Так как РТУ выполняемых работ требовали выдачу результатов оцифровки в формате SXF, инструкция содержит ряд операций, связанных со специфическими способами представления данных в Панораме. На наш взгляд, наличие этих (как правило, финишных) операций не должно помешать использованию приёмов, описанных в инструкции при подготовке данных для любых других ГИС.
Основным достоинством предлагаемых методик является сокращение времени векторизации материалов с десятков до единиц человеко-часов.
Время, затраченное на оцифровку рельефа (оцифровка горизонталей, камней, элементов рельефа, простановка высот) составляет 2- 2,5 часа на лист масштаба 1:50000.
Все стратегии утилит, настроенный слоевой состав и т.д. , необходимые для работы можно получить скачав Проект-прототип, который можно найти здесь.
Оцифровка рельефа по ДПХ
Основные шаги оцифровки:
1. Распознавание точечных отметок высот и присвоение им значений.
2. Устранение дефектов растра
3. Подготовка растра для выделение камней
4. Автоматическое оконтуривание и обработка векторных контуров камней
5. Ручная обработка контуров камней и элементов рельефа
6. Подготовка растра с линиями рельефа
7. Автоматическая векторизация и обработка векторных линий рельефа
8. Контроль и правка дефектов
9. Оптимизация формы линий
10. Присвоение изолиниям типа
11. Распознавание скоплений камней
12. Контроль топологии
13. Простановка высот
14. Ориентация рек
15. Проверка высот
16. Простановка бергштрихов
Шаг 1. Распознавание точечных отметок высот и присвоение им значений
На материалах масштаба 1 : 50 000 точки отметок высот могут быть автоматически отделены от остальных объектов. Еще легче распознаются специальные отметки высот вроде пунктов ГГС.
Цель первого шага - оцифровать точечные отметки высот. При этом большая доля точечных объектов распознается и устанавливается автоматически с помощью утилиты. Последующий ручной проход по материалу необходим для удаления ошибочно распознанных объектов и создания недостающих отметок высот.
Результат работы
Фрагмент исходного материала
Распознанные отметки помечены утилитой
Спойлер
1. Распознать отметки высот с растра, применив утилиту "Распознавание топо-символов"
2. С помощью инструмента "Инспектор" вручную пройти по материалу, удаляя ошибочно распознанные отметки высот и добавляя недостающие.
3. Пройти по всем объектам и присвоить им значение высоты. Выбрать все объекты Групповым редактором, пометить их и, включив режим "Помеченные объекты", пройти по ним. Для автоматической подачи объектов и автоматического открытия окна ввода атрибутов включить соответствующие опции.
2. С помощью инструмента "Инспектор" вручную пройти по материалу, удаляя ошибочно распознанные отметки высот и добавляя недостающие.
3. Пройти по всем объектам и присвоить им значение высоты. Выбрать все объекты Групповым редактором, пометить их и, включив режим "Помеченные объекты", пройти по ним. Для автоматической подачи объектов и автоматического открытия окна ввода атрибутов включить соответствующие опции.
Автоматическая оцифровка всегда начинается с подготовки растров. Даже если эти растры уже чёрно-белые. Как минимум, можно убрать мелкую грязь и "заклеить" раковины и тонкие разрывы.
На протяженных линиях рельефа присутствуют вертикальные разрезы - дефекты сканирования. Необходимо их убрать, применив "Масочную фильтрацию" со стратегией "Заливка каверн", маска 1*1.
Результат работы
Растр до масочной фильтрации
.. и после
Спойлер
Открыть растр и применить утилиту Масочная фильтрация со стратегией Заливка каверн с маской Щели 1*1.
Шаг 3. Подготовка растра пятен камней
Во многих технологиях, предлагаемых нами, широко используется принцип "Разделяй и влавствуй". И хотя это звучит слишком пафосно, этот принцип как нельзя лучше описывает то, что мы делаем.
В данном случае, во-первых, оцифровка линий рельефа затрудена пересечением с символами камней, и во-вторых, сами камни тоже должны быть сняты в качестве векторных объектов. И это как нельзя лучший пример убиения двух зайцев одним выстрелом. Камни выделяются на отдельный слой и автоматически оцифровываются; вручную отсеивается мусор. Затем, оцифрованные камни "впечатываются" в подготовленный растр со скелетами линий рельефа, тем самым удаляя большинство перемычек и артефактов. Примерно то же самое происходит с элементами рельефа.
Облегченный таким способом растр готов к автоматической векторизации линий рельефа. Получаемые горизонтали после обработки рядом автоматических утилит, требуют минимальной ручной доводки.
Но обо всем по порядку. Первым делом выделяется растр "камней".
Результат работы
До выделения пятен камней
После выделения пятен
Спойлер
1. Сделать дубликат исходного растра под именем "Камни".
2. Открыть растр и выделить пятна камней, применив утилиту "Выделение пятен".
2. Открыть растр и выделить пятна камней, применив утилиту "Выделение пятен".
Шаг 4. Автоматическое оконтуривание и обработка контуров камней
Растр подготовлен, лишние объекты удалены, выделены пятна камней. Контура камней будут использованы для удаления изображения камней с растра, а так же для генерации точечных объектов (скоплений и отдельных камней).
Результат работы
До оконтуривания
... и после оконтуривания.
Спойлер
1. Оконтурить растр с пятнами камней утилитой "Автоматическое оконтуривание".
2. Сгладить форму полученных контуров.
2. Сгладить форму полученных контуров.
Шаг 5. Ручная обработка контуров камней и элементов рельефа
На этом шаге удаляются "мусорные" объекты, добавляются недостающие камни и оцифровываются элементы рельефа.
Элементы рельефа практически не поддаются автоматической векторизации и, в свою очередь, вносят много дефектов во время векторизации горизонталей. Сильно облегчить себе жизнь можно, "сняв" все элементы рельефа заранее (пусть и вручную) и стерев их изображение с растра.
Результат работы
Элементы рельефа до оцифровки
... и после оцифровки
Спойлер
1. Для прохода по полю проекта использовать "Инспектор".
2. Удалить все мусорные объекты, не являющиеся контурами камней, используя инструмент Стерка. Проставить все недостающие камни используя инструмент "Точка". Точку ставить в центр пятна, на тот же слой, где находятся контура - "Авто_камни".
3. Оцифровать линейные и полигональные элементы рельефа. При оцифровке использовать Криволинейный трассировщик в режиме "Сплайн". Линейные элементы рельефа создавать на слое "РЕЛЬЕФ СУШИ_lin", а полигональные "РЕЛЬЕФ СУШИ_pol".
4. Присвоить элементам рельефа соответствующие атрибуты.
2. Удалить все мусорные объекты, не являющиеся контурами камней, используя инструмент Стерка. Проставить все недостающие камни используя инструмент "Точка". Точку ставить в центр пятна, на тот же слой, где находятся контура - "Авто_камни".
3. Оцифровать линейные и полигональные элементы рельефа. При оцифровке использовать Криволинейный трассировщик в режиме "Сплайн". Линейные элементы рельефа создавать на слое "РЕЛЬЕФ СУШИ_lin", а полигональные "РЕЛЬЕФ СУШИ_pol".
4. Присвоить элементам рельефа соответствующие атрибуты.
Шаг 6. Подготовка растра с линиями рельефа
Пришло время "Разделять и влавствовать". Имея оцифрованные символы камней и элементы рельефа, можно удалить их из растра горизонталей, сильно облегчив работу утилите автоматической векторизации и сократив ручную доводку материала к минимуму.
После стирания камней и элементов рельефа не лишним будет применить "Масочную фильтрацию" для сшивки небольших разрывов в линиях растра.
Результат работы
Растр до вырезания камней
... и после вырезания
Спойлер
1. Создать дубликат исходного растра под именем "Рельеф".
2. Сшить линии на растре, применив "Масочную фильтрацию" со стратегией "Толстые линии". Фильтр "Мягкое разделение линий" должен быть выключен
3.Выделить осевые линий, применив утилиту "Утоньшение растра".
4.Удалить с растра оставшиеся изображения камней, элементов рельефа и изображение рамки.
5. Сшить разрывы на растре, применив "Масочную фильтрацию" со стратегией "Тонкие линии".
6. Удалить мусор с растра, применив"Масочную фильтрацию" со стратегией "Уборка крупного мусора".
2. Сшить линии на растре, применив "Масочную фильтрацию" со стратегией "Толстые линии". Фильтр "Мягкое разделение линий" должен быть выключен
3.Выделить осевые линий, применив утилиту "Утоньшение растра".
4.Удалить с растра оставшиеся изображения камней, элементов рельефа и изображение рамки.
5. Сшить разрывы на растре, применив "Масочную фильтрацию" со стратегией "Тонкие линии".
6. Удалить мусор с растра, применив"Масочную фильтрацию" со стратегией "Уборка крупного мусора".
Шаг 7. Автоматическая векторизация и обработка векторных линий рельефа
Растр подготовлен, лишние объекты удалены, линии утоньшены. Автоматическая векторизация выполняется утилитой "Трассировка линий".
После векторизации горизонтали обрабатываются рядом автоматических утилит. Их цель - по максимуму выполнить доводку материла, оставив минимум для ручной правки. Сюда входит фиксация концов горизонталей на рамке, удаление артефактов (шипов и штрихов) и сшивка разрывов.
Результат работы
Линии после авто-векторизации
Линии после автоматической обработки
Спойлер
1. Векторизуем растр, применив утилиту "Автоматическая трассировка линий".
2. Удалить мелкие векторные дефекты, применив утилиту "Фильтрация линий". Параметры утилиты настраиваются указанием дефектов с экрана. Фильтрацию выполнять до тех пор, пока значение всех видов дефектов не будет 0
3. Дотянуть конца линий до рамки, применив утилиту "Коррекция топологии"; это позволит избежать некорректных сшивок.
4. Сшить короткие, очевидные разрывы в линиях, применив утилиту "Сшивка разрывов".
5. Удалить оставшиеся дефекты, применив "Фильтрацию линий". Параметры настроить так, чтобы удалять максимально возможные дефекты без потери участков линий. Фильтрацию выполнять до тех пор, пока значение всех видов дефектов не будет 0.
6. Сшить длинные разрывы в линиях, применив утилиту "Сшивка разрывов".
2. Удалить мелкие векторные дефекты, применив утилиту "Фильтрация линий". Параметры утилиты настраиваются указанием дефектов с экрана. Фильтрацию выполнять до тех пор, пока значение всех видов дефектов не будет 0
3. Дотянуть конца линий до рамки, применив утилиту "Коррекция топологии"; это позволит избежать некорректных сшивок.
4. Сшить короткие, очевидные разрывы в линиях, применив утилиту "Сшивка разрывов".
5. Удалить оставшиеся дефекты, применив "Фильтрацию линий". Параметры настроить так, чтобы удалять максимально возможные дефекты без потери участков линий. Фильтрацию выполнять до тех пор, пока значение всех видов дефектов не будет 0.
6. Сшить длинные разрывы в линиях, применив утилиту "Сшивка разрывов".
Шаг 8. Контроль и правка дефектов
Ручная доводка проводится с целью исправить рассогласование в линиях и разобрать запутанные места, с которыми не справились автоматические утилиты. Для удобства следует включить видео-режим "Отображение концов полилиний".
Сшивку разрывов быстрее всего проводить с помощью двойного клика. Практически все основные инструменты редактирования поддерживают эту функцию, что позволяет не задумываться и не тратить время на ненужные переключения между инструментами.
Правка формы линий выполняется инструметом "Редактор прогиба". Для стирания, разрезания и правки объектов используется "Векторная стерка".
Спойлер
1.Найти места склейки и пересечения линий, выполнив утилиту "Проверка топологии" с включенным тестом " узлы степени 3".
2. Пройти по пометкам ошибок (клавиша F) и исправить все найденные места.
3. Исправить остальные дефекты линий. Для прохода по полю проекта использовать Инспектор.
4. Проложить изолинии по линейным обрывам, используя режим "Копирование участка линий" Криволинейного трассировщика. Проводить изолинии, входящие в обрыв, по бровке обрыва
5. Изолинии, входящие в полигональные элементы рельефа, дотягивать до последних, используя топологический редактор. Если расстояние большое, дорисовать изолинию, захватив ее криволинейным трассировщиком нажатием правой клавишей мыши. Изолинии, проходящие по элементам рельефа, провести вручную (с помощью копирования)
6. Выполнить сшивку в псевдоузлах, используя утилиту "Сшивка разрывов"
2. Пройти по пометкам ошибок (клавиша F) и исправить все найденные места.
3. Исправить остальные дефекты линий. Для прохода по полю проекта использовать Инспектор.
4. Проложить изолинии по линейным обрывам, используя режим "Копирование участка линий" Криволинейного трассировщика. Проводить изолинии, входящие в обрыв, по бровке обрыва
5. Изолинии, входящие в полигональные элементы рельефа, дотягивать до последних, используя топологический редактор. Если расстояние большое, дорисовать изолинию, захватив ее криволинейным трассировщиком нажатием правой клавишей мыши. Изолинии, проходящие по элементам рельефа, провести вручную (с помощью копирования)
6. Выполнить сшивку в псевдоузлах, используя утилиту "Сшивка разрывов"
Шаг 9. Оптимизация формы линий.
До сих пор работа шла над плотными линиями, полученными после автовекторизации. Их форму проще корректировать, используя несколько взмахов Векторной стерки, поскольку крайне редко необходимо добавлять недостающие вершины. Но когда основная правка формы завершена, для удаления лишних точек необходимо воспользоваться утилитой "Оптимизация линий".
Это значительно разгрузит материал и обеспечит быструю работу утилит коррекции и проверки топологии, простановки и проверки высот и других.
Спойлер
1. Сгладить форму линий и удалить лишние вершины, выполнив утилиту "Оптимизация формы линий"
2. Сшить линии в псевдоузлах. До оптимизации линии, содержащие более 8192 вершин, не сшивались. После оптимизации количество вершин сократилось и теперь они сошьются.
2. Сшить линии в псевдоузлах. До оптимизации линии, содержащие более 8192 вершин, не сшивались. После оптимизации количество вершин сократилось и теперь они сошьются.
Шаг 10. Присвоение изолиниям типа
Один из важных шагов в оцифровке рельефа - ручное разнесение изолиний по типам. Как правило, речь идет о трех типах (Основные, Дополнительные и Утолщенные).
Горизотали различных типов имеют разный шаг изменения высоты, а также разные параметры отображения. Первое помогает разобрать структуру рельефа автоматическим утилитам. Второе позволяет не запутаться в куче однотипных горизонталей самому оператору.
Наша практика показывает, что растровые линии очень плохо видны за яркими векторными объектами. Для уверенного определения типа линии приходится сильно увеличивать масштаб. Один из выходов из этой ситуации - "погасить" векторные линии, присвоив им цвет, близкий к черному (но не черный!). Если лень заморачиваться с цветами, можно просто определять тип изолинии по цветному растру. Не так удобно, зато просто.
Результат работы
Линии рельефа до присвоения типа
Линии рельефа после присвоения типа
Спойлер
1. Настроить в параметрах отображения изолиний без атрибута (Другое) цвет отображения, близкий к черному.
2. Выполнить проход по полю проекта, используя Инспектор. Для выбора линий использовать Групповой редактор, для вызова таблицы атрибутов - клавишу F2. После присвоения атрибута нажать Esc для сброса текущего выбора.
3. После присвоения атрибутов утолщенным и дополнительным горизонталям выбрать Групповым редакторам все горизонтали, не имеющие типа, и присвоить им тип "Основные".
2. Выполнить проход по полю проекта, используя Инспектор. Для выбора линий использовать Групповой редактор, для вызова таблицы атрибутов - клавишу F2. После присвоения атрибута нажать Esc для сброса текущего выбора.
3. После присвоения атрибутов утолщенным и дополнительным горизонталям выбрать Групповым редакторам все горизонтали, не имеющие типа, и присвоить им тип "Основные".
Шаг 11. Распознавание скоплений камней
Два различных топо-символа -"Отдельные камни" и "Скопления камней" - представлены, по сути, одним и тем же значком. Только в первом случае этот значок один, а во втором - три рядом стоящих. Как выяснилось, автоматизировать разделение этих оъектов довольно просто.
Утилита "Распознавание скоплений камней" анализирует подаваемые на вход точечные объекты на предмет нахождения "троек". Найденные тройки классифицируются как скопления камней. Точки, не вошедшие в тройки, классифицируются как "отдельные камни" и превращаются в короткий штрих (чтобы затем стать вектором в Панораме). Затем объекты переносятся на нужный слой с присвоением заданного атрибута.
Поскольку входными данными утилиты являютя точки, а после оцифровки камней имеются только полигоны, необходимо воспользоваться утилитой "Преобразование объектов" и преобразовать все полигоны в точки.
Результат работы
Контура камней до преобразования
.. после распознования и атрибутирования
Спойлер
1. Преобразовать контуры камней в точки.
2. Распознать среди точек скопления камней и отдельные камни, выполнив утилиту "Распознавание скоплений камней".
2. Распознать среди точек скопления камней и отдельные камни, выполнив утилиту "Распознавание скоплений камней".
Как и при оцифровке других тематических слоев, заключительные этапы оцифровки рельефа требуют контроля топологической корректности создаваемой цифровой модели.
Впрочем, рельеф является наиболее простым в этом плане (зависит, конечно, от конкретного листа), а настроенные стратегии тестов позволяют быстро выполнить проверку и исправить ошибки.
Спойлер
Выполнить тесты проверки топологии и исправить найденные ошибки. Тесты выполнять до тех пор, пока не будут исправлены все ошибки.
Шаг 13. Простановка высот.
Простановка высот, как и предыдущие стадии, разбита на автоматический и ручной этап простановки. Первым делом настраиваются (если еще не были настроены) параметры Z. Здесь необходимо указать, на каких слоях расположены горизонтали, а также способ их разделения по типам. В том числе можно настроить толщину и тип основных, утолщенных и дополнительных горизонталей и цветовое отображение горизонталей в зависимости от присовоенной высоты.
Утилита "Автоматическая простановка высот" позволяет присвоить высоты от 50% до 70% горизонталей. В основном, это зависит от характера материала и плотности отметок высот. Большую роль также играет корректность цифровой модели рельефа на растре.
Для присвоения высот оставшимся горизонталям используется специальный полуавтоматический инструмент.
Результат работы
Изолинии до присвоения высот
Изолинии после присвоения высот
Спойлер
1.Перенести значение атрибута "Абсолютная высота" отметок высот в значение Z, применив утилиту "Перенос Z".
2. Настроить параметры Z.
3. Перейти в инструмент простановки высот Z (Alt+Z). Для простановки высот использовать режим "Перечеркивание и Указание". Переход к контурам, не имеющим значения Z, осуществляется по клавише F.
2. Настроить параметры Z.
3. Перейти в инструмент простановки высот Z (Alt+Z). Для простановки высот использовать режим "Перечеркивание и Указание". Переход к контурам, не имеющим значения Z, осуществляется по клавише F.
Шаг 14. Ориентация рек
Согласно правилам цифрового описания, да и просто общим соображениям, направление линий рек в цифровой модели речной сети должно совпадать с направлением течения.
Имея в распоряжении цифровую модель рельефа, автоматически определить направление протяженной реки не составляет никакого труда. К тому же, таким образом проводится перекрестная проверка и нередко исправляются ошибки как в модели рельефа, так и в речной сети. По-другому дело обстоит с короткими отрезками рек. Тем не менее, утилита делает все возможное для определения их направления и, в случае неудачи, помечает подозрительные объекты для проверки оператором.
Спойлер
Скоррекировать направления течений рек, применив утилиту "Ориентация рек". Исправить найденные ошибки.
Шаг 15. Проверка высот
Еще один шаг - проверка модели рельефа на предмет согласованности высот горизонталей с отметками высот и между собой. Рекомендуется включить в проверку и перекрестную проверку с реками, хотя она во многом пересекается с утилитой "Ориентация рек".
Помимо прочего, утилита "Проверка высот" может сориентировать контура горизонталей установленным в правилах цифрового описания образом.
Спойлер
Проверить правильность простановки высот горизонталям, выполнив утилиту "Проверка Z". Исправить ошибки. Возможны фантомные ошибки на участках разрывов горизонталей в местах их сгущения.
Последний штрих - добавить к рельефу значки бергштрихов. Довольно долгая процедура, если выполнять ее вручную. Но, во-первых, большая часть бергштрихов на небольших замкнутых контурах генерируется с помощью утилиты, а, во-вторых, режим автоматической пристыковки и ориентация блока вдоль линии позволяет идеально установить бергштрих всего одним щелском.
Результат работы
Спойлер
1. Автоматически проставить бергштихи, выполнив утилиту "Генерация бергштрихов".
2. Проставить оставшиеся бергштрихи вручную, использую инструмент Блок. Для быстрого выбора соответствующего блока произвести захват любого установленного бергштриха правой кнопкой мыши. Установить режим "Угол" в значение "по линии 90 градусов". Для прохода по материалу использовать Инспектор.
2. Проставить оставшиеся бергштрихи вручную, использую инструмент Блок. Для быстрого выбора соответствующего блока произвести захват любого установленного бергштриха правой кнопкой мыши. Установить режим "Угол" в значение "по линии 90 градусов". Для прохода по материалу использовать Инспектор.