Отработка практических навыков векторизации растровых изображений

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Целью выполнения расчетно-графической работы (РГР) является закрепление теоретического материала по дисциплине «Основы обработки геоинформации» и отработка практических навыков векторизации растровых изображений.

РГР выполнено в пакете программ Easy Trace, предназначенного для переноса графической информации с бумажных носителей в компьютер и ориентированный прежде всего на обработку картографических материалов.

Для данной работы выбран город Оленегорск.

1. Процесс векторизации

Сохранение карты

Для данной работы была выбрана карта города Оленегорска, изображенная на (Рис.1) подлежащая векторизации, скачена и сохранена в папку Example на рабочем столе в формате TIFF с помощью графического редактора Paint.

Рис. 1. Карта города Оленегорск

Шаг 1. В программе Easy Trace создаем проект на основе имеющегося у нас растрового файла. Вызваем мастер создания нового проекта - «Файл/Новый проект...» и вводим Имя проекта «Оленегороск РГЗ» Нажимаем кнопку «Далее».

Шаг 2. Создаем проект на основе растрового файла. Именно такой способ показался мне наиболее практичным с точки зрения его дальнейшей привязки. Задаем путь к сохраненному файлу Example. Нажимаем кнопку «Далее».

Шаг 3. Для удобства дальнейшего ввода координат для точек привязки, будет лучше использовать показанную на рисунке ориентацию осей координат. Масштаб можно поставить, исходя из масштаба, указанного в бумажной карте. Единицы измерения - пикселы. Разрешение изображения нужно поставить в соответствии с параметрами. Координаты углов остаются как есть. (Рис 2).

Нажимаем кнопку «Готово». На этом процесс создания проекта заканчивается. В окне проекта сразу будет виден результирующий растр.

Рис. 2. Мастер создания нового проекта. Шаг 3

Вызываем окно настройки слоёв - «Проект/Слои...». Появится окно, показанное ниже (рис. 3).

Рис. 3. Настройка слоев проекта

Цель работы: получение векторных объектов, изображённых на растре. Я выбрала три векторных слоя: Основные дороги, озера и гаражи.

На любой карте всегда есть условные знаки, которые нам помогают читать ее (Рис.4) Можно увидеть, как выглядят на моей карте дороги, озера и гаражи (Рис.5 и Рис.6). Основные дороги выделены желтым цветом, гаражи обозначены болотным цветом и озера конечно же голубым. Поэтому отрабатывать технологию векторизации будем именно на них. Начну я с основных дорог и потом поэтому же принципу сделаю озёра и гаражи.

Рис. 4. Условные знаки на карте

Рис. 5. Виды объектов «Дороги и озера»

Рис. 6. Виды объектов «Дороги и гаражи»

Готовим растр к трассировке. Залогом успешной трассировки всегда является максимально возможная чистка растра от лишних данных. В нашем случае лишним является всё, что не является дорогами, озерами и гаражами. Соответственно, надо удалить ненужные, и оставить все цвета, которые относятся к нашим объектам. Делаем все операции по отдельности. Как видно из рисунка, это желтые, болотные и голубые оттенки.

Для этого существует специальный инструмент. Он называется «Бинаризация». Вызвать его можно или через меню - «Редактирование/Бинаризация...» или выбрав в поле инструментов соответствующую иконку. В панели инструментов для растров она вторая слева. трассировка графический картографический программный

Суть этого инструмента очень проста - с его помощью можно выделять нужные цвета. Увеличим изображение так, чтобы были видны отдельные пикселы. И последовательно выделяем только те цвета, из которых состоят наши линии горизонталей. Те цвета, которые были указаны, меняют цвет. Последовательное выделение нескольких оттенков желтого должно дать в результате следующее (Рис.7). Последовательное выделение нескольких оттенков голубого должно дать в результате следующее (Рис.8). Последовательное выделение нескольких оттенков болотного должно дать в результате следующее (Рис.9).

Рис. 7. Результат инструмента «Бинаризация» для слоя Основные дороги. Шаг 1

Рис. 8. Результат инструмента «Бинаризация» для слоя Озера. Шаг 1

Рис. 9. Результат инструмента «Бинаризация» для слоя Гаражи. Шаг 1

Теперь перенесем выделенные цвета, как отдельную растровую подложку в проект. Но перед этим необходимо выполнить последнюю операцию для растра. Это команда «Бинаризовать». Вызывается она в окне настроек инструмента.

После этого всё, что было выделено, осталось в виде светлых областей на чёрном фоне, а прочее исчезло. Для наглядности приведу пример со слоем дороги (Рис. 10).

Рис. 10. Результат инструмента «Бинаризация». Основные дороги. Шаг 2

После этого необходимо избавится от небольшой «грязи» на изображении. Она выражается в наличии одно- двухпиксельных точек, хаотично разбросанных по полю. Для их удаления есть особый инструмент. Он вызывается командой «Редактирование/Чистка растра...» и настроив этот инструмент, можно очистить рисунок от ненужной грязи. После выбора значений для данного инструмента равными 4 для удаления и 6 для заполнения и применения данного инструмента 3-4 раза, должно получиться примерно следующее (Рис.11)

Рис. 11. Результат инструмента «Чистка растра» для слоя Озера

Либо можно применить другой способ редактирования полученного растра. Выберите инструмент - «Редактирование/Масочная фильтрация...». В появившемся окне выберите пункт «Тонкие изолинии». В данной работе с разными слоями применялись оба метода. Далее все наши изображения привязываем по очереди к проекту, выбрав пункт «Редактирование/Привязать к проекту...».

После этого возникнет окно с вариантами привязки растра. Но в нашем случае ничего привязывать пока не надо. Поэтому выберите «Без коррекции (в заданную точку проекта)». В следующем окне указываем, что данный растр будет использовать параметры основного растра. После этого снова открывается окно проекта.

Открыв нужный нам слой начинаем трассировать в полуавтоматическом режиме. Это позволит контролировать и управлять всем процессом. Выбираем нужный инструмент трассировки, этот инструмент называется «Кривая».

В результате трассировки всех нужных объектов и выделив все три слоя получаем вот такую картину (Рис.12). Я задала цвета линий для дороги - красный, для озер - голубой и для гаражей - розовый.

Рис. 12. Результат трассировки всех слоев

2. Экспорт данных

Выбираем операцию экспортирования объектов - «Файл/Экспорт...». Появляется первое окно мастера экспорта. Здесь указываем нужный формат и путь для сохранения готовых данных. Далее идёт окно «Объекты», там ничего не меняем. А вот за ним идёт окно, в котором предлагается указать векторные слои, которые необходимо экспортировать.

Отмечаем все необходимые слои. После сохранения в целевом формате они будут храниться в файлах с именами, соответствующими названию слоя и идентификаторами типа объекта. На этом процесс экспорта заканчивается. В результате должно получиться несколько файлов с расширением SHP и именами слоёв вместе с атрибутами типа объектов, содержащихся в каждом из них.

Далее проверяем введенные пространственные данные на наличие ошибок, исправляем ошибки и строим топологию.

Вызываем команду - «Утилиты/Проверка топологии…». В открывшемся диалоговом окне «Проверка топологии» делаем текущим желаемый набор тестов (кроме Пересечения «Крест») и слоев (все слои). Нажимаем кнопку «Добавить» (Рис. 13).

Рис. 13. Окно «Проверка топологии»

По окончании проверки открывается окно, содержащее информацию об ошибках, а все ошибки дуго-узловой модели помечены специальными значками розового цвета. Оцениваем количество ошибок и, закрыв окно, переходи к их редактированию (Рис.14).

Рис. 14. Ошибки, обнаруженные при проверке топологии

Литература

1. Бабенко, Л.К. Защита данных геоинформационных систем. Учебное пособие для студентов вузов / Л.К. Бабенко. - М.: Гелиос АРВ, 2017г.

2. Блиновская, Я.Ю. Введение в геоинформационные системы. Учебное пособие / Я.Ю. Блиновская. - М.: Инфра-М, Форум, 2018г.

3. Географические информационные системы: методические указания / Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет», Кафедра иностранных языков ; сост. Н.Г. Надеждина. - Н. Новгород : ННГАСУ, 2014г.

4. Шошина, К.В. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование : учебное пособие / К.В. Шошина, Р.А. Алешко ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова. - Архангельск : ИД САФУ, 2014г.

Размещено на Allbest.ru