Процесс создания электронных карт включает следующие основные
этапы:
1) автоматизированное преобразование исходной картографической
информации в цифровую форму;
2) символизация цифровой картографической информации и автоматизированное
составление электронных карт;
3) разработка пользовательской системы управления базами данных
для работы с электронными картами.
На первом этапе решается задача получения на основе имеющихся
исходных картографических материалов (аэрокосмических снимков, расчлененных
оригиналов и цветных тиражных оттисков карт) векторной цифровой
модели карты - основы электронной карты.
Эта задача решается следующими основными методами:
1) методом цифрования исходных картографических материалов
на планшете (цифрователе) путем отслеживания контуров объектов,
подготовки и ввода семантики, структуризации цифровой информации;
2) методом сканирования исходных картографических материалов
с последующей автоматической или интерактивной векторизацией и распознаванием
растрового изображения на экране дисплея, ввода требуемой семантики
и структуризации цифровой информации.
При этом для автоматизации распознавания и векторизации растрового
изображения целесообразно использовать аппарат картографической
экспертной системы для настройки и обучения программного обеспечения
на заданные параметры распознаваемых элементов и объектов местности
и карты. Реализуемые в настоящее время сканерные технологии автоматизированного
получения векторной цифровой информации обеспечивают автоматизацию
распознавания порядка 90% по рельефу, 50-60% по гидрографии и растительному
покрову при использовании издательских оригиналов карт. Ориентировочная
производительность - 70-100 часов на один номенклатурный лист.
На втором этапе решаются задачи:
- символизации векторной модели;
- составления электронной карты по уровням нагрузки;
- контроля и редактирования символизированных электронных карт;
- получения архивной графической символизированной копии электронной
карты.
Сущность процесса символизации состоит в присвоении каждому
объекту кода (N) соответствующего условного знака из библиотеки
условных знаков по классификационному коду, характеристикам объектов
и их значений. Этот процесс выполняется автоматически в зависимости
от масштаба и вида электронных карт. При этом создается унифицированная
библиотека условных знаков и шрифтов. Каждый условный знак имеет
свое цифровое описание - векторное или (и) растровое. Кроме этого
для последующей визуализации готовится массив последовательности
вывода картографического изображения.
Одной из существенных характеристик ЭК является уровень нагрузки.
Исходное изображение, например, для электронной карты масштаба 1:50000
принимается за базовое. Далее каждому объекту в зависимости от его
значимости присваивается один из уровней нагрузки (1,2,3,4). Такой
подход обеспечивает читаемость картографического изображения на
экране дисплея практически при любом его территориальном охвате
(окне) в пределах всего номенклатурного листа.
Составление электронной карты по уровням нагрузки реализуется
на экране дисплея в интерактивном режиме по окнам, начиная от наименьшего
окна, в пределах которого читаются все объекты, с последующим увеличением
размеров окон по методу квадродерева. При этом обеспечивается согласование
нагрузки и сводка объектов между окнами как в пределах одного номенклатурного
листа, так и между соседними номенклатурными листами для каждого
уровня нагрузки. Для решения этой задачи целесообразно использовать
аппарат экспертных систем для принятия решения по оптимизации отбора
объектов по уровням нагрузки с учетом целого ряда факторов. При
этом требуется аппарат установления пространственно - логических
связей.
В процессе составления электронных карт по уровням нагрузки
осуществляется программный и визуальный контроль и редактирование
информации, которое, в основном, сводится к размещению подписей
объектов. Процесс создания электронных карт завершается получением
символизированной графической копии последовательно для каждого
уровня нагрузки, начиная с первого (с наиболее значимыми объектами).
Формирование электронных карт осуществляется в универсальной структуре
данных, обеспечивающей возможность записи векторной информации как
в последовательном, так и в цепочно-узловом представлении, в растровом
виде, справочной информации, а также формирование сегментов данных
пользователей. Технология реализуется на комплексе автоматизированных
рабочих мест, объединенных в локальную вычислительную сеть.
Информационное обеспечение технологии создания системы электронных
карт включает:
- систему классификации и кодирования картографической информации;
- правила цифрового описания картографической информации;
- систему (библиотеки) условных знаков электронных карт;
- формат данных электронных карт.
К основным методам создания электронных карт относятся:
- методы автоматического распознавания образов (растровых изображений,
получаемых при сканировании);
- методы картографической генерализации с использованием теории
графов и логико-процедурного подхода, аппарата экспертных систем;
- методы многосредного (multimedia) программного обеспечения;
- методы экспертных систем;
- методы установления пространственно-логических связей.
Все основные качества и преимущества электронных карт проявляются
при их использовании. Поэтому наряду с собственно электронными картами
потребителю может выдаваться системы управления базами данных электронной
карты, которая реализует следующие основные задачи:
1) создание и ведение базы данных электронной карты;
2) работа с картографическим изображением:
- отображение, масштабирование, перемещение картографического изображения
в произвольном направлении;
- управление динамическим окном, уровнями нагрузки визуализируемого
изображения;
- получение справок об объектах местности;
- редактирование изображения;
- ведение классификатора и библиотеки условных знаков;
- формирование, хранение, нанесение на электронных картах пользовательских
слоев и их редактирование;
- ведение пользовательских классификаторов о библиотеке условных
знаков (например, библиотеки специальных условных знаков);
- вывод картографического изображения совместно со спецнагрузкой
на графопостроители и другие устройства.
3) связь со стандартными базами данных;
4) пользовательский интерфейс по решению прикладных информационных
и расчетных задач (расчет матрицы высот рельефа, построение
профилей местности, зон видимости, определение координат и высот
в точке, расстояний, азимутов).
Следует отметить, что технология создания электронной карты и пользовательской
системы управления базами данных реализуется на одних и тех же программных
модулях, что позволяет унифицировать программное и информационное
обеспечение в целом.
|