ex-шрифта (ех-символов, ex-линий и ex-заливок) позволяет создавать
новые либо изменять существующие элементы ex-шрифтов. Рассмотрим назначение
разных частей редактора (рис. 9.79).
Верхняя панель инструментов содержит кнопки, которые позволяют изменять свойства
элемента, добавлять, изменять и удалять состояния элемента, включать и выключать
координатную сетку в редакторе, увеличивать и уменьшать изображение, манипулировать
примитивами элементов с буфером обмена, задавать параметры только масштабной
привязки элементов, а также тестировать элементы. Рассмотрим некоторые из них.
Выводит диалог свойств символа, линии или заливки. В нём можно указать название
элемента, а также в случае наличия настраиваемых цветов их названия, а также описания
установленных контактов.
Добавляет новое состояние символа. В появляющемся диалоге необходимо будет
ввести его название.
Удаляет текущее состояние символа. Если в элементе имеется всего одно состояние,
то данная кнопка запрещена.
Рис. 9.79. Редактирование ex-заливки, окна примера и свойств фигур
Если эта кнопка включена, то данный ex-символ (линия или заливка) будет
отображаться на карте всегда фиксированного размера, задаваемого в единицах карты.
При этом появляется вторая панель инструментов ниже первой (рис. 9.80). Единственная
её кнопка регулирует видимость линейки привязки в окне редактора. Параметр
Длина задаёт размер линейки в окне редактора, а параметр Длина в единицах карты
определяет, что это означает при отрисовке на карте.
Отображает или скрывает окно отображения примера символа, линии или заливки.
Рис. 9.80. Дополнительная панель привязки к единицам карты
Изображение элементов может быть составлено из следующих примитивов:
точки, отрезки, полилинии, полигоны, кривые Безье, заполненные и
незаполненные прямоугольники, окружности, круги, дуги, секторы,
сегменты, текстовые надписи, растровые изображения и контакты. Для их
рисования предназначена левая панель инструментов для выбора режима
редактирования или рисования, а также выбора цвета рисуемых элементов и
стиля линий.
Ниже левой панели инструментов располагаются различные дополнительные параметры,
такие как цвета, стили линий и др.
При создании элементов ex-шрифтов примитивам, составляющим символ, линию или
заливку, можно приписать заранее зафиксированный цвет либо установить его
«настраиваемым». Это позволит пользователю в будущем при использовании элемента
шрифта для отображения на карте задать конкретный цвет, используемый вместо этого
настраиваемого.
9.7.2. Диалоги выбора ex-элементов
Диалоги выбора ex-элементов встречаются в системе IndorGIS при выборе условных
знаков для отрисовки слоёв шейп-файлов, покрытий, чертежей, триангуляции и
транспортной сети.
В верхней части диалога (рис. 9.81) нужно выбрать требуемый ex-шрифт. Если требуемый
шрифт не зарегистрирован и отсутствует в списке, можно выбрать в списке пункт
Добавить новый шрифт…, при этом появится диалог, в котором будет предложено
зарегистрировать существующий шрифт из файла, либо создать новый шрифт. После
создания нового шрифта с помощью локального меню можно, не выходя из диалога,
создать необходимые символы, линии или заливки.
Рис. 9.81. Диалог выбора ex-символа
Двойной щелчок по некоторому элементу шрифта приводит к его выбору и закрытию
диалога (эквивалентно нажатию кнопки OK). Щелчок правой кнопкой мышки над
элементами приводит к появлению локального меню, что позволяет, не выходя из этого
диалога, редактировать ex-элемент, создавать новый, работать с буфером обмена.
9.8.Моделирование рельефа
Учёт рельефа является неотъемлемой частью многих алгоритмов, связанных
с решением разнообразных территориальных задач, таких как:
задачи вертикальной планировки территории для нужд гражданского и
промышленного строительства: построение разрезов, изолиний (линий одинаковой
высоты), изоклин (линий одинакового уклона), трёхмерная визуализация, вычисление
объёмов земляных работ;
гидрологические задачи, мелиорация земель: построение полей градиентов, линий
водоразделов, бассейнов стока;
экологические задачи: прогнозирование распространения загрязнений окружающей
среды;
анализ распространения света и радиоволн: построение профилей и полей
видимости;
проектирование и эксплуатация инженерных коммуникаций: построение изоклин и
разрезов рельефа, учет перепада высот в трубопроводных сетях;
создание географических, топографических, морских навигационных, тематических
карт и отображение на них непрерывных полей данных, таких как высота рельефа,
глубина дна океана, гравитационные и геомагнитные поля и пр.;
построение модели рельефа методом фотограмметрии по аэрофотоснимкам для
осуществления поправки за рельеф.
Любая работа с рельефом требует наличия модели поверхности. В ГИС
IndorGIS модель строится по входным данным, среди которых, как правило,
различают:
Точки, представляющие замеры высот на поверхности.
Линии (структурные линии рельефа), соответствующие обычно каким-либо
изменениям в гладкости или непрерывности поверхности. Такие линии описывают
различия в поведении поверхности по обе стороны от них. Примерами могут служить
береговые линии, линии оврагов и обрывов, дамбы, линии инженерных построек и т.д.
Полигоны, определяющие области, вне которых отсутствует достоверная
информация по поверхности. Задание таких регионов предупреждает генерацию
ошибочных данных по рельефу вне региона. Эти области также используются в качестве
областей интересов (оболочек) для получения модели поверхности внутри заданных
регионов.
Среди моделей, построенных по таким входным данным, обычно выделяют
модели, построенные по регулярной и нерегулярной сети отсчётов (рис.
9.82).
В геоинформационных системах в качестве регулярной сети обычно
используется двумерная матрица точек независимо равномерно
распределенных по осям X и Y, каждая из точек при этом характеризуется
своей высотой. В качестве модели, построенной по нерегулярной сети
отсчётов, применяется треугольное разбиение плоскости, обычно в виде
триангуляции Делоне, т.к. она обладает рядом оптимальных свойств.