Przetwarzanie map analogowych do

formy wektorowej

WPASOWANIE I

WEKTORYZACJA RASTRA

4 wykład

Dr hab. inż. Elżbieta Lewandowicz

2009 r.

Mapa analogowa

Dokładność mapy

analogowej

• Błędy wrysowania siatki krzyży
• Błędy kartowania współrzędnych osnowy
• Błędy kartowania treści mapy
• Deformacja materiału kartograficznego

Dokładność mapy analogowej

± 0,2 mm w skali mapy

1: 500 - 0.2 mm w skali mapy = 0.10m

1:1000 - 0,2 mm w skali mapy = 0,20m

1:2000 - 0,2 mm w skali mapy = 0,40m

Przetwarzanie map

analogowych

Mapa rastrowa

•Wektoryzacja rastra

(digitalizacja
ekranowa)

Mapa wektorowa

Mapa analogowa

Skanowanie

Wpasowanie rastra

Dokładność mapy

analogowej

+ błędy mapy
analogowej

+ błędy skanowania

+ błędy wpasowania

+ błędy wektoryzacji

Dokładność mapy

wektorowej

Mapa hybrydowa

Dokładność mapy

przetworzonej

(skala bazowa 1: 500)

Błąd położenia
punktu

10 cm

Błąd położenia
punktu

40 cm

Źródło: dr inż. Adam Doskocz

Porównanie

Mapa rastrowa Mapa wektorowa

(wizualizacja danych) (wizualizacja i przetwarzanie danych)

Obraz rastrowy

to skanowany obraz mapy

analogowej - zapisany za pomocą

pikseli

Wielkość piksela

Rozdzielczość-
liczba pikseli na cal
długości

Opracowanie danych

numerycznych

z materiałów analogowych

1. Skanowanie pierworysów analogowych arkuszy
mapy

:

•wykonać z rozdzielczością około 400 dpi

•zapisać w formacie TIFF lub BMP, JPG, …

2. Wpasowanie rastra w układ współrzędnych –
kalibracja rastra z określeniem błędu
wpasowania:

•stosujemy transformacje:

•Helmerta - zmiana skali, obrót, przesuniecie

•Afiniczna- zmiana skali w osiach, obrót,
przesunięcie

•Inne

•otrzymujemy raster z podaną georeferencją -
zalecany format zapisu - GEOTIFF

3. Wektoryzacja rastra -digitalizacja ekranowa

•Edycja mapy wektorowej w oparciu o obraz
rastrowy

Wpasowanie rastra w układ

współrzędnych (punkty dostosowania)

Dane:
Skanowany arkusz mapy

Punkty dostosowania : punkty jednoznacznie widoczne na
skanowanym obrazie mapy, których znane są współrzędne terenowe
w przyjętym układzie współrzędnym (2000, 1965, 1992,.) np.

punkty naroży arkusza mapy
punkty siatki krzyży

punkty osnowy geodezyjne
punkty załamania granic działek
punkty narożników budynków
inne punkty wyraźnie widoczne

Obliczenie parametrów transformacji i błędu transformacji w
oparciu o współrzędne punktów dostosowania

Wpasowanie rastra – operacja matematyczna na obrazie rastrowym w
oparciu o wyliczone współczynniki transformacji polegająca na
rozciągnięciu, skręceniu rastra

Znane współrzędne
terenowe

Współrzędne terenowe
znane z dokumentacji lub
wyznaczone za pomocą
dodatkowego pomiaru

Wpasowanie rastra

(obracanie, rozciąganie obrazu mapy)

w oparciu o wyliczone parametry transformacji na

podstawie współrzędnych punktów dostosowania

Nie można zrobić tego bezbłędnie, zawsze z jakimś przybliżeniem – błędem

transformacji określonym na podstawie współrzędnych punktów

dostosowania

Skanowanie, wpasowanie i wektoryzacja

rastra

modernizacja mapy analogowej do postaci

wektorowej

Dane przestrzenne w postaci wektorowej

To przyjazna forma danych do przetwarzania:

–

różnych wizualizacji

–

zarządzania danymi

–

wykonywania analiz przestrzennych

Ciekawostka - historia

(kalibracja, georeferencja, wektoryzacja, digitalizacja ekranowa)

≈ 1995 r. zapoczątkowano przenoszenie materiałowa

analogowych do postaci numerycznej bez wskazania ścisłych

procedur.

Nowe wymagania:

• mapy rastrowe, których proces kalibracji nie był

przeprowadzony przy wykorzystaniu ortofotomapy należy

opracować ponownie,

• kalibrację rastra arkuszy map ewidencyjnych

(dla

Agencji

Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa-

ARIMR do systemu

System Identyfikacji Działek Rolnych-LPIS LPIS-Land Parcel

Identyfication System) należy wykonać:

–

ze średnim błędem transformacji nie większym niż 0.4 mm w skali mapy,

–

w układzie „2000”

–

w oparciu o wybrane punkty dostosowania w liczbie co najmniej 20 pkt.

na jeden arkusz mapy, rozmieszczone równomiernie na tym arkuszu.

• wektoryzacja – digitalizacja ekranowa :

– programy wspomagające kontrolę grafiki map z wektoryzacji. (programy kontrolne V-

SWDE i SWDE-TOPO)

Kontrola geometrii -

topologia

–

Domknięcia obwodów jednostek ewidencyjnych,
obrębów ewidencyjnych, działek ewidencyjnych oraz
konturów użytków gruntowych i klas gleboznawczych,

–

Czy nie występują tzw. bagnety (odcinki granic nie
będące częściami zamkniętych konturów obiektów
powierzchniowych),

–

Czy nie występują przecięcia granic działek i konturów
użytków gruntowych i klas w miejscach nie będących
punktami granicznymi lub punktami załamania
konturów użytków i klas,

–

Czy wszystkie działki i kontury użytków gruntowych
oraz klas gleboznawczych na mapie wektorowej
posiadają jednoznaczne opisy.

Problemy z jednoznaczną

interpretacja treści mapy

Gdzie granica między działkami 2069 -2070 ?

Przehaczenie

(symbol przynależności do działki)

Digitalizacja – jak?

• Punkty

graniczne z
dokumentów
geodezyjnych

• Linie graniczne

• Działki

• Kontrola z

dokumentacją
geodezyjną

– czołówek
– powierzchni

Wpasowanie rastra (C- geo)

polecenie: Mapa – Raster- Wpasowanie rastra

1. Tabela współrzędnych

punktów
dostosowania

Wpisać współrzędne

naroży ramki (LD
x-23250 y=85200

)

Obraz rastra

3. Wstępna
transformacja do
arkusza mapy –
wywołanie okna
siatki krzyży do
wyboru punktów
dostosowania

2. Wskazać
punkty na
rastrze
otrzymując
współrzędne
rastra

poprawki dx, dy-
podstawą do obliczenia
błędu transformacji

Wpasowanie rastra (C- geo) c.d.

4. Wybór myszką
(dwuklik)
punktów siatki
krzyży jako
punktów
dostosowania

Lupa do precyzyjnego ustalenia środka
krzyża

5. Obliczenie parametrów
transformacji Helmerta lub
Afinicznej

6. Wpasowanie rastra
i jego zapis w
wybranym katalogu

7. Raport

Obliczenie parametrów transformacji

w oparciu o punkty dostosowania

• Transformacja

Helmertowska H

• zmiana skali -p, obrót - α

– Dwa parametry u, v

u= p cos α , v= p sin α
Co najmniej 3 punkty dostosowania

• Transformacja afiniczna

A

– 6 parametrów:
– a1, a2, a3,
– b1, b2, b3

Co najmniej 4 punkty dostosowania

BŁĄD TRANSFORMACJI

Analiza raportu – błąd transformacji m

t

= ?

Maksymalne poprawki na punktach dostosowania m

x ,

m

y

Raport z

wpasowani

a rastra

Wpasowany raster

• Wpasowany raster ma przypisane

współrzędne zapisane w pliku np.
format zapisu GEOTIFF

Raster z georeferencją

• Możemy go wczytać jako tło mapy

Wczytaj raster - ustal kolor

rastra

Wczytaj siatkę krzyży –

oceń wpasowanie rastra w
siatkę

Wektoryzacja działek i

budynków

•Mapa przyciąganie , zaczepiaj bez punktu

•Ustal warstwy: zgodnie z systematyką Geo-Info

•Rysuj obiekty: punktowe- punkty graniczne- granice
powierzchniowe- działki, budynki

Mapa hybrydowa

Wektoryzacja ekranowa

• Rysując obraz mapy należy pamiętać o

geometrii obiektów

– Rysujemy myszką
– Przyciąganie:
– Nie stosujemy przy edycji obiektów

punktowych

– Stosujemy przy edycji linii opartych o

punkty

Wektoryzacja budynków

Na mapie
numerycznej
budynki
rysowane są
osiowo linią
grubą 0,5mm

Na mapach
analogowych
zewnętrzne krawędzie
budynków określają
punkty pomiarowe
naroży

Jest

Było

Wektoryzacja działek

• Edycja punktów granicznych na werstwie PUNKTY EWIDENCYJNE

• Wektoryzacja granic działek na podstawie punktów granicznych

na warstwie DZIAŁKI

• Tworzenie obiektów - działek z granic

– Działki są funkcją granic

Działka ewidencyjna- część granicy - punkty

graniczne

Wektoryzacja sieci uzbrojenia

terenu

• Uwzględniając odcinki sieci

gaz

woda

kanali
zacja

Instrukcja K-1

Opis odcinków
sieci

Opis armatury
sieci

Opis sieci uzbrojenia terenu

woB400,
cwB2x50,

W lX100,
ewA,

kpB1200.1800,
ttB3,

gwB100, aX,

Edycja sieci uzbrojenia terenu

Instrukcja techniczna G-7

•Armatura sieci uzbrojenia terenu
•Osie odcinka sieci uzbrojenia terenu

• Przewód sieci uzbrojenia terenu

Obiekty z geometrią

Obiekty bez
geometrii

Ćwiczenia

• Wpasowanie rastra w oparciu o

siatkę krzyży (transformacja H, A),

• Ocena wpasowania,
• Ręczna wektoryzacja obiektów:

działek, budynków,

• Tworzenie obiektów - działek z granic,
• Wektoryzacja przewodów sieci

wodociągowej i gazowej,

telekomunikacyjnej.

Działki:

2128,

2129
2136
2137

Działki

2131,
2132,

2139/1,

2140

Uczytelnienie rastra -1

Uczytelnienie rastra -2

Pytania ?

• Określ dokładność mapy analogowej, oraz numerycznej

uzyskanej w formie wektoryzacji rastra?

• Jakie punkty mogą być punktami dostosowania do

wpasowaniu rastra?

• Jakie transformacje można stosować w C-geo do

wyliczenia parametrów wpasowania rastra?

• Co rozumiesz pod pojęciem wektoryzację rastra?

• Opisz obiekty związane z siecią uzbrojenia terenu:

armatura, odcinki przewodu, przewód ?

• Wymień rodzaje i typy sieci uzbrojenia terenu (Instrukcja

K-1)?

• Jakie kolory stosujemy przy rysowaniu różnych rodzajów

sieci uzbrojenia terenu?

• Jak opisujemy odcinki przewodu, wyjaśnij opisy: wlB40,

waA60, ewA, tmB2?