Построение ЦММ по данным полевых измерений в программных продуктах на ЭВМ

Лекция 4

Автоматизация картографирования

При автоматизации картографирования необходимым является представление местности в виде цифровой модели (ЦММ), реализуемой на ЭВМ. Автоматизированная система картографирования ориентирована на весь комплекс работ по топосъемке местности:

– получение данных измерений;

– материалы обработки данных измерений;

– формирование ЦММ;

– картографическое отображение местности (составление карт и планов);

– автоматизированное вычерчивание оригинала карт разных масштабов.

 

АСК состоит из нескольких подсистем:

1) Сбор цифровой топографической информации.

2) Первичная обработка измерений.

3) Форматизация топографической информации.

4) Подсистема картографического отображения местности.

Сбор цифровой модели местности:

В сбор цифровой информации входит: наземная съемка, фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков, преобразование существующих картографических материалов (преобразование их в цифровую формулу), обследование объектов местности и подземных сооружений (или дешифровка аэрофотоснимков).

Результаты съемочных работ содержат всю необходимую для создания карт дискретную информацию о взаимном пространственном расположении объектов местности и их количественных характеристиках, представленную в разных формах с разным содержанием и структурой данных.

Первичная обработка измерений:

Она содержит 3 этапа

1) Первичная обработка собираемых материалов и приведение многообразной топоинформации к единому стандартизированному виду. Она предусматривает вычисление плоских или пространственных координат данных в единой системы координат, формирование съемочной информации по ее принадлежности к объектам местности. 

2) Создание ЦММ. В основе цифрового моделирования местности лежит такая организация результатов съемки (ситуация и рельеф), которая позволяет отображать точки и области моделирования, дискретное пространство топоинформации. Для каждой точки данной области получают заданный набор топографических данных. ЦММ содержит топоинформацию в наиболее полном и упорядоченном виде, пригодном для универсального пользования. ЦММ можно накапливать, хранить варианты в их соответствии современным требованиям, а также создавать на их основе различные топографические материалы, решать различные инженерные задачи. 

3) Формирование на основе ЦММ цифровых моделей всех элементов создаваемой карты, то есть преобразование ЦММ в цифровую карту. При этом информация, содержащаяся в ЦММ, трансформируется в картографическую в соответствии с конкретными требованиями к содержанию, масштабу, высоте сечения рельефа, математической основе в системе условных знаков. Конкретные объекты обработки являются отдельной структурой ЦММ. В состав этой обработки входят процессы аппроксимации рельефа и интерполирование горизонталей, формирование моделей условных знаков, размещение этих знаков, автоматическое редактирование и генерализация, сводка по рамкам трапеции и так далее.

Параллельно с цифровой обработкой осуществляется накопление и хранение ЦММ. Основой накопления и хранения является банк данных. Он представляет собой сложную систему, в которую входит накапливаемый фонд данных (база данных) и программный комплекс (СУБД). Накопление информации в БД играет роль ведущего звена в процессе обработки данных (при крупномасштабных съемках). В банке данных осуществляется стандартизация и накопление необходимой информации о графических условиях изучаемых территорий, приведение полученных в разное время и различных по форме данных к единому виду, их согласование, дополнение и обновление.

 Банк позволяет оперативно принимать и выдавать требуемую информацию, обеспечивать высокий уровень автоматизации, накопление, хранение и выдачу данных, а также максимальное использование фонда данных для целей проектирования и строительства различных объектов.

Подсистема картографического отображения местности:

Заключительный процесс цифрового картографирования – графическое изображение содержания цифровой карты с помощью ЭВМ и графопостроителя. Содержание этого процесса определяется аппаратурными и программными возможностями применяемых систем графического отображения. Оригиналы могут вычерчиваться, формироваться, воспроизводиться на светочувствительных пленках, впечатываться и так далее. Условны знаки и подписи могут изображаться способом последней рисовки (программная реализация) или способом дискретного воспроизведения элементов с использованием шаблонов. В современных условиях большое значение имеет выходной процесс цифрового картографирования, который заключается в преобразовании топографической информации в соответствии с еѐ конкретным применением при решении различных задач производства. Этот процесс осуществляется с применением пакетов прикладных программ. На этом этапе происходит подготовка информации для потребителей с заранее заданной формой и содержанием.

 

 

Принципиальная схема ЦММ

Аэросъемка

Наземная съемка

Дигитализация карт, планов

Результаты фотограмметрических измерений и дешифрирования

Результаты измерений и обследования территории

Системы координат и характеристика объектов

Контрольные отображения и корректурные модели

Сводка метрической и семантической информации по трапеции

Формирование ЦММ

Формирование контуров

Вычисление координат и высот

Первичная обработка

ЦММ на трапециях

Стандартная метрическая и семантическая информация

Формирование цифровой карты. Выделение структуры ЦММ.

Цифровая карта

Математическое моделирование местности

Контурное отображение и редактирование

Система карт условными знаками

Генерализация

 

Построение ЦММ по данным полевых измерений в программных продуктах на ЭВМ.

Цифровая модель ситуации (ЦМС) в системе CREDO ТОПОПЛАН является цифровым представлением топографических объектов местности. Это представление включает геометрическое описание объектов, их отображение условными знаками и набор семантических характеристик, состав которых задан в классификаторе.

Формирование элементов цифровой модели ситуации выполняется из тематических объектов (ТО), входящих в состав классификатора.

Наполняется и редактируется классификатор посредством специального приложения Редактор Классификатора.

В системах CREDO III тематические объекты подразделяются на точечные (ТТО), площадные (ПТО) и линейные (ЛТО). Семантическая информация ТТО, ПТО и ЛТО может отображаться в модели в виде подписи тематического объекта.

Создание ЦМС по материалам полевой топографической съемки в общем случае включает:

1. Определение положения точек объектов (пикетов) в нужной системе координат; выполняется внешними программами, например, CREDO_DAT при обработке съемки.

2. Нанесение пикетов на план; выполняется при импорте данных, вводе данных с клавиатуры, либо в процессе оцифровки растра.

3. Геометрические построения, обеспечивающие создание объекта; реализуются группой команд меню Построения (при поэтапном создании элементов ситуации – сначала геометрии объектов, затем присвоении им статуса объектов ситуации), либо командами меню Ситуация с одновременным созданием геометрии объектов.

4. Присвоение точечному, линейному или площадному объекту соответствующего объекта классификатора; определение семантики реализуется командами меню Ситуация.

5. Создание подписей с учетом семантических характеристик объекта и их настроек в классификаторе. Оформление подписей можно вы полнять автоматически при создании объектов или после создания при помощи команд в меню Ситуация/Подпись тематического объекта.

6. При необходимости определяется высотное положение объекта: для ТТО задается высота, для ЛТО – продольный профиль.