Автоматизированная генерализация элементов рельефа
Автоматическая генерализация
К автоматическим способам генерализации относятся:
- автоматическое изменение размеров условных знаков при изменении масштаба отображения;
- автоматическое управление отображением объектов карты на основе диапазона масштабов отображения объектов или видов объектов на уровне классификатора карты.
Автоматическое изменение размеров условных знаков
Автоматическое изменение размеров условных знаков осуществляется при изменении масштаба карты в соответствии с их описанием в классификаторе.
При увеличении карты размер масштабируемых знаков (толщина линии, высота шрифта, габариты векторных знаков) меняется с отставанием от масштаба карты, если установлен картографический способ масштабирования изображения. Данный способ обычно используется при работе с готовой картой: для оценки местности, выполнения поисковых и вычислительных задач.
При чертежном способе масштабирования изменения размеров всех знаков пропорциональны во всех масштабах. При использовании данного способа вид карты на экране наиболее приближен к печатному виду. Способ используется при создании и редактировании карты, предназначенной для печати.
Выбор способа масштабирования выполняется в главном меню: Параметры – Масштабирование.
Выбор способа масштабирования объектов карты
Способы масштабирования (слева — картографический, справа — чертежный)
Управление отображением объектов карты на уровне классификатора карты
Управление отображением объектов карты применяется для улучшения читаемости электронной карты. При изменении масштаба отдельные объекты могут закрывать друг друга, что ухудшает визуальное восприятие карты.
Одним из правил, по которому выполняется генерализация, является видимость каждого объекта в заданном для него диапазоне масштабов отображения электронной карты. Совокупность нижней и верхней границ диапазона масштабов отображения (при которых объект будет виден) составляет границу видимости объекта. Границы видимости могут задаваться для вида объекта при создании цифрового классификатора района работ: Задачи – Редактор классификатора – Объекты (закладка) – Масштаб (закладка).
Если в заголовке окна редактора классификатора указано «только для чтения», то для редактирования классификатора необходимо закрыть программу ГИС «Панорама». Затем в свойствах файла отключить опцию «только для чтения» и открыть классификатор (RSC) или карту с редактируемым классификатором.
Установка в классификаторе границ видимости объекта
Пример отображения строений в разных масштабах
Алгоритмическая генерализация
К алгоритмическим способам относятся:
- общие процессы обработки метрики всех объектов (фильтрация метрики, объединение объектов и обобщение контуров);
- перекодировка объектов (упрощение видов объектов, смена локализации объектов);
- разрежение объектов рельефа (с учетом высоты сечения рельефа);
- упрощение площадной гидрографии (замена площадных рек на линейные);
- упрощение линейной гидрографии (с учетом значимости рек);
- упрощение дорожной сети (с учетом значимости дорог);
- упрощение населенных пунктов (с учетом значимости строений).
Фильтрация позволяет удалить лишние точки (расположенные на одной прямой или почти на одной прямой). Уровень фильтрации устанавливается в диалоге «Формирование номенклатурного листа карты».
Пример фильтрации метрики объектов (справа)
В процессе процедуры объединения объектов выполняется поиск соответствующих пар объектов вдоль линий сшивки с учетом семантики. Семантика сшиваемых объектов сохраняется из обоих объектов, исключая случай наличия у обрабатываемых объектов противоречивой семантики. При отсутствии одного из пары объектов, либо наличии противоречивой семантики, сшивка объектов не выполняется и выводится сообщение об ошибке в протокол ошибок. Настройка не проверяемых при сшивке семантик, исключаемых слоев и объектов выполняется в диалоге «Формирование номенклатурного листа карты». Сшивка объектов выполняется в соответствии с установленной величиной допуска для сшивки (в миллиметрах на карте).
Настройка условий сшивки объектов
Обобщение контуров предназначено для сглаживания метрического описания линейных и площадных объектов карты. Обобщение контуров выполняется с учетом имеющихся пространственных топологических связей в соответствии с установленной точностью сглаживания (в миллиметрах на карте).
Пример обобщения контуров объектов (справа)
Процедура перекодировки используется для смены классификатора карты. При этом выполняется настройка таблиц соответствия ключей объектов и кодов семантических характеристик классификатора исходной карты с ключами объектов и кодов семантических характеристик классификатора производной карты. В результате выполнения процедуры создается карта с новым классификатором.
Разрежение объектов рельефа
Разрежение объектов рельефа включает в себя генерализацию изолиний (горизонталей), а также генерализацию точечных объектов с абсолютной высотой (отметок высот, командных высот, пунктов ГГС). В процессе генерализации выполняется удаление или преобразование горизонталей, а также удаление или преобразование точечных объектов с абсолютной высотой. Вместе с удаляемыми горизонталями удаляются принадлежащие им бергштрихи и подписи.
Результирующая плотность отметок высот задается оператором.
Пример разрежения изолиний (справа)
Упрощение площадной гидрографии
Для упрощения гидрографической сети выполняется преобразование узких площадных рек в линейные, отключение видимости линейных рек с малой степенью значимости, сшивка и удаление малых площадных объектов гидрографии (пруды, озера, болота, водохранилища). В процессе процедуры генерализации площадных рек выполняется автоматическая замена участков площадных объектов, имеющих ширину менее допустимой (в миллиметрах на карте), на участки линейных объектов. Для исходной карты диалог позволяет задать площадные объекты гидрографии, притоки (линейные объекты гидрографии, втекающие в площадную реку), согласуемые объекты (площадные и линейные объекты, которые на производной карте будут согласовываться с новыми линейными объектами гидрографии). Для производной карты в диалоге задаются линейные объекты гидрографии, которые будут менять узкие площадные реки в соответствии с диапазоном ширины.
Пример упрощения площадной реки (справа)
Упрощение линейной гидрографии
При обработке линейных объектов гидрографии (реки, ручьи) выполняется назначение конкретным объектам диапазона видимости, соответствующего степени их значимости (например, степень значимости реки определяется длиной и характером ее расположения относительно других рек). В результате выполнения этой задачи в масштабе меньше базового менее значимые объекты линейной гидрографии отображаться не будут. Дополнительно выполняется назначение толщин рек: линейные реки разбиваются на фрагменты между притоками и каждому фрагменту назначается толщина (с увеличением от истока к устью).
Пример назначения толщин рек (справа)
Упрощение дорожной сети
Упрощение дорожной сети производится для линейных объектов с целью назначения конкретным объектам диапазона видимости, соответствующего степени их значимости. Степень значимости дороги определяется типом, длиной и характером ее расположения относительно других дорог. В результате выполнения этой задачи в масштабе меньше базового менее значимые дороги отображаться не будут.
Пример упрощения дорожной сети (справа)
Упрощение населенных пунктов
При обработке населенных пунктов выполняется упрощение дорожной сети, сшивка малых площадных объектов (кварталы), уменьшение количества строений малой значимости, выравнивание строений относительно близлежащих дорог. Более высокую степень значимости имеют площадные, линейные строения и точечные знаки особых строений (антенна, больница, школа). Малую степень значимости имеют внемасштабные точечные и векторные строения.
В результате упрощения населенных пунктов карта содержит выделенные строения, рекомендуемые для удаления.
Пример упрощенных кварталов и выборка строений малой значимости (справа)
Пример выборки строений малой значимости после выравнивания относительно близлежащих дорог (справа)
Подготовка входных данных
Входными данными генерализации является топографическая карта в формате MAP или MPT (SIT, SITX). Топографическая карта должна быть представлена в виде номенклатурных листов, ограниченных рамкой. Выполнение генерализации карты предполагает наличие исходных данных, не содержащих ошибок. Наличие ошибок в метрике и семантике объектов карты препятствует корректной обработке данных. Поэтому перед выполнением генерализации необходимо выполнить:
- общий контроль карты;
- контроль абсолютных высот;
- контроль согласования объектов смежных листов.
Общий контроль карты выполняет:
- проверку структуры записей паспорта, метрических и семантических данных;
- поиск объектов и семантик с ошибочными кодами, отсутствующими в цифровом классификаторе карты;
- проверку допустимости семантических характеристик объектов;
- поиск объектов с вырожденными и самопересекающимися контурами;
- проверку топологического согласования контуров близлежащих объектов.
Контроль абсолютных высот выполняет проверку топологии геодезических пунктов, отметок высот и горизонталей, определение направления цифрования горизонталей. Контроль согласования объектов смежных листов выполняет согласование точек площадных и линейных объектов смежных листов, выходящих на общие границы. При обнаружении ошибок в результате контроля данных необходимо выполнить исправление ошибок и повторный контроль данных. При отсутствии ошибок выполняется генерализация.
Порядок выполнения алгоритмической генерализации
Генерализация ЦТК используется для преобразования карты исходного масштаба в карту более мелкого (производного) масштаба. Комплекс позволяет выполнять автоматизированное картосоставление цифровых топографических карт масштабов 1:50 000, 1:100 000, по цифровым топографическим картам масштабов 1:25 000, 1:50 000.
Процесс преобразования карты состоит из ряда этапов:
- формирование номенклатурного листа карты производного масштаба;
- перекодировка объектов (смена классификатора);
- генерализация рельефа;
- генерализация площадных рек;
- установка границ видимости линейных рек;
- установка границ видимости дорог;
- генерализация малых объектов;
- обработка карты по сценарию.
Формирование номенклатурного листа карты производного масштаба выполняется в каталоге исходной карты с именем, соответствующем номенклатуре производного листа. При перекодировке объектов выполняется смена классификатора карты. Производная карта формируется во вложенном каталоге исходной карты (Newmap). Имя паспорта карты сохраняется. При выполнении каждого этапа информация о нем записывается в журнал регистрации процессов генерализации (диалог «Параметры генерализации»).
Генерализация рельефа (с. 76-79)
При генерализации рельефа главным является правильное отображение типов рельефа, морфологических особенностей рельефа (происхождения), передача горизонтального и вертикального расчленения местности, характера профиля склонов. Главными факторами, влияющими на проведение его генерализации, являются назначение, масштаб карты и особенности типов рельефа: высокогорного, среднегорного, мелкосопочника и др.
Выполнить грамотно генерализацию можно лишь в том случае, если исполнитель хорошо понимает рельеф местности и может правильно отнести ее к определенному морфологическому типу.
Генерализация рельефа в основном заключается в отборе и обобщении горизонталей, его форм, в исключении незначительных деталей изображаемых форм. Необходимо выделить самые важные формы, характерные для данного типа рельефа.
Обобщение форм рельефа производится за счет перехода к большей высоте сечения рельефа и обобщению рисунка горизонталей.
На крупномасштабных топографических картах рельеф изображается с большой подробностью и генерализация его минимальная, исключаются лишь мелкие детали. На этих картах требуется передача точного местоположения горизонталей. Так как на топографических картах картографируется небольшой участок местности, для изображения рельефа применяется постоянная шкала сечения рельефа: в зависимости от масштаба и типа рельефа горизонтали проводятся через 5 метров – либо через 10 метров и т. Д
На мелкомасштабных картах необходимо правильно продумать и установить шкалу сечения рельефа. Так как с уменьшением масштаба картографированию подлежит территория больших размеров с разными типами рельефа, то требуется переход от шкалы с постоянной высотой сечения рельефа к переменной шкале. Переменная высота сечения означает, что горизонтали проводятся не через одинаковые интервалы (5, 10, 20 м и т. д.), а так, чтобы отразить характерные элементы рельефа. Это особенно важно для карт, на которых показываются разнообразные типы рельефа. Для лучшей передачи рельефа наносятся дополнительные горизонтали.
При изображении рельефа на мелкомасштабных картах требуется проводить значительную генерализацию. Отдельные мелкие детали, не существенные для данного масштаба, исключают, а характерные особенности подчеркивают. Следует помнить, что рельеф очень тесно связан с гидрографией. Отбор форм рельефа для большинства районов связан с отбором речной сети, так как горизонтальная расчлененность рельефа чаще всего зависит от густоты рек.
На орографической схеме отмечают основные формы и элементы рельефа, которые необходимо будет нанести при составлении карты
Составление рельефа, как правило, начинают с нанесения структурных линий рельефа (водораздельные линии, тальвеги, бровки и подошвы), далее отмечают пересечения горизонталей с орографическими линиями (определяется замыкание горизонталей). После этого составляют отдельные формы рельефа в соответствии с принятой шкалой сечения.
Изображение растительного покрова и грунтов, их классификация. Генерализация растительного покрова и грунтов (с. 79-81)
Географические карты разных масштабов имеют очень большое значение в изучении растительного покрова земной поверхности. Поэтому растительный покров и грунты очень подробно изображаются на всех видах государственных топографических карт. Кроме того, создаются специальные карты растительности, грунтов, заповедников, карты лесного кадастра, лесоустроительные и др. В настоящее время при создании различных карт растительности очень широко используются данные дистанционного зондирования.
При изображении растительности на картах она классифицируется по жизненным формам, т. е. по внешнему виду. При этом выделяют растения с деревянистыми стеблями (деревья, кустарники, кустарнички), растения переходного типа (полукустарники), травянистые растения, мхи и лишайники.
Леса при их изображении на картах подразделяются:
По составу на хвойные (ель, пихта, сосна, кедр, лиственница), лиственные (береза, клен, дуб и др.) и смешанные, имеющие в составе и лиственные, и хвойные породы. Преобладающие породы деревьев указываются подписями.
При изображении смешанного леса указываются две основные породы. К смешанным
лесам относят такие, в которых деревья одной породы составляют не более 80 % древостоя.