фотографирование VS сканирования карт

[SS_Rebelious]

Необходимо в максимально сжатые сроки перевести в электронный вид (без векторизации) 200 плашетов масштаба 1:10000. На имеющемся оборудовании сканирование займёт около 3 рабочих недель((( Был предложен альтернативный вариант: сфотографировать планшеты профессиональным или полупрофессиональным фотоаппаратом вместо того чтобы сканировать. Есть полупрофессиональный cannon, который даёт разрешение 3888 x 2592, возможно удастся раздобыть что-нибудь получше. Понятно, что сканирование даст гораздо более качественный результат, не будет дополнительных искажений, но хочется рассмотреть все варианты, ибо время-деньги. Привязанные карты необходимо будет переводить в другую систему координат, и они будут использоваться в качестве растровой подложки.

Какого порядка погрешности в определении координат по привязанной фотографии следует ожидать? Кто-нибудь занимался подобными вещами?

[nadiopt]

мы тоже так делали, ибо карты были в библиотеке и домой их не давали.
искажения могут быть связаны с непараллельностью плоскости карты и плоскости фотографирования и всякого рода засветами, из-за чего соседние планшеты могут оказаться в разной цветовой гамме. поэтому нужно ставить фотоаппарат на штатив, а карту вешать на стену:) причем желательно выверенную на вертикальность. все планшеты нужно фоткать с одного и того же расстояния.
если параллельности удастся добиться, то искажения будут не очень сильные по сравнению со сканером.
на самом деле для оцифровки большое разрешение растра очень вредно, поэтому даже при сканировании большое dpi обычно не выставляешь.
часть искажений возникает даже не из-за качества растра, а из-за условностей самой карты. Пример: дорога на карте - широкая линия, а когда ее цифруешь в ГИС, то нужно цифровать обе стороны дороги или середину? И такая погрешность, кстати говоря, может быть больше, чем немножко непараллельное фотографирование или сканирование листа, лежащего под небольшим углом

[SS_Rebelious]

Спасибо, Вы меня обнадёжили! Чем фотографировали и с каким разрешением? Почему для оцифровки высокое разрешение вредно (сам сканирую обычно в 300 dpi, ставил бы больше, но планшет тиффе и так 150 метров весит)?

[nadiopt]

ну 300 правильно, а больше он ворочается плохо при оцифровке. поставил точечку - и жди полчаса:(

[Григорий Степанов]

Почему для оцифровки высокое разрешение вредно (сам сканирую обычно в 300 dpi, ставил бы больше, но планшет тиффе и так 150 метров весит)?

Выбор разрешения при сканировании ПОД ОЦИФРОВКУ основан на следующих соображениях:

1. Из цветной карты, ДОСТАТОЧНОГО разрешения (даже при формате хранения JPEG!) можно извлечь тематические слои (чёрный, красный, синий, зелёный ) пригодные для АВТОМАТИЧЕСКОЙ оцифровки.

2. Автоматическая оцифровка занимает в несколько раз (для плотного, качественного рельефа до 10 и более раз) МЕНЬШЕ времени чем оцифровка в полуавтомате.

3. Стоимость ресурсных затрат (объём винчестер дисков, объём оперативной памяти, частота процессора, скорость ЛС) непрерывно падает. Стоимость человеко-часа, напротив, непрерывно растёт.

Что такое ДОСТАТОЧНОЕ разрешение при сканировании?

Это разрешение, при котором:
1. цветные линии содержат хотя бы 50% пикселов, которые можно однозначно отнести к исходному цвету;
2. между смежными линиями одинаковых цветов есть зазор минимум 1,5-2 пиксела.

-------------------------------------
Небольшое лирическое отступление (можно пропустить не читая)

Топографические карты печатались с использованием офсетной печати. То есть с помощью трафаретов, сквозь которые на бумагу последовательно наносились краски разных цветов. Естественно, что трафареты НИКОГДА точно не попадали на свои места. Всегда имелась некоторая погрешность. То есть разноцветные линии частенько «наезжали» друг на друга даже там где не было для этого повода. Отсюда, колебания ширины цветных линий.

Типографская печать – процесс поточный. Следующая краска ложится до того как окончательно высохла предыдущая. Отсюда – взаимопроникновение красок и искажение цвета линий.

На сканирование, карты могут попасть спустя десятилетия. За это время красители неизбежно деградируют, а бумага желтеет. И естественно карты изнашиваются… (здесь – читать, здесь – не читать, здесь – рыбу ели…)

При сканировании с низким разрешением, сенсоры сканера захватываю не только линию, но и окружающий её фон. И даже будь эта линия трижды красной, на зеленом фоне, сканер выдаст усредненный – коричневый цвет…

При сохранении растров в форматах с потерей качества (GIF, JPEG) истинный цвет пикселов подменяется схожим для восприятия человеческим глазом. Например, чёрный – темно-фиолетовым, красный – пурпурным.
И это действительно почти не заметно «на глаз». Если только не приблизить растр настолько, что станут видны отдельные пикселы …

Подводя итог, можно сказать, что на растре (особенно низкого разрешения), практически нет исходных цветов, которыми печаталась карта. Есть наборы оттенков, которые с той или иной степенью достоверности можно отнести к исходному цвету…
------------------------------------------------

Не много арифметики.

Дано:
- разрешение сканера 300 dpi
- толщина линии на топокарте 0.4 мм

Вопрос:
- какова ширина такой линии на растре?

В идеале, 300 точек на дюйм это 300/25,4мм = 11,8 точек на мм
То есть ширина растровой линии будет 11,8 х 0,4 = 4,72 точки

Казалось бы, живи и радуйся! Вот только края линии на бумаге вовсе не того цвета как можно было бы ожидать. На белом фоне они многократно светлее, чем центр линии, на цветном – это сложная смесь из цвета линии и цвета фона. То есть крайние точки линии можно смело отбросить. Остаётся 2,72 точки. Учтём дискретность сенсоров сканера, это ещё как минимум одна точка. Остаётся 1.72 точки. А вот это уже на грани и практически без запаса…

Если содержательная часть ширины растровых линии на горизонтальных и вертикальных участках составляет 2 пиксела, то при повороте линии на 45 градусов, она превращается в "лесенку" шириной от 1 пиксела до ... НУЛЯ.

Примерно так же обстоит дело и с промежутками между тесно лежащими линиями, что приводит к их «склеиванию». Нам доводилось сталкиваться с растрами, снятыми с разрешением 440 dpi. в которых, на значительных участках рельефа, промежутки между линиями просто не просматривались глазом…

По мере понижения разрешения сканирования дефекты в структуре линий нарастают лавинообразно. Если из насыщенного растра в 300 dpi ещё что-то можно вытащить для автоматической векторизации, то на 200 dpi ловить уже нечего…

Для цветных и, как ни странно, изношенных чёрно белых оптимальным разрешением сканирования может оказаться диапазон 400-600 dpi. Именно при таких разрешениях, можно уверенно выделить «хребет» линии. То есть ту часть линии, которая ближе всего к исходному цвету, использованному при печати.

В случае с чёрно-белой картой, отсканированной в серой шкале, такое разрешение позволяет избавиться от многочисленных склеек между соседними линиями.

Дело в том, что тонкие линии, лежащие обособленно имеют практически туже яркость, что и промежутки между плотными соседними линиями. Обычно, спасая линии-одиночки, вынуждено идут на склейку соседних линий.

Но при достаточном разрешении уже можно выполнить операцию "Усиление резкости" (Unsharp Mask). Это выровняет яркость (скорее «тёмность») тонких линий и подчеркнёт промежутки между соседними линиями. Вот только, для эффективного применения "Усиления резкости" размер маски должен быть не менее 3-х пикселов. А толщина выделяемых линий должна быть близка к размеру маски…

Разница между 300 и 500 DPI в исходном материале, может вылиться в разницу между ОДНИМ и ТРЕМЯ месяцами работы группы оцифровки …

См:
Видео: Подготовка растра рельефа к автовекторизации

Relief.jpg (78.47 КБ) 12536 просмотров

[nadiopt]

Все соображения Григория относятся к автовекторизации, и тут мы преклоняемся перед его опытом:)
а при ручной оцифровке важнее все-таки размер растра. Системные требования для машины, предназначенной для предварительной обработке растра, как видно из дружественных тем, довольно высоки

[Григорий Степанов]

Это не так.

Действительно, ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ СЛОЁВ могут потребоваться растры объемом 150 – 180 Mb (у нас бывало и 800). Но такие растры присутствуют ТОЛЬКО на рабочем месте оператора готовящего проекты к векторизации.

Кроме того, эффективная работа возможна даже если исходники - JPEG растры при 450-500dpi. Это файлы по 25-70Mb на планшет. Для цветоделения их придётся преобразовать к True Color (16M цветов) это увеличит размер до тех же 150-180 Mb. Но это не на долго и только на одном рабочем месте.

Операторы-оцифровщики получают проекты, содержащие ТОЛЬКО растр-обложку в 256 цветов и вектор. При полуавтоматической оцифровке ещё и ч.б тематические растры (3-7 Мb на слой).

Растр-обложка, это TIFF LZW, не более 15-20 Mb с пониженной яркостью и контрастностью для уменьшения утомляемости операторов. Всё остальное остаётся у оператора подготовки проектов.

Причём растр-обложку лучше хранить именно в TIFF 256 а не в JPEG. Важно не сколько места занимает растр на диске, а сколько он «отъест» в памяти компьютера…

Даже при полной ручной оцифровке остаётся в силе требование прокладки векторных линий по центру растровых. А это проще делать на более широких линиях...

О растровых слоях планшета при оцифровке:
На сколько РАСТРОВЫХ слоёв можно разложить цветной растр ...

[nadiopt]

ну растр в жипег по сути памяти отъест столько же, сколько и в тифф, т.к. при работе с ним он все равно "разъезжаеццо"

[Григорий Степанов]

ну растр в жипег по сути памяти отъест столько же, сколько и в тифф, т.к. при работе с ним он все равно "разъезжаеццо"

Если сравнивать TIFF 256 и JPEG то разница в занятой ОП будет в три раза хуже не в пользу JPEG. Он может быть развёрнут только в True Color (то е. 24 бита на пиксел). А TIFF 256 так и останется индексным растром с 8-ю битами на точку растра. Но TIFF 256 применим только для визуального контроля качества оцифровки.

Я вообще противник сознательной порчи материала при его сохранении в JPEG. Сканер всегда работает в RGB - то есть как минимум в True Color. Грошовая экономия на DVD дисках или карманном винчестере оборачивается неделями лишней работы!!!

В Казахстане, я был свидетелем, когда «продвинутый» мальчик ответственный за сканер перегнал все полноцветные растры в 256 цветов … из-за нехватки дисковой памяти на его машине…
Рядом стояло ещё с десяток операторских машин с пустыми дисками. Естественно, что все они были в сети.

Если при всех стараниях TIFF LZW может ужать растр до 150 Мb, а JPEG оставляет 30 Mb – это означает только одно – 80% содержательной информации в JPEG уже потеряно.

Да, из JPEG тоже можно вытянуть тематические слои для автовекторизации. Но это требует серии операций по размытию и поднятию контрастности, что не так просто объяснить новичку. Да и результат будет далеко не тот как от полноценного TIFF-а

[SS_Rebelious]

Григорий, совокупность Ваших постов в этом топике тянет на хорошую статью про сканирование растров! Если Вас не затруднит - переработайте их в эту самую статью и разместите здесь, на гис-лабе: многие будут Вам очень за это благодарны!