Эффективная сшивка разрывов в линиях после автовекторизации

[Григорий Степанов]

(Общие принципы обработки векторных данных применимы и к бесплатной 7.99, но описанная технология включает использование утилит появившихся в более старших версиях)

Сначала немного о принципах и возможностях утилиты "Сшивка разрывов":

1. Утилите ЗАПРЕЩЕНО сшивать линии крест-накрест (образовывать пересечения)
2. Можно управлять сшивкой, задавая допустимую дистанцию и угол схождения линий
3. Короткие линии можно считать точкой без направления
4. Сшивка не может выполняться сквозь линии “барьерных слоёв”
5. Конец линии не будет сшиваться, если он уже пристыкован к линиям «сшиваемого» или «барьерного» слоёв

Пара слов о «векторе» после автовекторизации

Как правило, такой вектор содержит огромное число коротких линий. Каждое Т- или Х-образное сопряжение линий состоит из 3-х и 4-х векторных отрезков соответственно. Длинная линия распадается на части в местах пристыковки самых крошечных «шипов». И это ПРАВИЛЬНО. Так и ДОЛЖНО БЫТЬ!

Весьма вероятно, что крошечный «шип» это всё что осталось от некоторой пристыкованной линии. Например, после «зачистки» места под надпись картосоставителями или пресечения с линией другого цвета. Вопрос в том, как отделить «полезные» клочья линий от «вредного» мусора.

Теперь о технологии сшивки:

1. Первая «короткая» сшивка.

Нужна для того, что бы собрать воедино наиболее очевидные фрагменты протяжённых линий. То есть сшить разрывы пунктира, места пересечения с линиями другого цвета, места разрывов после «стирания» линий сетки или объектов оцифрованных вручную (промоины в рельефе).

Используемые параметры:

- Барьерные слои: (Пр. слои Рамка + Элементы_рельефа при сшивке изолиний)
- Дистанция сшивки: 1,2-1,5 длинны разрыва в пунктирах
- Рассматривать линии как точки: (ДА - если есть много фрагментов «бледных» линий ориентированных поперёк исходных линий)
- Минимальный угол схождения линий: 140-160 градусов (сшивать только прямые или плавные участки линий)


2. Первая «осторожная» векторная «Фильтрация линий» сшиваемого слоя.

Цель – удаление ОЧЕВИДНОГО «мусора» + сшивка линий в местах удалённых пристыковок, перемычек, развилок, петель и т. д. Принцип прост. Всё что ЗАВЕДОМО не является фрагментами векторных линий, уничтожается. Например, многочисленные циклы в текстовых надписях, места «слипания» изолиний …
”Осторожность” на этом шаге означает стремление сохранить «правильные» фрагменты линий для последующей сшивки.

Подбор параметров фильтрации крайне прост:

- Выберите тип ситуации (шип, перемычка, слипание …);
- Сбросьте текущие параметры в минимум кнопкой "Reset" ситуации;
- Задайте параметры ситуации УКАЗЫВАЯ ЕЁ ПРИМЕРЫ НА ЭКРАНЕ;
- Выполните утилиту…
- … и ещё раз выполните утилиту
(пока не перестанут распознаваться ситуации «высвободившиеся» после предыдущего применения утилиты).


3. Коррекция топологии

Цель этого шага в «дотягивании» и «закреплении» концов «правильных» линий. Например, концов изолиний на рамке и линиях элементов рельефа, линий рек на водоёмах и местах их слияний. А смысл шага в исключении из последующей «жёсткой» сшивки «закреплённых» концов линий (ну и как бонус, получение корректной топологической модели данных).
Шаг выполняется утилитой "Коррекция топологии".


4. Вторая «жёсткая» сшивка

Цель – сшивка протяжённых разрывов и УМЕНЬШЕНИЕ количества мусора за счет СШИВКИ МУСОРНЫХ ЛИНИЙ МЕЖДУ СОБОЙ.

Дистанция сшивки – максимальная;
Угол схождения – отрицательный (сшивать расходящиеся линии)

В результате такой сшивки восстанавливаются, казалось бы, безнадёжные разрывы. И что не менее важно – становятся очевидными места наличия дефектов и «мусорных» отрезков. Причём, после «жёсткой» сшивки, десяток сшившихся «мусорных» фрагментов надписи, можно удалить одним прикосновением «красной» векторной стёрки.


5. Вторая «жёсткая» векторная «Фильтрация линий»

Отличие от первой фильтрации в гораздо более «агрессивном» подборе параметров. Всё что могло сшиться БЕЗ ВМЕШАТЕЛЬСТВА ЧЕЛОВЕКА, уже сшилось. Особо терять нечего…


6. Ручная коррекция мест сшивки и дефектов формы.

Для гарантированного просмотра всей площади проекта, коррекция выполняется с помощью Инспектора (см. Редактирование -> Инспектор)
Инструменты редактирования - «Векторная стёрка» и «Редактор прогиба». В тяжёлых случаях - ручная сшивка редактором полилиний.

Выполняемые операции:

- подрезка загнутых концов линий мешающих выполнению автоматической сшивки;
- отсечение и удаление пришитого «мусора»
- редкая ручная сшивка в сложных местах;
- удаление «горбов» и правка формы на СИЛЬНО ПОВРЕЖДЁННЫХ участках линий.

ВНИМАНИЕ!!!!!!!!!!!! Все описанные операции выполняются на векторе полученном сразу после автотрассировки. Это «плотный» вектор. Приблизительно одна вершина линии на один пиксел растра. Такой вектор несёт огромную избыточную информацию о форме линии. Это позволяет АВТОМАТИЧЕСКИ УДАЛИТЬ БОЛЬШИНСТВО ДЕФЕКТОВ ФОРМЫ ЛИНИИ ПРИ ИХ ОПТИМИЗАЦИИ.

Что бы понять какие именно «горбы» и дефекты формы всё же надо править вручную сделайте копию векторного слоя и оптимизируйте его. Затем сравните оптимизированный вектор с исходными линиями. ЭТО ПОЗВОЛИТ ИЗБЕЖАТЬ БЕССМЫСЛЕННОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОЙ ПРАВКИ ТОГО, ЧТО УТИЛИТА ПОПРАВИТ И БЕЗ ВАС…


7. Заключительная сшивка и коррекция топологии

Просто ещё один запуск утилит с теми же параметрами. Цель - сшивка и пристыковка в местах, где были вручную удалены «кривые» концы линий.


8. Вот ТОЛЬКО ТЕПЕРЬ можно выполнить оптимизацию формы линий

Если форма линий вас не устроит, можно выполнить «откат» и повторить операцию изменив параметры оптимизации.


9. Контроль топологической связности оцифрованных данных

Операция позволяет выявить висящие концы линий не пристыкованные или не сшитые между собой. Узлы высокой кратности (например, в местах разрыва основного русла реки притоком). Возможен контроль топологии с привлечением информации из других слоёв на предмет недопустимых пересечений.
Шаг выполняется утилитой "Проверка топологии".


10. Заключительная правка выявленных ошибок
---------------------------------------------------------------
Не стоит пугаться большого числа шагов в описанной технологии. Большинство операций занимает от десятков секунд до 1-2 минут. Исключение – пункт №6. Это все-таки ручная работа. Тем не менее, экономия времени в сравнении с полуавтоматом или (упаси боже!!!) ручной оцифровкой может достигать десятков и более раз. Особенно на насыщенном материале. Чем больше объектов – тем больше выигрыш в скорости.

Пример подобной технологии приведён в видеоролике Оцифровка полигонов растительности в Easy Trace Pro