ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.05.2019
Просмотров: 5963
Скачиваний: 3
76
Большим преимуществом дигитайзерной технологии являются: по-
лучение качественных векторных моделей с любых типов носителей кар-
тографичекой информации (бумага, пластик, ткань и т.д.) в том числе
большеформатных без промежуточного сканирования.
На рынке дигитайзеров лидирует серия CalComp Drawing Board Ill,
которая представляет семейство профессиональных дигитайзеров для
ГИС, а также САПР, картографии или просто оцифровки чертежей, карт,
схем. В целом используемые в ГИС широкоформатные дигитайзеры ха-
рактеризуются точностью — от 0,25 мм до 0,05 мм; разрешением около
10160 lpi (400 линий/мм).
Вопросы для самопроверки:
1. Какой прибор получил название дигитайзер?
2. Какие виды работ выполняются с использованием дигитайзера?
3. Перечислите основные шаги дигитализации.
4. Перечислите основные ошибки цифрования.
5. Перечислите преимущества дигитайзерной технологии.
6. Назовите современные модели дигитайзеров.
5.1.2. Сканирование
Для преобразования аналоговых карт или фотографий в черно-
белые или цветные цифровые изображения в растровом формате исполь-
зуются сканеры. Однако, чаще всего после сканера цифровое изображе-
ние нужно дополнительно обработать до использования в ГИС.
Улучшение качества растра достигается за счет использования раз-
нообразных фильтров: утоньшения или утолщения растровой линии,
разделения или слияния их и т.п.
В настоящее время разработан целый ряд профессиональных про-
граммных продуктов, предназначенных для улучшения качества растра и
полной обработки растровых изображений — отсканированных черте-
жей, карт, схем, других графических материалов. Данные программы по-
зволяют выполнять сканирование, фильтрацию растра, коррекцию ли-
нейных и нелинейных искажений, создавать и редактировать растровые
и векторные объекты, векторизовать растр в полуавтоматическом и ав-
томатическом режимах, выводить на печать готовый – растровый, век-
торный или гибридный чертеж.
Известными сканерами, используемыми в ГИС являются широко-
форматные сканеры компании Contex, например модели FSC 8010DSP,
FSC 6010DSP и др. Технические возможности сканеров обеспечивают
качественное воспроизведение цвета при работе с цветными или моно-
хромными изображениями. Сканеры этой серии работают в полноцвет-
ном режиме RGB (24-разряда) при сканировании цветных оригиналов, а
создан в pdfFactory Pro пробной версии
77
также в режиме выделения объектов и индексированных цветов, а также
полутоновом и черно-белом режимах.
Вопросы для самопроверки:
1.
Для каких видов работ используется сканирование?
2.
Каким образом достигается улучшение качества сканированного изо-
бражения?
3.
Перечислите современные модели сканеров, используемые в ГИС.
5.1.3. Векторизация сканированного изображения
В процессе векторизации сканированного изображения выполняется
преобразование из растра в векторные данные, которое часто называется
растрово-векторное преобразование. Автоматизация векторизации слож-
нее по сравнению с растеризацией, поскольку векторному формату нуж-
но топологическая структура, например, задание направления дугам,
формирование левых и правых полигонов и так далее.
Простой алгоритм векторизации показан на рис.52, где изображение
в растровом формате преобразовано в векторные данные через уменьше-
ние и цепное кодирование.
Рис.52. Пример выполнения алгоритма векторизации растрового изображения
Специальные программы-векторизаторы (Vectory, Spotlight Pro,
RasterDesk Pro, EasyTrace и др.) под управлением оператора на растро-
вом изображении выделяют тематический слой, удаляют чужеродные
объекты (например, следы картографической сети и надписей), выпол-
няют фильтрацию, т.е. удаление шумов – добаление и удаление пиксе-
лов, трассировку по пикселам, сшивку полилиний, оптимизацию формы
линий и уменьшение числа вершин, выявляют топологические ошибки
(самопересечение замкнутых контуров, недоводы и переводы), присвое-
ние атрибутов сформированным векторным объектам, рис.53.
создан в pdfFactory Pro пробной версии
78
а
б
Рис.53. Исходные данные растрового формата (а), векторизация по растру (б)
Вопросы для самопроверки:
1. Дайте определение растрово-векторного преобразования.
2. Назовите специальные программы по векторизации.
3. Перечислите функции программ по векторизации.
5.1.4. Растеризация
В процессе работы с ГИС-технологией бывает необходимость пред-
ставить имеющееся векторное изображение в растровой форме. Данное
обстоятельство может быть вызвано двумя причинами. С одной стороны,
после выполнения ГИС-заказа и получения картографического материа-
ла можно представлять заказчику растровые копии векторных карт. Рас-
тровый документ можно передавать на любых электронных носителях,
создан в pdfFactory Pro пробной версии
79
пересылать по электронной почте; просмотр и печать растровых файлов
возможны из любого стандартного Windows-приложения или из прило-
жений на платформах Apple Macintosh и Linux. С другой стороны, рас-
тровую копию очень трудно редактировать и, соответственно, использо-
вать для нового ГИС-проекта, что позволит сохранить авторское право
ГИС-специалистов.
Преобразование векторной карты в растровое изображение выпол-
няется путем растеризации. Растеризация
−
операция дискретизации век-
торного изображения, имеющего единую координатную сетку с растром,
в результате которой каждая точка растра (пиксел) получает значение
локального свойства той части векторного объекта, положение которой
совпадают с положением пиксела. В процессе растеризации можно рас-
теризовать векторы на монохромные, цветные, полутоновые растровые
изображения, рис.54.
Рис.54. Конвертирование данных из векторного формата в растровый
В ГИС применяется два основных способа приведения данных к
растровому формату: интерполяция и конвертирование. При всем много-
образии методов интерполяции суть данного процесса в современных
ГИС сводится к расчету значений ячеек растра непрерывной статистиче-
ской поверхности по дискретным значениям векторных объектов (точек
измерения, изолиний, границ или центроидов полигонов).
Например, путем интерполяции в ГИС-проекте по прокладке трубо-
провода могут быть получены растровые покрытия как цифровая модель
поверхности рельефа и ее производная – карта уклонов; дистанционные
поверхности удаленности от транспортных коммуникаций, населенных
пунктов, существующих месторождений и др.
При конвертировании векторных данных в растр выполняется
пространственное наложение векторного покрытия на равномерную сет-
ку (растр). При этом значения характеристик векторного покрытия авто-
создан в pdfFactory Pro пробной версии
80
матически присваиваются пикселям растра, пространственно совпадаю-
щим с соответствующим векторным объектом. Обычно в растр перехо-
дят значения только одного значимого поля исходного покрытия, напри-
мер, типа растительности.
Например, в ГИС-проекте по прокладке трубопровода для решения
задач данного проекта указанным способом могут быть получены рас-
тровые покрытия типов растительности и почв, водных объектов, транс-
портных систем и инженерных коммуникаций с учетом категории, кори-
доров существующих трубопроводов.
Вопросы для самопроверки:
1. Укажите причины необходимости растеризации векторных изображений в
ГИС.
2. Дайте определение термина «растеризация».
3. Какие виды растровых изображений можно получить в процессе растери-
зации?
4. Назовите два основных способа приведения данных к растровому формату.
5. Опишите метод интерполяции, как способа приведения данных к растро-
вому формату.
6. Опишите метод конвертирования, как способа приведения данных к рас-
тровому формату.
5.2. Вывод данных из ГИС
Для вывода данных из ГИС используется компьютерная периферия
– принтер, плоттер, мультимедийный проектор, монитор. Также ГИС-
проекты могут записываться на компакт-диски и другие носители, пере-
даваться по компьютерным сетям. Для компьютерной периферии для
ГИС предъявляются повышенные требования по качеству геометриче-
ской точности графической информации, так и по цветопередаче, что де-
лает эти устройства достаточно дорогими.
5.2.1. Принтеры и плоттеры
В настоящее время у ГИС-специалистов, работающих в области
подготовки широкоформатных картографических изданий, особой попу-
лярностью пользуются струйные широкоформатные принтеры, или, как
их еще называют, плоттеры. Рынок данного оборудования практически
поровну делится между такими крупными корпорациями, как Canon, HP,
Xerox и EPSON.
Подобно всем устройствам печати, плоттер имеет ряд важных ха-
рактеристик, по которым можно определить для чего он предназначен. В
число таких характеристик входят реальное разрешение, система подачи
краски,
тип
струйной
системы
и
т.п.
(www.compuart.ru/article.aspx?id=8890&iid=368).
создан в pdfFactory Pro пробной версии