Лабораторна робота № 8

Тема: Векторизація растрових образів кадастрових карт та планів.

Мета роботи: навчитися векторизувати растрові образи кадастрових карт та планів.

Основні теоретичні положення

Основні принципи збору

Програма дозволяє проводити збір векторної інформації з растрових зображень (ручну векторизацію). Можливий збір з відсканованих карт / планів, аерознімків або космічних знімків центральної та панорамної проекцій. Збір за знімками можливий як у стереорежимі, так і в моно (по одиночному знімку). В останньому випадку потрібна наявність цифрової моделі рельєфу у вигляді пікетів, горизонталей або контурів.

Для переходу в режим збору переведіть праву інструментальну панель програми в режим Збір (F9). Маркер при цьому набуде вигляду хрестика. Для відкриття растрового файлу використовуйте пункт Растр | Відкрити головного меню. Використовуйте Растр | Орієнтування для орієнтування (геодезичної прив'язки) сканованих знімків або карт до початку збору.

Послідовність операцій збору

Якщо ви хочете створити карту з растрових зображень, то вам належить провести збір даних. Збір даних це векторизація даних з растрових джерел (сканованих аерофото і космічних знімків, планів і т.п). Загальна послідовність дій у цьому випадку така:

1) Вам необхідно зорієнтувати скановані зображення знімків або карт, за яким передбачається проводити збір даних.

2) Вам необхідно створити нову карту за допомогою команди Файл | Створити.

3) Відкрийте растровий файл (або два файли, якщо це стереопара) за допомогою команди Растр | ВІДКРИТИЙ.

4) Перейдіть на закладку Збір на правій панелі інструментів. Переключення на закладку Збір включить режим збору даних. У випадаючому списку Активний шар виберіть поточний шар, в який будуть збиратися дані.

6) На тій же закладці виберіть один із шаблонів що збираються об'єктів і почніть збір реєстрацією точок на растровому зображенні натисканням лівої кнопки миші. По завершенню збору об'єкта натисніть клавішу F5.

7) Для збору об'єктів іншого виду перейдіть на новий шаблон об'єкта.

8) Для збору об'єктів іншого шару виберіть новий шар зі списку Активний шар на закладці Збір.

10) Коли збір об'єктів завершений, перейдіть на закладку Правка правій панелі.

Шаблони об'єктів

Після переходу в режим збору, перед власне збором об'єктів потрібно вибрати шаблон, по якому будуть збиратися об'єкти. Шаблон об'єкта вказує програмі, якої форми буде збирає об'єкт (об'єкти). Щоб вибрати шаблон натисніть відповідну кнопку на правій панелі інструментів. Якщо жодна з кнопок не натиснута, то програма знаходиться в режимі збору незамкненою полілінію. Для замикання об'єкта в цьому випадку використовуйте клавішу F3.

- Полігон. Включає збір замкнутих об'єктів. При закінченні збору об'єкт замикається автоматично.

- Прямокутник. Включає збір прямокутників. При зборі такого об'єкта достатньо зареєструвати дві точки на одній стороні прямокутного об'єкта (довжиною), а потім рухати курсор миші в напрямку наступної точки.

- Ортогональний. Включає збір ортогональних об'єктів, тобто об'єктів, всі кути яких - прямі. Після побудови перших двох точок такого об'єкта програма дозволяє реєструвати наступні точки тільки на лініях, перпендикулярних до попередньої побудованої лінії. Таким чином, усі суміжні боку у таких об'єктів будуть перпендикулярні.

. - Точка. Включає збір точкових об'єктів. Для збору такого об'єкта достатньо зареєструвати одну його точку, після чого об'єкт буде завершено автоматично.

- Лінія. Включає збір об'єктів-ліній. При зборі з таким шаблоном об'єкт буде завершаться автоматично після реєстрації двох точок.

- Коло. Включає збір кіл. Для збору кола потрібно зареєструвати три точки, що лежать на ній, або точку центру і одну точку на поверхні кола.

- Паралельний. Включає збір контурів, що складаються з паралельних ліній. Об'єктами такого роду є дороги, канали, і пр. Спочатку необхідно зареєструвати точку на одній зі сторін смуги, потім відповідну їй точку на протилежному боці. Далі потрібно виконувати збір по тій же стороні, а інша добудовуватиметься автоматично.

- Сходи. Включає збір контурів сходів. Спочатку зберіть зовнішній контур сходи, починаючи з довгої сторони. Після цього встановіть курсор на довжину сходинки і зареєструйте крапку. Подальша розбивка на сходи буде виконана автоматично.

- Перехід. Включає збір контурів пішохідних переходів. Спочатку необхідно зібрати зовнішній контур сходи, починаючи з довгої сторони. Після цього встановіть курсор на довжину перші смуги і зареєструйте точку, потім зареєструйте точку на початку другої смуги (див. малюнок).

- Трилінія. Цей шаблон автоматизує збір вулиць (доріг) з осьовим лініях. При виборі цього шаблону запитується шар, в якому необхідно збирати зовнішню сторону дороги, а шар, яким збирається осьова лінія, вибирається звичайним способом. Після цього необхідно зареєструвати точку на одній зі сторін дороги і точку на роздільній смузі. Далі потрібно збирати дорогу по роздільній смузі, а зовнішні сторони (краю) дороги добудовуватимуться автоматично.

Порядок збору об'єкта

Після включення режиму збору об'єктів і вибору шаблона можна приступати до збирання об'єктів, тобто до реєстрації їх поворотних точок. Реєстрація точок об'єкта виконується у такому порядку:

1) Зареєструйте першу точку об'єкта. Для цього підведіть до неї курсор і натисніть ліву кнопку миші.

Примітка: Якщо поточний шаблон - точковий об'єкт, то реєстрація однієї точки завершує збір об'єкта, і далі не потрібно виконувати команду завершення збору.

2) Далі підбиваєте курсор до наступної поворотної точки і зареєструйте її таким же способом - клацанням лівої кнопки миші, і так для всіх поворотних точок об'єкта. Видалити останню зібрану точку можна, натиснувши F8.

Примітка 1: Якщо поточний шаблон - об'єкт-лінія, то реєстрація двох точок завершує збір об'єкта автоматично.

Примітка 2: Якщо поточний шаблон - прямокутник, то реєстрація трьох точок завершує збір об'єкта, і далі не потрібно виконувати команду завершення збору.

3) Коли всі крапки об'єкта зібрані, необхідно завершити збір об'єкта через контекстне меню або натисненням клавіші F5.

У процесі збору доступний ряд додаткових сервісних команд, які можна вибрати з контекстного меню, що викликається натисканням правої кнопки миші в процесі збору.

Багато хто з цих команд також можна викликати натисканням гарячих клавіш. Їх перелік наведено нижче:

1)Автореєстрація F2. Ця команда включає / вимикає режим автоматичної реєстрації точок збирається об'єкта. Застосовується при зборі гладких контурів, наприклад, горизонталей. Після включення цього режиму наведіть на початок збирається контуру, зареєструйте першу крапку (лівою кнопкою миші або педаллю реєстрації), а потім проведіть курсор вздовж контура. При цьому точки буду додаватися до збирає об'єкт автоматично з кроком 1 мм в масштабі карти.

2)Замкнути об'єкт F3. Ця команда замикає збирає об'єкт, тобто автоматично додає замикаючу точку, збігається з першою точкою об'єкта.

3)Вставити розрив F4. Розрив застосовується, коли потрібно зібрати кілька окремих контурів в один об'єкт.

4)Закінчити об'єкт F5. Ця команда завершує збір об'єкта. Після її виконання з об'єкту знімається позначка.

5)Встановити висоту Alt-9. Ця команда встановлює курсор на задану висоту під час збору у стерео режимі. Це необхідно при зборі горизонталей, коли необхідно встановити фіксоване значення висоти.

6)Вставити дугу Ctrl-A. Використовуйте цю команду під час збору об'єкту, для перетворення трьох останніх точок у гладку дугу.

7)Видалити точку F8. Ця команда видаляє останню зібрану точку.

Шари. Загальні поняття

Кожен об'єкт карти належить до будь-якого шару. Шар є основною характеристикою об'єкта - він визначає групову приналежність об'єкта та його вид на карті.

Перед збором карти за допомогою Менеджера шарів необхідно створити (завантажити) шари для зібраних даних. Додавати нові шари і редагувати існуючі можна в будь-який момент в процесі роботи.

Шар, присвоєний об'єкту при зборі, можна змінити на інший, перебуваючи в режимі редагування (активна закладка Правка на правій панелі інструментів).

Шар має ім'я (наприклад, Дорога сільська) і ідентифікатор (ID) - унікальний код шару. Шар містить інформацію про атрибути лінії і заливки, умовний знак, тощо. Шару можуть бути доступні (за вибором користувача) різні параметри, тобто поля бази даних, в які заносяться характеристики об'єктів. Шар має поле статусу, яке керує видимістю і редагуванням його об'єктів. Шари розташовуються в списку в певному порядку: вони можуть бути впорядковані по імені або за ідентифікатором. Ідентифікатор шару впливає також на ієрархію шарів, коли список зображується у вигляді " дерева".

Зміна шару об'єктів

Для зміни шару позначених об'єктів виберіть новий шар в випадаючому списку Шар на закладці Правка правій інструментальній панелі. Якщо ви клацніть правою кнопкою мишки на списку Шар, то на екрані з'явиться вікно зі списком, з якого також можна вибрати шар. Це вікно дозволяє легше орієнтуватися в довгому списку. Список можна сортувати й переглядати у вигляді " дерева" (якщо коди верств підтримують ієрархію). За замовчуванням список шарів у цьому вікні сортується таким методом, що був заданий при сортуванні в Менеджерові верств.

Менеджер шарів

У Менеджерові шарів (семантики) можна створювати і редагувати список шарів карти (крім фіксованих) і встановлювати їх атрибути: товщину, тип і колір лінії, колір і шаблон зафарбовування, умовний знак, доступні для шару параметри. Також можна записати список шарів у файл.

Ієрархія шарів

Використовуючи код шару (поле ID в Менеджерові шарів), можна організувати шари в ієрархічному порядку. Ієрархія дозволить переглядати шари у вигляді " дерева", щоб швидше орієнтуватися в довгому списку.

Ієрархія шарів будується наступним чином. Спочатку потрібно визначити число рівнів вкладеності " дерева", яка дасть число цифр коду. Найстарша цифра коду визначає групу шарів, наступна підгрупу і т.д. Всі коди повинні бути однієї довжини, тому відсутні праворуч цифри заповнюють нулями.

Фрагмент ієрархічного класифікатора:

20000000 Гідpогpафія

21000000 Водні об'єкти

21100000 Річки і струмки

21110000 Річки і струмки постійні

21120000 Річки і струмки пересихаючі

21130000 Річки, струмки підземні або пропадає

21140000 Ділянка pекі, pучья з криги

21200000 Озеро

21300000 Велике водосховище, Штучне море

Дана структура кодів підтримує максимально 8 рівнів вкладеності і 9 елементів в групі (у кожній гілці дерева), оскільки для нумерації усередині групи виділяється одна цифра. Така структура кодів дозволить мати до 99 елементів у групі за рахунок меншої кількості рівнів вкладеності - 4.

Максимальне значення коду не повинно перевищувати 2 000 000 000 (2 мільярди).

Редагування списку шарів

Для редагування списку натисніть кнопку Редагування на верхній панелі інструментів. Поки кнопка натиснута, список буде знаходитися в режимі редагування. Ви можете вільно переміщатися за списком в цьому режимі і модифікувати його вміст. Використовуйте клавішу для додавання нового шару. Натискання в останньому рядку списку викликає те ж дію. Використовуйте праву кнопку миші для виклику контекстного меню з функціями редагування. По завершенню редагування натисніть кнопку Редагування повторно.

Установка атрибутів (графічного представлення) шарів

Для зміни атрибутів шару (шарів) позначте потрібні шари і скористайтеся елементами управління на правій панелі інструментів. Всі її простір розбито на наступні групи:

Атрибути лінії (Line Attributes). Використовується для завдання кольору лінії зі стандартної палітри Windows, для завдання типу лінії. Поле редагування використовуйте для завдання товщини лінії на папері в десятих частках міліметра.

Тип шару (Layer Style). Використовуйте для завдання типу поміченого шару (шарів).

Підтримуються наступні типи шарів:

Полігон / полілінія (Polygon / Polyline). Відображається як послідовність точок об'єкта, з'єднаних прямими лініями. Цей тип має переважна більшість картографічних об'єктів.

Полігон / полілінія гладка (Polygon / Polyline Smoothed). Відображається як послідовність точок об'єкта, поєднана плавними лініями, які не обов'язково проходять через всі точки об'єкта. Цей тип зазвичай призначають для горизонталей.

Пікет (SpotHeight). Відображається у вигляді крапки. Цей тип призначають позначок висот, глибин і т.п.

Одиночний символ (Symbol). Відображається у вигляді точки (одиночного умовного знака). Цей тип мають колодязі, поодинокі дерева, стовпи і т.п.

Рамка і легенда (Frame and Legend). Відображається так само, як і Полігон / полілінію, однак шари з таким типом не відсікати по рамці при виведенні карти на друк. Такий тип використовують для елементів зарамкового оформлення.

Таблиця (Table). Відображається у вигляді таблиці, яка містить одну або декілька колонок тексту. Атрибути лінії, описані вище, визначають вигляд сітки таблиці. Для того, щоб сітка була невидима, потрібно присвоїти шару порожній тип лінії. Атрибути заливки визначають фон (або прозорість фону) таблиці.

Сітка ЦМР (DEM-Grid). Відображається у вигляді регулярної або нерегулярної сітки висот (цифрової моделі рельєфу). Сітка висот створюється процедурою відновлення рельєфу по растрової стереопарі (Растр | Відновлення рельєфу) або за допомогою інтерполяції з існуючих контурів і пікетів (ЦМР | Створити ЦМР).

Тріангуляційна мережа (TIN)

Являє собою мережу тріангуляції Делоне, яка будується за існуючими пікетам командою ЦМР | Створити TIN. Мережа тріангуляції може використовуватися для побудови вертикалей.

Розбиття по листах (Print Layout). Відображається у вигляді квадратів або прямокутників, що містять кути рамки листа карти. Розбиття по листах вставляється в карту командою Вставити | Розбиття на листи, а для встановлення рамки як поточної використовуйте Карта | Встановити рамку. Об'єкти розбивки по листах не виводяться на принтер при друку.

Група шарів (Group Layout). Даний тип шару використовується при експорті в деякі формати файлів, наприклад ArcView Shapefile, де об'єкти кожного шару (покриття) зберігаються в окремому файлі. Створення груп дозволяє зменшити кількість створюваних при експорті файлів об'єднуючи в групи подібні шари.

Атрибути зафарбовування (Brush Attributes). Використовується для завдання кольору зафарбовування зі стандартної палітри Windows, для завдання типу зафарбовування.

Статус шару (Layer State). Використовуйте для зміни статусу поміченого шару (шарів). Шар може перебувати в одному з наступних станів:

- Редагований (Editable) - дозволені всі операції над об'єктами даного шару.

- Позначуваний (Selectable) - об'єкти даного шару видимі і можуть бути помічені, проте не можуть редагуватися.

- Видимий (Visible) - об'єкти даного шару видимі, проте не можуть ні позначатимуться, ні редагуватися.

- Невидимий (Hidden) - об'єкти даного шару не відображаються на карті і не можуть ні позначатимуться, ні редагуватися.

Установка параметрів (полів бази даних), доступних для шару

Для зміни параметрів, які доступні для поміченого шару (шарів)Профіль, натиснувши кнопку на верхній панелі інструментів. У викликаному вікні зліва знаходиться список всіх параметрів карти, а праворуч - параметри, доступні для даного шару або шарів. Позначте потрібні параметри в лівому списку, а потім використовуйте кнопку Copy для перенесення їх в правий. Аналогічно, помітивши шари в правому списку, можна повернути їх за допомогою кнопки Remove. Кнопка Copy All дозволить перенести всі параметри з лівого списку в правий, а Remove All - очистити правий список. Використовуйте також подвійне клацання лівою кнопкою мишки на будь-якому з параметрів для перенесення його з одного списку в інший. Для додавання нових параметрів до списку використовуйте Менеджер параметрів.

Вибір умовного знака для шару

Для зміни умовного знака, поміченого шару (шарів) скористайтесь кнопкою на верхній панелі інструментів. У викликаному вікні висвітяться всі умовні знаки карти. Для редагування бібліотеки умовних знаків карти використовуйте Менеджер умовних знаків. Поряд із зображенням умовного знака присутній також і його тип, один з наступних:

Помітьте необхідну умовний знак і натисніть кнопку OK. Використовуйте також подвійне клацання лівою кнопкою мишки на будь-якому з знаків для його вибору та закриття вікна умовних знаків.

Редагування об'єктів

Деякі з операцій редагування викликаються з контекстного меню для відміченої точки об'єкта, а деякі - кнопками на закладці “Правка” правій панелі інструментів (група Операції з об'єктами).

Команда “Почати звідси” контекстного меню точки робить активну точку першим по порядку в об'єкті. Номери всіх інших точок теж відповідно змінюються.

- Команда “Реверс” змінює порядок точок в об'єкті на зворотний, тобто після виконання команди першою точкою в об'єкті стане точка, яка раніше була останньою (мала найбільший номер), і об'єкт змінить напрямок ходу на протилежне. Зазвичай ця операція застосовується для зміни орієнтації лінійного умовного знака (наприклад, укосу).

- Команда “За годинниковою стрілкою” забезпечує порядок проходження точок об'єкта за годинниковою стрілкою. Функція аналогічна дії кнопки Реверс, але дана команда не змінює об'єктів, точки яких вже розташовані за годинниковою стрілкою.

- Команда “Замкнути / розімкнути” з'єднує лінією першу і останню точки об'єкта, якщо вони не були поєднані до цієї операції, тобто замикає розімкнутий об'єкт. І навпаки видаляє останню лінію точку замкнутого об'єкта, тобто розмикає полігон.

- Команда “З'єднати” об'єднує всі помічені об'єкти в один.

- Команда “Комплексний об'єкт” створює об'єкт, який (через розрив) містить всі внутрішні об'єкти. Площа такого полігону буде дорівнює різниці площ основного контуру та його внутрішніх полігонів.

- Команда “Розділити” розбиває об'єкт, що складається з декількох частин (розділених ознаками розриву), на окремі об'єкти.

- Команда “Лінію в смугу” перетворює лінію в полігон-смугу заданої ширини.

- Команда “Вставити” вставляє в позначений об'єкт примикають об'єкти. Функція спрощує модифікацію об'єктів. Наприклад, потрібно замінити який-небудь фрагмент у середині горизонталі. Зберіть нову частину як окремий об'єкт, забезпечивши приєднання (захоплення) його решт до точок / лініях вихідного об'єкта. Помітьте вихідний об'єкт і натисніть кнопку Вставити.

- Команда “Об'єднати” створює сумарний полігон з усіх позначених об'єктів. Щоб скасувати видалення вихідних об'єктів використовуйте одноразово функцію відкату Правка | Скасувати.

- Команда Перетин будує перетин двох або декількох полігонів, тобто. виділяє їх спільну частину. Щоб скасувати видалення вихідних об'єктів використовуйте одноразово функцію відкату Правка | Скасувати.

- Команда Розширити / стиснути дозволяє створювати буферні зони заданої ширини навколо полігону або навпаки зменшувати полігон на задану ширину. Функція може застосовуватися для проектування доріг. Якщо перед викликом цієї команди замаркованих фрагмент об'єкта, то модифікована буде тільки маркована частину.

- Команда “Вгору / вниз“ піднімає / опускає об'єкти (змінюючи висоту всіх точок) на задану різницю. Це зручно для опускання будинків, зібраних по дахах на землю, за умови їх однотипності (однакової висоти / поверховості).

- Команда “Додати вузли” створює поодинокі об'єкти в кожній точці об'єкта. Це необхідно, наприклад, для того, щоб підписати відмітку висоти у кожної точки об'єкта. Відразу після створення можна змінити шар вставлених вузлів (наприклад, на шар Пікети).

- Команда “Символ вздовж контуру” використовується, коли необхідно точно зорієнтувати умовний знак вздовж будь-якого контура (наприклад, Будинки, не виражаються в масштабі вздовж вулиці чи кварталу)