От бумажной карты к ГИС. Опыт векторизации топографических карт в среде Spotlight

Векторизация

Оговоримся сразу: «Тюменбургаз» ведет работы по векторизации карт тундровых областей, где практически отсутствуют населенные пункты, крайне бедна растительность, но часто встречаются области болот и заболоченности (рис. 2).

Формат обмена данных Mapinfo накладывает жесткие ограничения на используемые типы графических объектов[1]: допустимы лишь точка, линия, ломаная (полилиния), область (замкнутая полилиния), дуга, текст, прямоугольник, скругленный прямоугольник, эллипс. Определиться с тем, какие типы объектов мы должны получить, лучше до начала векторизации. Присутствие в MIF-файлах объектов типа «текст» нежелательно: весь текст на топографической карте является либо обозначением уровня (отметки), либо сообщением о свойствах какого-либо объекта — другими словами, его атрибутом. Кроме того, для пересчета MIF-файлов из одной координатной системы в другую мы используем программу «Geographic Calculator 4.01», а с объектами типа «текст» эта программа работает, мягко говоря, некорректно. Объект типа «дуга» вполне может быть частью полилинии, описывающей горизонталь или ручей, но крайне неудобен при векторном редактировании (это личное мнение автора, с которым вы, разумеется, вправе не согласиться). Поскольку в нашем случае почти не встречаются населенные пункты, то и объекты правильной формы (прямоугольники, скругленные прямоугольники и эллипсы) создавать не приходится — по крайней мере в автоматическом режиме…

Наибольший объем работ по векторизации топокарт приходится на оцифровку рельефа и гидрографии. Первое место прочно удерживают горизонтали. Их удобно оцифровывать в автоматическом режиме — горизонталями является большинство объектов коричневого цвета. А вот при оцифровке гидрографии выяснится, что синим цветом на карте обозначено слишком много объектов. Так что для векторизации рек, ручьев и т. д. удобнее использовать трассировку. Но и горизонтали, и ручьи, и границы озер и рек желательно получить в виде полилиний и замкнутых полилиний, поэтому окончательный набор объектов для конверсии выглядит так, как это показано на рис. 5.

Вывод из опыта работы: если необходимо оцифровать одни только объекты гидрографии (например, для строительного проектирования, оформления земельных отводов крупных объектов), то использование трассировки по цветному растру повышает производительность в 2–2,5 раза. Применение автоматической векторизации при полной оцифровке листа карты ускоряет работу в 4–5 раз. Не сочтите это рекламой, но я искренне восхищен возможностями программы Spotlight Pro! Впрочем, вернемся к процессу оцифровки.

Выполнив бинаризацию оттенков коричневого цвета, получаем внедренный растр, при осмотре которого можно заметить, что он требует некоторого редактирования. В областях с большой плотностью горизонталей происходит слияние растровых линий (рис. 6), и программа вряд ли сможет самостоятельно разобраться в этой мешанине.

Справиться с ситуацией помогает инструмент . Несколько движений мышью — и внедренный растр приобретает осмысленный вид (рис. 7).

В ситуациях, подобных той, что приведена на рис. 8, используется инструмент .

Поскольку после векторизации потребуется время на редактирование векторной линии, проще привести растр к виду, представленному на рис. 9. По окончании редактирования растра достаточно будет выполнить операцию заливки дырок, и такие объекты будут распознаваться как одна непрерывная полилиния.

Итак, весь процесс оцифровки листа карты сводится к следующим процедурам:

• бинаризация рельефа (оттенки коричневого цвета);

• преобразование растра в векторы;

• редактирование полученных векторов (расслоение, задание уровней и атрибутов, объединение разрозненных полилиний и т. п.);

• трассировка объектов гидрографии;

• оцифровка оставшихся объектов вручную (консервативно настроенным пользователям AutoCAD рекомендую проделать эту часть работы в любимой программе: нажмите Сохранить как… и выберите формат DWG).