Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Октября 2012 в 14:35, курсовая работа
Целью в данной курсовой работе является освоение методов создания цифровой модели карт таким способом, как преобразование растрового изображения в векторное
Введение
3
1
Разработка классификатора условных знаков
5
2
Улучшение качества растрового изображения
7
2.1
Регистрация растрового изображения
7
2.2
Оценка качества растрового изображения
9
2.3
Расчет калибровочных пар
13
2.4
Калибровка изображения в програмном обеспечении Spotlight Pro
16
3
Векторизация
22
3.1
Создание слоев
22
3.2
Библиотека условных знаков
24
3.3
Особенности графического редактирования
25
4
Создание отчёта
30
Заключение
31
Список литературы
32
Приложение А – Цифровая топографическая карта M-44-XXXVI
33
Приложение Б – Классификатор условных знаков, применяемых для создания цифровой топографической карты M-44-XXXVI в масштабе 1:200000
34
Приложение В – Прямоугольные координаты калибровочных пар
41
Для того чтобы все объекты указать с достаточной точностью, необходимо работать при увеличении минимум в 5 раз.
3.3.1 Горизонтали
Для рисовки горизонталей в MapInfo использовался дополнительный модуль – MICAD или miCadUtils. Данный модуль расширяет возможности MapInfo при работе с графическими объектами. В нашем случае использовалась функция – «Создание сглаженной полилинии с использованием В-сплайн интерполяции». Данная команда вызывается нажатием пиктограммы на панели «Пенал +». Выбрав этот инструмент, нужно нарисовать обычную полилинию. После двойного щелчка мыши в конце углы сглаживаются, и получается плавная линия. Используя кнопку на панели «miCadUtils настройки» можно настроить параметры сглаживания полилиний – количество сегментов интерполяции. Стиль линии и её толщина задаётся так же, как и для обычной линии.
3.3.2 Полигоны
Полигон – это простой площадной объект. «Простой» означает, что он состоит из единственной замкнутой фигуры. Для создания подобных объектов служит инструмент «Полигон». Указатель необходимо поместить в точку, с которой хотите начать рисование, и щелкнуть левой кнопкой мыши, а затем перемещать указатель так, чтобы линия совпадала с контурами на карте, изменение направления линии фиксируется одним нажатием левой кнопки мыши. Для замыкания ломаной дважды нажимается левая кнопка мыши, после чего соединяется первая и последняя точки.
Полигон строится так же, как и полилиния, отличие лишь в том, что двойным щелчком мыши полилиния замыкается и создаётся площадной объект. Двойным щелчком по территории этого полигона можно вызвать диалоговое окно, в котором указана его площадь и периметр. Это очень удобно при дальнейшей работе с цифровой картой. В этом же окне можно нажатием кнопки «Стиль» изменить заливку и границы полигона. Если несколько полигонов расположены рядом и имеют общие границы, нельзя, чтобы полигоны накладывались друг на друга или между ними оставался промежуток. Чтобы избежать таких неточностей, можно использовать функцию «Узлы». Она включается нажатием кнопки S на клавиатуре.
Если общих узлов слишком много, такой метод будет слишком трудоёмким. Легче в этом случае использовать функцию «Обрезать». Её используют, когда необходимо для двух полигонов, наложенных друг на друга, сделать одну общую границу. Чтобы выполнить обрезку одного полигона относительно другого, нужно выделить тот полигон, относительно которого она будет производиться, затем вызвать контекстное меню нажатием правой кнопки мыши, в нём выбрать меню «Объекты», а затем пункт «Выбрать изменяемый объект». После этого нужно щелчком левой кнопки мыши указать тот полигон, от которого нужно отрезать часть. Снова вызывается контекстное меню, затем меню «Объекты», и затем пункт «Удалить часть». В результате на карте останутся два полигона, имеющие общую границу, без наложения и без промежутков.
3.3.3 Цвета
При выводе цветных компьютерных карт на печать тем или иным способом, неизбежно возникает проблема обеспечения точности при передаче исходных цветов оригинала. Эта проблема возникает по целому ряду причин.
Во-первых, сканеры и мониторы работают в аддитивной цветовой модели RGB, основанной на правилах сложения цветов, а печать осуществляется в субтрактивной модели CMYK, в которой действуют правила вычитания цветов.
Во-вторых, способы передачи изображения на мониторе компьютера и на бумаге различны.
В-третьих, процесс репродуцирования происходит поэтапно и осуществляется на нескольких устройствах, таких как сканер, монитор, фотонаборный автомат, что требует их настройки в целях минимизации искажений цвета на протяжении всего технологического цикла - процесс калибровки.
Модель RGB (рисунок 21). Цветовая модель RGB (R – Red – красный, G – Green – зеленый, B – Blue – синий) используется для описания цветов, видимых в проходящем или прямом свете. Она адекватна цветовому восприятию человеческого глаза. Поэтому построение изображения на экранах мониторов, в сканерах, цифровых камерах и других оптических приборах соответствует модели RGB. В компьютерной RGB-модели каждый основной цвет может иметь 256 градаций яркости, что соответствует 8-битовому режиму.
Рисунок 21 – Цветовая модель RGB
Модель CMY или CMYK (рисунок 22). Цветовая модель CMY (C – Cyan – голубой, M – Magenta – пурпурный, Y – Yellow – жёлтый), используется для описания цветов, видимых в отраженном свете (например, для цвета краски, нанесенной на бумагу). Теоретически сумма цветов CMY максимальной интенсивности должна давать чистый черный цвет. В реальной же практике из-за несовершенства красящих пигментов краски и изначальной неустойчивости к голубому цвету при цветоделении, сумма голубой, пурпурной и желтой красок дают грязно-коричневый цвет. Поэтому в печати используется еще и четвертый краситель – черный, который дает насыщенный, однородный черный цвет. Его применяют для печати текста и оформления других важных деталей, а также для корректировки общего тонального диапазона изображений. Насыщенность цвета в модели CMYK измеряется в процентах, так что каждый цвет имеет 100 градаций яркости.
Рисунок 22 – Цветовая модель CMY
Существуют и другие цветовые модели, например, HSB, CIE Lab, но указанные выше RGB и CMYK наиболее распространены. При выполнении данной курсовой работы использовались именно они. Увидеть, какие цвета использовались для векторизации, и как они представлены на бумаге, можно в таблице 1.
Таблица 1 – Цвета, применяемые при выполнении курсовой работы
Объект или цвет |
Цветовая модель CMY |
Цветовая модель RGB | |
Моря, реки, озера (внутренняя заливка) |
Красный |
168 | |
Зеленый |
218 | ||
Синий |
253 | ||
Береговые линии, реки (линейные знаки) |
Красный |
81 | |
Зеленый |
142 | ||
Синий |
171 | ||
Рельеф |
Красный |
200 | |
Зеленый |
105 | ||
Синий |
77 | ||
Растительность |
Красный |
160 | |
Зеленый |
205 | ||
Синий |
114 | ||
Грунтовые дороги с улучшенным покрытием |
Красный |
238 | |
Зеленый |
133 | ||
Синий |
43 | ||
Красный |
Красный |
255 | |
Зеленый |
45 | ||
Синий |
45 | ||
Черный |
Красный |
0 | |
Зеленый |
0 | ||
Синий |
0 |
3.3.4 Точечные объекты
Точечные объекты помечаются символами. Для создания векторного символа можно использовать приложение Symbol (Символ), загрузив его в каталог программ. Для этого нужно выполнить следующие действия: «Программы» – «Каталог программ» – «Загрузить» Symbol (Символ). Это приложение позволяет создавать, редактировать или удалять символы MapInfo. Созданные символы становятся частью стандартного набора символов MapInfo.
Также для создания точечного объекта можно использовать TrueType шрифт UZ200000.ttf. Для нанесения объекта на слой выбирается инструмент «Символ», курсор помещается в нужное место карты, и нажимается левая кнопка мыши.
4 СОЗДАНИЕ ОТЧЕТА
Окончательное представление картографической информации осуществляется с помощью функции «Отчет».
В окне Отчета можно размещать карты, графики, списки и все другие возможные окна MapInfo Professional, комбинировать их для вывода на печатающее устройство с учетом размещения на листе. Любые открытые окна можно перенести в Отчёт, изменить размеры и расположение на листе и тем самым добиться наиболее выразительного графического представления данных. Добавив текст можно получить законченный макет.
Как показано ранее, основными результатами работы ГИС MapInfo являются таблицы и карты. И то и другое можно оформить в виде отчёта для печати (приложение А). Если в отчёт включена карта, то, как минимум, необходимо указать её масштаб. Масштаб легко определяется во время создания отчёта.
В приложении А приведена цифровая картографическая основа, само приложение выполнено в форме отчёта Mapinfo.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В связи с развитием науки и техники, компьютеризируются все сферы жизнедеятельности общества, возникают более совершенные и удобные программы, использующиеся для отображения и расчетов геодезической информации. Последние десятилетия ознаменовались бумом в области применения карт, и связано это с возникновением Географических информационных систем, воплотивших принципиально новый подход в работе с пространственными данными.
При выполнении курсовой работы были выполнены все поставленные задачи. Был разработан классификатор условных знаков, который содержит все условные знаки, присутствующие на исходной растровой карте, а также класс, тип и подтип условных знаков. Каждому знаку присвоен уникальный код. Были изучены и рассмотрены способы регистрации растровых карт и уменьшения их погрешности. В результате регистрации данной карты погрешность получилась равная нулю.
Также при выполнении курсовой работы были изучены возможности программы Spotlight Pro 7.0, которая использовалась для калибровки растрового изображения. В результате калибровки данной карты искажения исходного растра были сведены к минимуму.
Была разработана библиотека условных знаков для масштаба 1:200000.
При создании электронной топографической карты в Mapinfo использовался принцип послойной векторизации, каждый слой содержит однотипные объекты, т.е. объекты исходного растрового изображения сгруппировались в соответствии со своим значением в отдельные слои, каждый такой слой векторизовался независимо от остальных слоёв. Всего было создано 16 слоёв. Полученная цифровая топографическая карта была оформлена в виде отчёта.
В результате проделанной работы был изучен и освоен один из способов получения цифровой карты с помощью ГИС MapInfo Professional – преобразование растрового изображения в векторное. Применяя этот способ, получен цифровой вариант исходной топографической карты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Калабаев Н. Б. «Географические информационные системы и цифровое картографирование», Алматы 1998 г.
2. Кошкарев А. В. «Картография и геоинформатика», Изв. АН СССР, сер. геогр., 1990 г.
3. Справочник ГИС MapInfo Professional.
4. Учебник Spotlight Pro 7.0.
5. http://www.cad.kz/.