Новый метод автоматизации дешифровочного процесса для создания картографической основы масштаба 1:2000

Строения общественного назначения при их изображении на фотоплане не следует относит ни к жилым, ни к нежилым. Контуры их должны сопровождаться пояснительными надписями, например, адм. (т.е. административные здания), маг. (магазин), поликл. (поликлиника) и так далее.

Разделение строений по характеру их использования графически изображается следующим образом: у изображения жилых строений помещают заглавную букву Ж, нежилых - Н. Кирпичные, каменные, бетонные постройки обозначаются заглавной буквой К (см. рисунок 3.8).

Этажность строений передается соответствующей цифрой, начиная с двух этажей. Разноэтажные части домов, хорошо различимые на фотоплане, подлежат выделению при дешифрировании. На рисунке 3.8 представлен пример изображения разноэтажности строений.

Разрушенные и полуразрушенные постройки дешифрируют по прямым признакам. В населенных пунктах соответствующим знаком отображают постройки, остающиеся разрушенными длительное время, а вне городов - развалины бывших поселений. Не следует применять обозначение разрушенных и полуразрушенных построек для показа сносимых зданий в перестраиваемых или полностью реконструируемых кварталах городов, и поселков.

Номера домов фиксируются на изображениях всех домов на фотоплане параллельно их контурам, обращенным к улице. Это хорошо заметно на рисунках 3.7 и 3.8.

В оборудование дорог входят устанавливаемые вдоль их трасс дорожные знаки, указания направления и поворотов, для которых введены определенные обозначения.

3.3 Технология дешифрования новым автоматизированным методом

Отделом цифровой фотограмметрии предприятия АО «Уралгеоинформ» была поставлена задача: исследовать новой автоматизированный метод дешифрования, который имел экспериментальный характер и был впервые использован в работе с созданием картографической основы для республики Крым.

Для практического изучения технологии автоматизированного метода было предложено присоединиться к группе работников и провести дешифрование объектов и предметов местности данным способом в городе Сысерть.

Методика нового автоматизированного дешифрирования, комплексного по своему характеру основывается на визуальном наблюдении местности посредством применения автомобиля, на котором устанавливаются видеокамеры.

Дешифрирование данным способом возможно лишь при совершенном техническом оснащении необходимыми приборами (видеорегистраторами) и условиями наблюдений.

Для создания полноценных электронных карт по материалам съемки немаловажное значение имеет вопрос о выборе времени производства съемочных работ. Это прежде всего определяется тем, что внешний вид любого ландшафта в течение теплого периода года подвергается значительным изменениям. Отсюда следует, что время и дата производства съемки должны быть определена на основе учета количества ясных солнечных дней. Время производства работы существенно влияет на полноту и достоверность дешифрирования любым методом.

При выполнении работы в городе Сысерть использовались камеры - видеорегистраторы фирмы «Inspector».

Видеорегистратор «Inspector» очень компактен. Несмотря на свои малые размеры он хорошо оснащен технически. Кроме того, использование современного высокопроизводительного процессора позволяет записывать видео в Full HD (разрешение 1920Ч1080 пикселей) качестве со скоростью 30 кадров в секунду. Угол обзора линзы составляет 148 градусов и не имеет искажения по краям картинки. Такого широкого угла более чем достаточно для записи всех объектов и предметов местности. Для длительной съемки используются карты памяти «Micro SD» с максимальным объемом памяти в 32 ГБ. Мультимедийные возможности видеорегистратора включают: запись звука, встроенный микрофон, цикличную запись [9].

Требования при выполнении дешифрирования автоматизированным методом:

1. Подготовка автомобиля к работе.

В этот пункт входит подключение видеорегистратора, установка двух камер на лобовое стекло и заднее стекло, либо на боковые стекла автомобиля. Включение видеорегистратора и запись.

2. Необходимые материалы.

Если район съемки является новым для специалистов, получивших задание дешифрирования местности для обновления карт, то им следует иметь фотоплан данной территории, на котором можно будет отметить порядок маршрутов и какие - либо строения, несуществующие ранее.

3. Процесс дешифрования.

Перед началом работы специалисты должны обладать информацией о маршрутах, по которым будет проводится дешифрование объектов и предметов местности, отметить первую точку перед началом движения автомобиля.

В машине должно находится не менее двух специалистов, которые по очереди озвучивают названия объектов местности, улиц, номера домов, материалы покрытия дорог и др. по левой и правой сторонам автомобиля. Это увеличит скорость и уменьшит трудоемкость работы. Озвучивание является самым важным аспектом при дешифровании автоматизированным методом, так как полученные видео ресурсы после завершения работы передаются в отдел цифровой фотограмметрии, где происходит просмотр данной информации и составление или обновление по этой информации электронной карты в геоинформационных системах.

На фотоплане следует отмечать новые или разрушенные строения.

Средняя скорость автомобиля не должна превышать 40 км/ч. Это поможет дешифровщику более подробно описать местность, дать точную информацию об увиденных объектах и предметах территории.

При автоматизированном дешифрировании возникают и трудности, если объекты местности никак не отмечены (нет надписей улиц, номеров домов и т.п.) либо существуют другие предметы местности, мешающие дешифровочному процессу. Специалисту приходится останавливать движении автомобиля и самостоятельно искать информацию об этих объектах.

3.4 Геоинформационная система «Панорама»

Географические данные являются связующим звеном информации, получаемой из многочисленных источников: различных типов карт и планов, данных из материалов аэрофото- и космических съемок. Часть географических данных меняется с течением времени, и поэтому информация, получаемая из бумажных карт, устаревает. Актуальность и быстроту получения информации может гарантировать только автоматизированная система.

Современная ГИС - это автоматизированная система, имеющая большое количество графических и тематических баз данных, соединенная с модельными и расчетными функциями для манипулирования ими и преобразования их в пространственную картографическую информацию для принятия на ее основе разнообразных решений и осуществления контроля

Настольная геоинформационная система «Панорама» обеспечивает высокую наглядность отображения различной информации, удобство и множество инструментов для анализа реальности. Основой ГИС «Панорама» является специализированная система управления базами данных электронных карт, которая позволяет создавать на основе практически любых исходных материалов векторные электронные карты, растровые электронные карты, растровые фоновые карты (до 16 млн. цветов), матричные электронные карты (матрицы высот рельефа, матрицы высот объемов местности, матрицы свойств участков местности) [7].

Рисунок 3.9 - Редактор карты ГИС «Панорама»

Редактор векторной карты предназначен для создания и редактирования (обновления) векторных данных. Для активизации редактора векторной карты необходимо выбрать пункт Редактор карты (Map Editor) в меню Задачи (Tools). Редактор векторной карты управляется с помощью дополнительной панели управления, размещаемой при старте в левой части главного окна системы [8].

Панель управления Редактора векторной карты представляет собой набор клавиш, каждая из которых соответствует определенному режиму редактирования.

В процессе создания и редактирования доступны все средства управления изображением (цвет, масштаб, состав объектов, фон карты и т. д. могут быть изменены в любой момент для удобства обработки объекта).

Все объекты, составляющие электронную карту, по характеру локализации (принципу пространственного описания) делятся на 6 типов (см. рисунок 3.10):

- площадные (полигоны);

- линейные (линии);

- точечные (растровые знаки);

- подписи (тексты); векторные (ориентированные точечные);

- шаблоны (сложные подписи).

Рисунок 3.10 - Классификация объектов электронной карты [8]

Используя функции «Редактора карты», на карту можно нанести новый объект, описание которого есть в библиотеке условных знаков (см. рисунок 3.11).

Чтобы создать новый объект на карте, нужно нажать на кнопку Создание на панели Редактора, выбрать из библиотеки соответствующий объект и нанести его на карту. Рекомендуется выбор объекта производить в следующем порядке.

Установить карту, на которую будет наноситься объект. Это необходимо сделать только в случае, если на карте лежит одна или несколько пользовательских карт (так как этим режимом можно нанести объект не только на саму карту, но и на любую из пользовательских). Это связано еще и с тем, что у основной карты и лежащих на ней пользовательских могут быть совершенно разные библиотеки условных знаков (классификаторы) [8]. Установить характер локализации создаваемого объекта. Установить слой отображения, к которому принадлежит создаваемый объект. Выбрать сам объект из списка названий объектов. Выбрать способ нанесения объекта на карту. Нажать кнопку Выбор.

Если объекты такого типа уже существуют на карте, то можно создать новый объект, «позаимствовав» тип у уже нанесенного ранее объекта.

При выборе из классификатора типа создаваемого объекта, а также при задании изображения наносимого графического объекта пользователь определяет способ создания объекта, т. е. способ ввода координат описывающих его точек. Объект может быть нанесен на карту одним из следующих способов (см. рисунок 3.12):

- как произвольная линия;

- как горизонтальный прямоугольник;

- как наклонный прямоугольник;

- как сложный прямоугольник;

- как окружность (круг) заданного радиуса;

- как окружность (круг) произвольного радиуса;

- с помощью полуавтоматической векторизации;

- по координатам, описанным в текстовом файле;

- по координатам, введенным непосредственно с клавиатуры;

- как параллельная линия;

- как сглаживающий сплайн;

- как описывающий сплайн;

- как окружность (круг), заданная тремя точками;

- как эллипс [8].

Рисунок 3.11 - Создание нового объекта в ГИС «Панорама»

Рисунок 3.12 - Способы нанесения объекта

3.5 Дешифрирование застроенных территорий по видео трекам

Отделом цифровой фотограмметрии АО «Уралгеоинформ» были выданы копия электронной карты недешифрированных строений (см. рисунок 3.13), фотоплан местности, 4 видео трека, которые записывались дешифровщиками при работе в селе Громово республики Крым.

Дешифрирование застроенных территорий производилось в геоинформационной системе «Панорама». По видео ресурсам нужно было:

- создать дорожную сеть;

- определить материал дорожного покрытия; огнестойкость строений; жилое, нежилое строение; номера строений; названия улиц.

Электронная карта - это скомпонованный пользователем набор различных цифровых данных о местности, относящийся к определенной территории.

Рисунок 3.13 - Фрагмент электронной карты с недешифрированными строениями

Процесс оформления электронной карты в ГИС «Панорама» проводится следующим образом:

Для начала необходимо открыть копию электронной карты с недешифрированными объектами. Это можно сделать с помощью кнопки Список данных карты. Затем нажать на пункт Карты и из представленного списка выбрать название карты, добавить ее. В списке данных карты переходим к пункту Растры и добавляем нужную растровую карту (см. рисунок 3.14).

Рисунок 3.14 - Список данных карты

После отображения электронной и растровой карт в ГИС «Панорама» (см. рисунок 3.15) можно начать просмотр одного из видео треков.

Необходимо определить начальную точку маршрута и услышать, где именно находится дешифровщик и какую сторону улицы он описывает. Это поможет сориентироваться на местности и понять в каком направлении будет продолжаться движение.

Рисунок 3.15 - Фрагмент электронной и растровой карт в ГИС «Панорама»

Для того, чтобы отметить первое строение на электронной карте, по видео треку нужно определить из какого материала сделано строение (является ли строение огнестойким, жилым или нежилым), услышать название улицы и номер дома.

Чтобы отобразить это на электронной карте, нужно нажать левой кнопкой мыши на строение. Появится первое окно, в котором при помощи кнопки можно изменить имя строения.

При появлении второго окна Изменение типа объекта нужно выбрать объект, соответствующий строению на видео треке (см. рисунок 3.16).

Рисунок 3.16 - Изменение типа объекта

Можно сразу выделить те типы строений, которые наблюдались на видео треках, снятых в селе Громово республики Крым, ими являются: строения огнестойкие нежилые, строения огнестойкие жилые, строения разрушенные, здания строящиеся, а также строения административного назначения. Обозначение огнестойкого жилого строения показано на рисунке 3.16.

При помощи кнопки Макеты можно создать надписи номеров домов, названий улиц, названия административных зданий, материалов дорожного покрытия (см. рисунок 3.17).

При нажатии на кнопку будет показано окно, в котором нужно выбрать локализацию: Подписи, слои: Шрифты и выбрать из списка объектов нужный шрифт.

После выбора шрифта появится окно Ввод текста, где следует ввести нужную информацию и нажать на кнопку Установить.

Для создания дорог используем кнопку Создание объекта, выбираем локализацию: Площадные, слои: Дорожная сеть, способ нанесения объекта: Сглаживающий сплайн. Нажав кнопку Выбор начинаем обрисовывать дорогу точно по контуру, останавливаясь и щелкая левой кнопкой мыши на моментах изгибов дороги.

Макеты названия улиц, и названия материалов дорожного покрытия устанавливаются после создания дорог.

Для удаления каких-либо объектов применяется значок Удаление объектов , находящийся на панели Редактора карты.



4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При выполнении курсовой были подробно изучены методы дешифрирования, в частности полевое дешифрирование. Особое внимание было уделено новому автоматизированному методу дешифрирования. Также был изучен теоретический материал о ГИС «Панорама» для использования данной автоматизированной системы при создании электронной карты застроенной территории села Громово республики Крым.

При полевом дешифровании были изучены теоретические материалы, рассмотрены условные знаки для топографических планов различных масштабов, в особенности масштаба 1:2000. На этом этапе были выполнены следующие задачи:

- отмечены жилые и нежилые строения;

- зафиксированы номера домов;

- нанесены улицы и переулки;

- нанесены дороги, тротуары, дорожные знаки.

Дешифрирование выполнялось на фотоплане, полученном посредством «Карты Google». Фотоплан представлен в Приложении А.

Была изучена технология выполнения дешифрирования новым автоматизированным методом. Также были рассмотрены технологические аспекты и выявлены определенные требования при выполнении дешифровочного процесса данным способом.

При помощи геоинформационной системы «Панорама» были открыты электронная и растровая карты села Громово республики Крым для обозначения на них строений, улиц, дорог и их покрытия соответствующими условными знаками. Для распознавания объектов данной территории и их материалов использовались видео ресурсы, которые были записаны при дешифрировании села Громово автоматизированным методом. Фрагмент окончательного результата дешифрования села Громово представлен в Приложении Б на рисунке Б.1.

Отмечены преимущества и недостатки нового автоматизированного метода дешифрирования.

Преимущества данной технологии дешифровочного процесса:

- быстрота выполнения работы;

- невысокая трудоемкость.

Недостатки нового автоматизированного метода:

- неполнота информации о дешифрируемой местности.

При просмотре видео треков, снятых для дешифрирования села Громово, видны объекты первого плана, объекты второго плана (гаражи, огороды, сараи и т.п.) не наблюдаются. Это говорит о том, что полное дешифрирование местности автоматизированным методом невозможно.

В Приложении Б на рисунке Б.1 отмечены только те строения, которые видны на видео треках (огнестойкие жилые и нежилые, включая разрушенные строения, строящиеся и административные здания). Объекты, которые не наблюдаются, отмечены одинаковыми условными площадными знаками в виде прямоугольников белого цвета с черным контуром (см. рисунок Б.2).



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проделанной работы были рассмотрены различные методы дешифровочного процесса, в частности полевое дешифрирование. Также было изучено новое автоматизированное дешифрирование, которое заключалось в обработке визуального наблюдения местности из кабины автомобиля с установленными внутри него видеокамерами. Данный метод был использован при создании картографической основы масштаба 1:2000 на территорию республики Крым и имеет экспериментальный характер.

В рамках данной курсовой работы при изучении полевого дешифровочного процесса был проведен обзор соответствующей литературы. Большое внимание было уделено особенностям и технологиям топографического дешифрирования, элементам содержания топографических карт и дешифрированию застроенных территорий, а также условным знакам для топографических планов различных масштабов.

Проведено дешифрирование застроенной территории жилого квартала, представленном в Приложении А. Фотоплан местности был получен с помощью «Карты Google», представляющий собой набор приложений, построенных на основе бесплатного картографического сервиса.

Особое внимание в курсовой работе было уделено разработке технологии и основным требованиям выполнения дешифрирования автоматизированным методом. На этом этапе были выполнены следующие задачи:

- отмечены жилые и нежилые строения;

- зафиксированы номера домов;

- нанесены улицы и переулки;

- нанесены дороги, тротуары, дорожные знаки.

Также были отмечены преимущества и недостатки данного дешифровочного процесса. Преимущества данной технологии дешифровочного процесса: быстрота выполнения работы, невысокая трудоемкость. Недостатки нового автоматизированного метода: неполнота информации о дешифрируемой местности.

Конечным результатом работы было создание электронной карты при помощи геоинформационной системы «Панорама», на которой посредством видео ресурсов, полученных от специалистов, проводивших дешифрирование автоматизированным методом, были отмечены объекты и предметы местности села Громово республики Крым. Фрагмент окончательного результата дешифрования представлен в Приложении Б.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1 Богомолов Л. А. Топографическое дешифрирование природного ландшафта на аэроснимках. - М.: Государственно-научное техническое издательство литературы по геологии и охране недр, 1963. - 197 с.

2 Вольпе Р. И., Подобедов Н. С. Топографическое дешифрирование аэроснимков при создании карт масштабов 1:0000 и 1:25000. - М.: Геодезиздат, 1961. - 257 с.

3 Инструкция по дешифрированию аэрофотоснимков и фотопланов в масштабах 1:10000 и 1:25000 для целей землеустройства, государственного учета земель и земельного кадастра. - М.: Недра, 1978. - 141 с.

4 Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:000, 1:500 // Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР. - М.: Недра, 1989. - 284 с.

5 Дешифрирование снимков: методические указания к выполнению лабораторных работ. - Вологда: ВоГУ, 2014. - 55 с.

6 Козлова И. В. Дешифрирование аэрофотоснимков при картографировании ландшафтов: учебно-методическое пособие. - Томск: ТПУ, 2006. - 38 с.

7 Хлебникова Т. А. Создание цифровых карт и планов средствами ГИС «Панорама»: учебно-методическое пособие. - Новосибирск: СГГА, 2007. - С. 101 - 105.

8 Руководство по топографическим работам: Фотограмметрические работы при аэрофототопографической съемке комбинированным методом // Военно-топографическое отделение генерального штаба. - М.: Редакционно-издательский отдел ВТС, 1957. - 76 стр.

9 Магазин автоэлектроники [Электронный ресурс] // REG and RAD. 2016. URL:

http://www.reg-and-rad.ru/ (дата обращения: 27.04.2016).

10 Сайт АО «Уралгеоинформ» / О предприятии [Электронный ресурс] // АО «Уралгеоинформ». 2016. URL: http://www.ugi.ru/ (дата обращения: 27.04.2016).



ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Дешифрирование жилого квартала на фотоплане

Рисунок А.1 - Дешифрирование жилого квартала на фотоплане



ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Дешифрирование застроенной территории села Громово

Рисунок Б.1 - Фрагмент дешифрования села Громово

Рисунок Б.2 - Изображения недешифрируемых объектов

Размещено на Allbest.ru

...