Пошаговая инструкция по работе в Easy Trace

Лабораторная работа № ___.

Изучение интерфейса и основ работы векторизатора Easy Trace^{^[1]}

Цель работы

1. Знакомство с векторизатором Easy Trace.

2. Приобретение навыков работы в Easy Trace.

Предварительное знакомство с векторизатором Easy Trace

При оцифровке карт перед пользователем рано или поздно возникает вопрос – каким образом можно автоматизировать работу по созданию объектов? Самым простым решением вопроса является применение какого-либо векторизатора. Сразу можно отметить, что "автоматизировать" процесс полностью в данном случае не получится, т.е. загрузив растровое изображение карты, нажать кнопку "Старт" и получить готовый вектор. Однако значительно ускорить процесс векторизации действительно можно. В этом поможет программа Easy Trace. Несомненно, операция векторизации карт требует творческого подхода и определенного количества знаний по предмету. Рассмотрим пример векторизации одного тематического слоя, полученного из участка растровой карты. Описание этого процесса будет построено в виде пошаговых инструкций, повторив которые, Вы должны получить аналогичный результат. Но вначале немного о программе.

Easy Trace Group является российской компанией. В первую очередь наиболее очевидным преимуществом, которое можно оценить сразу же после первого опыта по векторизации, является степень "интеллектуальности" Easy Trace по сравнению с конкурентами. Следует отметить русский интерфейс программы и справочную систему, активную работу по усовершенствованию программы и небольшую, по отношению к ближайшим аналогам, стоимость.

Не менее важным является очевидная ориентированность программы на самодостаточность. Это выражается в том, что в ней изначально присутствуют все необходимые функции и инструменты. Весь процесс – сканирование, коррекция растра, цветоделение, привязка, векторизация и экспорт, происходят в одной программе. То есть для полноценной работы достаточно всего двух программ – векторизатора Easy Trace и той программы, куда планируется перенести готовые векторные объекты. В нашем случае это ArcView.

Скачать программу можно с сайта разработчика.

Задание 1:

1. Найти в меню Пуск \ Программы каталог Easy Trace 7.99 Pro.

2. Ознакомиться с презентацией возможностей программы, открыв файл «Демонстрация Easy Trace 8.7».

Автоматическая векторизация в Easy Trace

При любой векторизации недостаточно просто скопировать весь набор линий и символов, имеющихся на карте. Векторизация предполагает более существенную работу.

Задачи векторизации:

• Восстановление геометрических характеристик объектов – если это изолинии, то они непрерывные, гладкие и не могут пересекаться. Если это области, то корректные полигоны, а не просто наборы фрагментов, составляющие их границы. Объекты могут подчиняться дополнительным требованиям. Например, контуры зданий, как правило, имеют прямые углы и выровнены вдоль осевых линий улиц.

• Разнесение объектов по слоям – это нечто большее, чем разбиение по формальным признакам, таким как толщина линий или длина пунктира.

• Тополологическая связность объектов – это корректные общие границы, общие вершины или узлы. Согласованные связи между точечными, линейными и полигональными объектами. В общем, соблюдение всех тех требований, которые и обеспечивают корректную топологию модели данных, принятой в вашей ГИС.

• Создание производных объектов и характеристик – сборка полигонов, формирование границ населенных пунктов, буферных зон, расшифровка и присвоение атрибутивных значений и т. д.

• Удаление посторонних объектов - дефектов, шумов, штриховок, фрагментов надписей и топографических символов.

Вряд ли можно представить набор параметров автовекторизатора, который мог бы формализовать все эти требования...

Как это реализовано в Easy Trace?

Сразу оставим надежду ограничиться вводом параметров и нажатием одной кнопки. Цель – формирование законченной цифровой модели местности. Именно полноценной модели, а не рисунка, очень похожего на исходный растр.

Для этого процесс векторизации разбит на ряд шагов. Каждый шаг поддерживается своей утилитой или группой утилит. Причем порядок их применения не является догмой - все зависит от решаемой задачи и опыта оператора. Некоторые шаги - это ручная работа оператора.

В целом, подход к векторизации в Easy Trace лучше всего определяется следующей схемой (рис. 4.1.).

Рисунок 4.1. Схема векторизации данных с помощью Easy Trace

Пошаговая инструкция по работе в Easy Trace

Теперь рассмотрим все основные этапы работы на конкретном примере.

Начнем с подготовки исходного растра. Воспользуемся любым редактором растровых изображений, чтобы обрезать исходный растр до необходимых нам размеров.

Задание 2:

1. Обрезать карту в соответствии с выбранными Вами областями (5-6 квадратов вокруг объекта, определяемого вариантом Вашего задания).

2. Разрешение изображения достаточно установить равным 300-400 точек на дюйм.

3. Сохранить полученное изображение в свою папку в формате TIFF. Этот формат позволяет сохранять изображения без потери качества.

Качество изображения имеет огромное значение для всей дальнейшей работы, что особенно важно учитывать при сканировании. Здесь следует помнить, что изначально на топографических картах имеется довольно ограниченное количество цветов. Обычно, в зависимости от количества топографических данных, их количество колеблется от пяти до восьми. Обратите внимание, как из одного цвета на карте получают два, перемежая этот цвет с белым фоном. В результате, кажется, что появился более светлый оттенок. В процессе эксплуатации и сканировании число цветов увеличивается за счет естественных факторов – старение, воздействие света, сгибы, настройка оптики сканера и т.п. Поэтому всегда следует сканировать как можно лучше передавая исходные цвета карты и исключая приобретенные. Рекомендуется преобразовать цветовую схему изображения. Наиболее подходящим будет преобразование в формат индексированных цветов. Это позволит значительно ограничить их количество и сократить размер памяти, занимаемой картой в памяти компьютера. Обычно хватает 8 цветов. Впрочем, каждое изображение достаточно индивидуально и требует такого же подхода. В результате у нас получится изображение, состоящее из нескольких цветов. Эта операция и называется цветоделением.

После подготовки растра перед векторизацией или как еще говорят – трассировкой перейдем к следующему этапу. Этим этапом будет создание проекта в Easy Trace. Проект содержит всю информацию о состоянии Вашей работы. В нем, в виде слоев, будут храниться все данные. Проект содержит векторные слои и исходные растровые данные. Они хранятся тоже в виде слоев, только растровых.

Существует несколько вариантов создания нового проекта. Мы рассмотрим всего одну схему работы. Создание проекта сопровождается очень удобным мастером. В нашем случае наиболее подходящим вариантом, будет создание проекта на основе растрового файла. Для этого вызываем мастер создания нового проекта - "Файл/Новый проект..." После чего появляется следующее окно (рис. 4.2.).

Рисунок 4.2. Создание проекта

Отмечаем галочкой пункт "Создать проект на основе растрового файла". Нажимаем "Далее".

Рисунок 4.3. Задание координат растра

А на втором шаге немного остановимся. Для удобства дальнейшего ввода координат для точек привязки, будет лучше использовать показанную на рисунке 4.3. ориентацию осей координат. Масштаб можно поставить исходя из масштаба, указанного в бумажной карте. Единицы измерения – пикселы. Разрешение изображения нужно поставить в соответствии с теми параметрами, которые Вы устанавливали при предобработке растра. Координаты углов остаются как есть. Они соответствуют размеру нашей растровой карты. На этом процесс создания проекта заканчивается. После этого должно появиться окно проекта. Сохраним наш проект, присвоив ему любое имя - "Файл/Сохранить как..."

Задание 3:

1. Создать проект в соответствии с приведенным выше способом.

2. Самостоятельно изучить другие варианты создания проекта.

В окне проекта сразу будет виден растр. Давайте посмотрим, что у нас еще имеется на данный момент. Для этого вызовем окно настройки слоев - "Проект/Слои проекта..." Появится окно, показанное ниже (рис. 4.4.).

Рисунок 4.4. Слои проекта

Здесь всегда можно увидеть все имеющиеся слои. Как видно, они разбиты на две группы – растровые и векторные. По умолчанию мы имеем по одному слою в каждой группе. Но, помимо информационной, основная функция этого окна, это управление слоями. Именно тут можно добавлять, удалять, переименовывать, настраивать, скрывать слои и т.д.

Кратко опишем возможные настройки в этом окне. Текущие настройки можно наблюдать и изменять с помощью специального поля с символами, расположенными слева от каждого слоя в окнах растровых и векторных слоев.

Для растровых слоев можно задать видимость или невидимость слоя – галочка поставлена или отсутствует, активность или неактивность данного растра при трассировке – карандаш или снежинка, и задать имя слоя. Так же здесь указан текущий цвет для бинаризованных слоев. Его можно менять, исходя из собственных предпочтений.

Для векторных слоев настроек немного больше. Функции и обозначения видимости и активности для этих слоев остались такими же, как и для растровых слоев. Далее мы видим маленький ромбик на фоне квадрата. Это установка типа объекта. В программе Easy Trace возможно создание объектов следующих типов – линии и полигоны. Соответственно, для первого типа ромбик будет пустым, а для полигонов – закрашенным. Далее мы можем задать имя слоя. А затем идет поле, определяющее способ отображения объектов обоего типа в окне проекта. Вариантов достаточно, чтобы достаточно комфортно работать со всеми данными. Как Вы понимаете, для линий возможно изменять только цвет, а вот для полигонов настроек больше. Помимо выбора цвета, можно применять несколько вариантов заливки.

Мы сейчас рассмотрели окно настройки слоев проекта. Но есть еще один вариант оперативного управления видимостью и активностью слоев. Это, появившееся рядом с панелями инструментов, небольшое окно с указанием текущего слоя. Если нажать на раскрывающееся поле, то можно видеть все существующие в данное время слои. Но, в отличие от окна настройки слоев, здесь мы можем только включать или выключать видимость слоя. Это делается простым снятием или постановкой галочки в нужном слое. Или делать нужный слой активным. Для этого нужно просто выбрать пункт нужного слоя.

Теперь посмотрите на доступные инструменты. Они совершенно разные для двух групп слоев. Для векторных слоев набор выглядит так:

Мы сейчас должны работать с растровым слоем. Он у нас пока один. Выберем его, как было описано выше.

Приступим к практической работе. Определим цель. Целью будет получение векторных горизонталей, озер и рек, изображенных на Вашем растре, а также отображение облесенных участков. Сначала займемся горизонталями. Горизонтали несут достаточно важную информацию о высотах и рельефе. Поэтому сначала отработаем технологию векторизации именно на них. Перейдем на растровый слой. Свидетельством этого будут инструменты для обработки растра – см. выше. Допустим, наше изображение выглядит так (рис. 4.5.).

Рисунок 4.5. Пример растра

Здесь можно заметить, что в процессе обработки количество цветов уменьшено до минимально возможного количества. Теперь давайте посмотрим поближе, как выглядят наши горизонтали (рис. 4.6.).

Рисунок 4.6. Увеличенный фрагмент растра

Здесь гораздо яснее видно ограниченное количество цветов. Теперь следует подготовить этот растр к трассировке. Залогом успешной трассировки всегда является максимально возможная чистка растра от лишних данных. В нашем случае лишним является все, что не является горизонталями. Соответственно, нам надо удалить ненужные и оставить все цвета, которые относятся к горизонталям. Это коричневые 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.

Суть этого инструмента очень проста - с его помощью можно выделять нужные цвета. Увеличим изображение так, чтобы были видны отдельные пикселы. Примерно так, как показано на рисунке выше. И последовательно выделяем только те цвета, из которых состоит наша линия изобат. Те цвета, которые были выделены меняют цвет. Последовательное выделение нескольких оттенков коричневого должно дать в результате примерно следующее (рис. 4.7.).

Рисунок 4.7. Процесс применения инструмента Бинаризация

Теперь нам надо перенести выделенные цвета, как растровую подложку в наш проект. Но перед этим необходимо выполнить последнюю операцию для растра. Это команда "Бинаризовать". Вызывается она в окне настроек инструмента. После этого мы увидим, что все, что было выделено, осталось в виде белых областей на черном фоне, а прочее исчезло. После этого нам надо избавится от небольшой "грязи" на нашем изображении. Она выражается в наличии одно- двухпиксельных точек хаотично разбросанных по полю. Для их удаления есть особый инструмент. Он вызывается командой "Редактирование/Чистка растра...". Посмотрите окно настройки инструмента, и Вы сами поймете принцип его действия. Однако в нашем случае лучше применить другой способ редактирования полученного растра. Не подумайте, что сейчас начнется сложнейший процесс, состоящий из десятка операций. Вернее операций будет много, но они будут выполняться в автоматическом режиме. Выберем инструмент - "Редактирование/Фильтрация растра...". В появившемся окне выберем пункт "Thin isolines" и начнем обработку. Если в результате получится не совсем то, что хотелось, то всегда можно отменить это действие. Сохраним полученный файл - "Файл/Сохранить как...".

На самом деле отдельные точки обычно не мешают трассировке. Но в дальнейшем эти инструменты могут очень пригодиться. Важно то, что Вы теперь о них знаете.

Теперь нажмем правой кнопкой мыши на полученном изображении и выберем пункт "Редактирование/Добавить к проекту...". После этого возникнет окно с вариантами привязки растра. Но в нашем случае ничего привязывать пока не надо. Поэтому выберем "Без коррекции (в заданную точку проекта)". В следующем окне укажем, что данный растр будет использовать параметры нашего основного растра. После этого мы снова попадем в окно проекта.

Однако где же наш новый слой? Его почти не видно. Оказывается, он отображается вместе с нашим первым слоем и не очень хорошо заметен на его фоне. Это легко исправить. Раскроем меню текущего слоя и снимем видимость нашего первого слоя. После закрытия этого окна, останется видимым только новый слой с изобатами. Правда можно и не убирать основной растр. Однако необходимо исключить его из процесса векторизации. Для этого вызовем окно настройки слоев и нужном растре вместо карандашика поставим снежинку. Это "заморозит" данный растр.

Рисунок 4.7. Результат применения инструмента Бинаризация

Только теперь и наступает черед автоматики. И хотя в выборе вариантов трассировки есть полностью автоматическая трассировка - "Утилиты/Автоматическая трассировка/Трассировка линий... или Оконтуривание...". Зато работа в полуавтоматическом режиме позволяет контролировать и управлять всем процессом. Именно такой способ и будет показан далее.

Выбираем нужный инструмент трассировки. Чаще всего, как и в этом случае, будет необходим инструмент "Кривая". Он стоит самым крайним слева на меню инструментов для векторных слоев (см. меню инструментов для векторных слоев). Выбрав его, нужно указать курсором на произвольное место нужной изобаты. От этого места сразу пойдет линия. Это уже наш вектор. В местах, вызывающих затруднения для распознавания направления движения, прокладка будет останавливаться и ждать Ваших подсказок. Помогайте ей, переводя курсор к месту продолжения кривой. Если вдруг что-то пошло не так, можно остановить процесс автоматической трассировки, щелкнув правой кнопкой мыши. После этого все действия прекращаются, и появляется дополнительное меню инструмента.

В этом окне выберите режим "Откат". Он позволяет, щелкая левой кнопкой мыши, последовательно убирать ненужные участки кривой. Уберите все необходимое и, выбрав в этом же меню режим "Автоматическая трассировка", продолжите создание кривой. Если линия замкнутая, как, например, в левом верхнем углу моего примера, то трассировщик сам замкнет ее. Если линия не закончена, то дойдя до ее конца, надо просто два раза нажать правой кнопкой мыши, и процесс трассировки продолжится уже с другой стороны. Окончить создание можно также дважды щелкнув правой кнопкой мыши или нажав кнопку Esc. Здесь не описаны все операции, доступные в показанном меню работы с инструментом, но все подсказки на русском языке и достаточно понятны. В результате должно получиться примерно следующее (рис. 4.8.).

Рисунок 4.8. Слой горизонталей

Обратите внимание, что задан стандартный цвет для линий горизонталей – коричневый. Это делается перед началом трассировки в окне менеджера слоев проекта. Можно изменить цвет и позже.

Задание 4:

1. Создать векторный слой горизонталей.

2. Сгладить линии, полученные в автоматическом или полуавтоматическом режиме, с помощью инструмента «Утилиты/Автоматическая трассировка/Оптимизация формы линий…».

3. Скорректировать горизонтали в соответствии с исходным растровым слоем.

4. Самостоятельно создать векторный слой для рек.

[1] По материалам учебного курса "Создание и редактирование векторных карт для навигационно-информационной системы ГИС Русса".

Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 751; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!