Ввод данных в среду ГИС. Устройства ввода графической информации и изображений

(Процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой). Технические средства ГИС условно можно подразделить на 3 большие группы: Универсальные: персональные комп., который позволяет обрабатывать инфо, а также использ.при вводе-выводе инфо. Специфические:графопостроители, цифровой дигитайзер, плоттеры. Все технич.средства ГИС подразделены на систему ввода, обработки, хранения и вывода инфо. На этапе ввода использ.сканеры, а также данные др.цифров.источников. Плоттеры, графопостроители,принтеры перевод. в др.источники. Т.к. инфо присутствует в разных формах от ее вида зависит с какой быстротой точности она будет переведена в цифровой вид. Исторически сложилось так, что первыми технич.средствами ввода пространственной инфо были дигитайзерные технологии(позднее сканеры). Их иногда называют полуавтоматизирован.технологиями: оператор обводит объекты на карте, а координаты пересылает на комп. Автоматич.фиксируются элементы рисунка построчно. Эти 2 технологии с 80-х г.шли параллельно, были конкурентными. Картогр.материалы могли быть усиленно оцифрованы как при сканировании, так и при дигитайзерной технологии. Здесь перед пользователями стоит задача выбора нужной технологии. Ряд факторов, которые определяли выбор технологий: - состояние картогр.материала; - наличие технич.средств программного обеспечения; - наличие специалистов или технологий; - стоимость ввода. Стоимость ввода инфо включала 80% по времени и материальнам затратам. В последние годы все больше появляется идей автоматич.перевода картогр.инфо в цифровой вид. Появляется ряд программ, которые позволяют это делать, но стало возникать много проблем с автомат.вводом, т.к. в основе большинства ГИС использ. топограф.карты, а они очень сложные, следовательно автоматичность полностью практически невозможна. Методы ввода инфо: 1. с клавиатуры атрибутивная инфо; 2. с помощью полуавтоматич.технологий – дигитайзеры; 3. с помощью автоматич.технологий – сканеры; 4. ввод инфо с др.цифровых источников; 5. метод ввода инфо с голоса.

Дигитайзерная технология перевода картогр.инфо. Первой технологией были дигитайзеры (Д.), возникшие в 70-е г. Сначала они были механическими, затем улавливали звук через микрофон. Д. далее были современными. Вся поверхность планшета пронизана сеткой проводов, которая создает магнитное поле, над поверхностью перемещается мышка, которой это поле управляется. По формату Д.:А3, А0. Разл. по внешнему виду и технич.обеспечению: простейшие от однотипных до сенсерных. Цена: от неск.тыс.руб до 50 тыс.руб.(сенсорные). Фирмы: CalComp, Hitachi. Дигитайзерная технология. Классическая схема: 1) подготовка исходной карты к оцифровке; 2) выделение слоев и объектов; 3) составление ведомости на объекты; 4) непосредственная оцировка объектов; 5) занесение атрибутивной инфо в базу данных; 6) согласование пространств. и атрибут.инфо. Процесс цифрования – перевод пространств.инфо в цифров.форму. Точки, линии, полигоны оцениваются по координ. Х, У. При оцифровке (характерно для дигитайзеров и сканеров) использ.следующие цифровые примитивы: т.к. все окружающее нас пространство невозможно перенести в цифровой вид с нужной детальностью, выбирают определен.модель пространства с определ.обобщением и генерализацией. Точечные объекты хар-ся парой координат Х, У; отрезок, соедин. 2 точки; дуга – упорядочный набор связанных отрезков. Дуги могу быть как замкнутые, так и разогнутые. Полигон – 1 дуга или набор дуг, огранич. замкнут. пространство. Узлы – неск.видов: висячий – хар-ет окончание дуги, псевдоузел – разбивает дугу на 2 (начало и конец может совпадать), нормальный – соедин.3 или более дуги. Цифровой слой карты – набор служебных файлов, в котором хранится инфо о всех пространств.объектах, которые оцифровываются. Тематич.картогр.слой – цифровые слои карты с тематич.принадлежностью. Цифровая модель геосистемы – набор тематич.цифровых карт на какую-либо территорию.Т.к. при создании карт использ.разные основы (бумага, пластик, металлы) необходимо убедиться, что дигитайзер может оцифровывать с таких источников. Выбирают контрольн.точки, которые служат в 2 целях: 1) привязка карты к столу дигитайзера; 2) предназначена для пересчета координат от исходных дигитайзера в необходимую систему координат на выходе. Карта разбивается на тематические слои. Производится оцифровка 2 основными методами: 1) дигитанизация по точкам; 2) дигитанизация потоком. «-» каждый человек по-своему оцифровывает объект, хотя должна быть объективная картина; «+» фацлы,которые получаются на выходе,компактные, удобные для дальнейшей обработки. Для деятельности потоком необходимо спец.свежей перо. Инструмент настраивается на прохождение по времени или по длине пути. По времени: через определ.времен.интервал, автоматич. сигнал о паре координат поступает в память компа. А по длине пути: выбирается определ.отрезок. «-» на выходе получаются довольно большие файлы; «+» производительность оцифровки увеличивается, если опытный оператор. Чем качественнее производится оцифровка, тем меньша работ по редактированию потом представляется. Многие программы, которые использ. при переводе картогр.инфо в цифровой вид, имеют ряд функций, позволяющие оператору корректно оцифровывать карту. Geo Draw v 3.1 ввод атрибут.инфо: после редактирования приступают к вводу атрибут.данных. Согласование атрибут.инфо с пространств.инфо. Пересчет по контрол.точкам всех цифровых покрытий в необх.систему координат. Трудности при оцифровки и недостатке этой технологии. Современ.дигитайзеры с точностью 0,1 мм. Бумажные карты с течением времени подвергаются деформации и все эти источники переносятся в базу данных. Раньше тематич.карты создавались в ущерб пространств.части, показу тематич.содержания.

Сканирующая технология (сканер). С появлением сканирующих устройств они стали широко применятся в рамках ГИС при получении растровых образов карт. Сканер позволяет создать электронную копию изображения для последовательной ее обработки и использ.в рамках ГИС. В 2 вариантах: 1) получение тематич.векторных слоев из растровых изображений; 2) в качестве растровой подложки для наглядности в рамках проекта. Сканеры бывают 2 видов: 1) способу подачи исходного материала для сканирования (барабанные, планшетные), по принципу считывания инфо (на просвет, на отражение), по глубине цветопередачи (бит инфо на 1 точку) – (штриховые, полутоновые, цветные). Геометрич.точность и разрешение сканеров, скорость сканирования, формат исходных материалов, форматы создания изображений. Использ.планшетный и барабанные сканеры. Планшетные: в производстве исп-ся сканеры формата А1. А0. Принцип их работы: внутренняя люминисцентная лампа и фотоэлемент, который собирает отраженный или прошедший сигнал. Совр.планшетн.проффес.сканеры позволяют получать изображение максимум до 2000дПи. Чем выше изображение, тем точнее можно привязать растровый массив к какой-то системе координат. Барабанные сканеры использ.на производстве. На барабан помещается сканируемый материал, вдоль оси перемещается головка сканера, которая сканирует инфо. Практически все современные сканеры имеют высокую цветопередачу и на выходе создают растровый массив. Сохраняют в стандартных форматах изображения *.tiff-самый качественный, *.gpeg, *.gif, *bmp, *.pcx. Есть форматы, которые архивируют (уменьшают) изображение с небольшой потерей инфо, и с большой. Для сканир.технологий создаются спец-ое программное обеспечение (ПО). ПО бывает 2 видов: 1) для привязки и создания векторных тематич.карт из растрового массива; 2) программа для обработки растровых массивов с целью получения качеств.инфо. Сканирующие технологии – требования к сканированию: картогр.материалы, которые подлежат сканированию должны быть чистыми. Линии при сканировании должны быть не менее 0,1 мм. Редакторы улавливают лучше линии с разрывом, чем слившиеся линии. Технологии: 1) сканироавние. Достаточно для создания сред по точности проектирования с растровым массивом с разрешением 600 дПИ; 2) привязка инфо к системе координат. Исходные координаты: мм. Чем выше разрешение, тем точнее будет привязка. 2 технологии: 1) оцифровка при подложки при помощи мыши; 2) автоматизированные технологии. Умение программы распознать необходимые для оцифровки объекты, умение обходить препятствия, возникшие на пути. Программы имеют настройки на скорость принятия решений. В сравнении с дигитайзер.технологией, точность сканир.технологий выше. Математич.жесткая привязка к центру растрового массива. (Процесс цифрования растрового изображения на экране компьютера называют векторизацией) Современные векторизаторы позволяют добавлять атрибут.данные, создавать базу данных. Возможности векторизаторов по использ.автоматич.оцифровки сильно зависит от качества исходн.картогр.материала. В наст.вр. больший уклон делается в сторону сканерн.технологий. Автоматич.цифрование – впервые заявлено в начале 90-х г, когда появляется ряд программ, которые позволяют ряд тематич.карт цифровать в автоматич.режиме.

Др.виды инфо. Критерии выбора ввода инфо в среду ГИС. Сейчас много цифровой инфо на разл.территории и форматы данных. В рамках современных ГИС очень важен модуль экспорта и импорта инфо, который позволяет адаптировать данные др.систем к своему формату. Автоматизированная съемка –положение объектов на заданном плане в горизонтальном и вертикальном направлениях. Данные GPS съемк и – определение положения объектов на заданном плане. Позвол.получать координаты объектов в плане до 1 см. и высоте до 2 см. Критерии к выбору формы ввода данны х – для изображения предпочтение сканирование. По тематич.принадлежность есть базы пространств.инфо высокоточные. Необходиом исходить из того, какое программное обеспечение есть.