Скачать учебники

Тикунов В. С. Геоинформатика. Выбор опорных точек преобразований. Преобразование исходной карты в систему координат базовой карты.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

Выбор опорных точек преобразований. Для решения задач преобразований при выборе опорных точек необходимо знать, с какой точностью нанесены на карту ее элементы. Так как процесс составления карты достаточно сложен, для оценки ошибки в положении контура (точки) нужен учет влияния всех тех действий, в результате которых получена карта, начиная с полевых съемок и заканчивая печатью (в случае, если исходным материалом является традиционная карта на твердой основе). Ошибки в определении и в нанесении на карту опорных пунктов, в построении точек и линий картографической сетки, ошибки самого процесса нанесения контурной точки появляются в результате принятой технологии производства карт и, соответственно, ряда технических действий, при различных комбинациях этих технических действий и способов ошибки будут различными, однако дать общие их оценки возможно. Значительно более трудным является учет ошибок, вносимых в положение контурных точек генерализацией. Влияние этих ошибок становится все более заметным по мере уменьшения масштаба. На топографических картах (до масштаба 1:1 000 000 включительно) влияние генерализации в некоторой мере сказывается непосредственно на положении контурных точек, однако это влияние не очень значительно, и генерализация идет в направлении некоторого упрощения рисунка.
Иначе обстоит дело в отношении изображения рельефа горизонталями. Элементы генерализации рельефа начинают проявляться на картах самых крупных масштабов и на топографических картах масштаба 1:1 000 000 влияние генерализации настолько возрастает, что сдвиг горизонталей в результате генерализации превышает технические погрешности в их нанесении на карту. Подходить к оценке точности изображения рельефа горизонталями на картах нужно совсем с иными мерками, чем к контурным точкам. На первом месте здесь находится качество передачи характера местности, а непосредственно точность нанесения горизонталей отступает на второй план. В данном случае дать какую-то количественную оценку очень сложно.
Чаще всего в качестве опорных точек используются узлы картографической сетки, преимуществами которых является то, что они не подвержены генерализации, достаточно легко читаются и имеют известные географические координаты. Заметим, что для карт масштабов крупнее 1 :1000 000, составленных в проекциях, вычисленных по параметрам различных референц-эллипсоидов, непосредственное использование узлов картографической сетки в качестве опорных точек может привести к ошибкам, так как одна и та же точка земной поверхности может иметь различные координаты на различных эллипсоидах. В этом случае узлы картографической сетки могут быть использованы для получения опорных точек при наличии механизма перехода от одного референц-эллипсоида к другому.

Использование других опорных точек требуется, если на карте нет картографической сетки, при печати произошло смещение красок и существует сдвиг сетки относительно объектов, напечатанных другой краской, или расположение узлов не обеспечивает Должного покрытия территории.
1. Точки пересечения. Неплохой результат дает использование точек пересечения линейных объектов, например перекрестков
дорог, пересечений административных границ и т. п. К преимуществам использования данного типа опорных точек можно отнести универсальность, так как появляется возможность работать с картой, территория которой лишь частично покрыта узлами географической сетки либо не имеет сетки вовсе. Недостатком является возможная потеря точности, которая происходит, в основном, из-за генерализации. На картах, составленных разными авторами (часто и по разным источникам), в результате генерализации происходит смещение объектов. Так, например, при составлении мелкомасштабных карт для передачи характерных особенностей очертаний часть деталей исключается, но за их счет увеличиваются другие. Это правило применяется при изображении извилистых контуров — рек, береговой линии, дорог и т.д., причем исходные материалы оказывают влияние на генерализацию потому, что изображение на них уже генерализовано. Заметим, что преувеличение некоторых объектов ведет к смещению соседних. В результате генерализации также может происходить как бы подмена одного объекта другим. Например, при составлении карт часто объединяются мелкие группы объектов в одну. Так, при впадении реки в море, устье, состоящее из многих рукавов, рисуется одной линией, но что было взято за основу, определить не представляется возможным. В результате возникает ситуация, когда точка пересечения реки и береговой линии на разных картах имеет различные географические координаты и, соответственно, не является репрезентативной для преобразований. При анализе выбранных опорных точек надо также внимательно следить и за нарушениями взаимного расположения объектов на картах. Например, могут встретиться ситуации, подобные следующей: на одной из карт, подлежащих трансформации, река впадает в море севернее города, а на другой — южнее этого же города. Понятно, что выбранная в качестве опорной точка пересечения реки и береговой линии внесет значительные искажения в преобразование.
2. Точечные объекты. В большинстве случаев в качестве опорных точек используются пунсоны населенных пунктов, иногда — отметки высот, реже — геодезические пункты, так как на мелкомасштабных картах они встречаются нечасто.
3. Прочие объекты. Иногда возникают ситуации, когда требуется объединить пространственные данные с разных карт, а четко определенных опорных точек нет, например надо «посадить» тематическую карту, в которой кроме тематической нагрузки присутствует только береговая линия, на имеющуюся основу. В подобных случаях можно использовать «нечеткие» опорные точки, например характерные точки береговой линии, внутренних водоемов и т.п., однако точность последующего преобразования остается неопределенной и снижается в зависимости от величины различия масштабов используемых карт.

Данные рекомендации с некоторыми изменениями могут быть использованы и для карт крупных масштабов. Естественно, другой набор объектов картографирования дает иные возможности выбора опорных точек. Так, вместо населенных пунктов возникают кварталы или даже дома, вместо пересечений дорог — пересечения улиц и т. п.
Необходимо заметить, что на точность преобразований с использованием контрольных точек всегда влияет точность исходной карты. В любой карте существуют ошибки планового положения контуров (или точек). Для топографических карт они находятся в пределах 0,5-0,75 мм (включая ошибки генерализации, составительского процесса и т.д.), для мелкомасштабных карт разброс больше. Разные ошибки планового положения одного и того же объекта, на котором выбирается опорная точка, на различных картах приводят к снижению точности преобразования.
Точность преобразования определяется по отклонению координат опорных точек (узлы картографической или километровой сетки, кресты планшета) от заданных (теоретических) значений. В общем случае для качественно выполненных карт, т.е. для карт, где отсутствуют ошибки составления, средняя квадратичная ошибка контрольных точек после преобразования «проекция — трансформирование плоскости» колеблется в пределах 0,1-0,4 мм и доходит до 1,5-2,0 мм в случае использования «нечетких» опорных точек.
Для перехода от системы координат цифрования к теоретической системе координат карты при условии правильного определения ее теоретической проекции в большинстве случаев достаточно точным является аффинное преобразование, так как системы находятся в близком геометрическом соответствии. В случае превышения отклонения от заданной точности следует повысить степень аппроксимирующего полинома.

Третья задача — преобразование исходной карты в систему координат базовой карты. В том случае, когда теоретическая система координат исходной карты не может быть определена, преобразование исходной карты в систему координат базовой карты осуществляется непосредственно по опорным точкам с использованием преобразования плоскости. При этом выбор преобразования и точность результата зависят от качества и количества опорных точек.
Если исходная карта представлена в системе координат цифрования, ее картографическая проекция определена и совпадает с проекцией базовой карты или находится с ней в близком геометрическом соответствии в рассматриваемых границах территории, то преобразование исходной карты в систему координат базовой карты также осуществляется непосредственно с помощью преобразования плоскости. В качестве опорных точек используются узлы картографической или километровой сетки.
Если исходная карта представлена в системе координат цифрования, ее картографическая проекция определена и отличается от проекции базовой карты, то сначала осуществляется преобразование исходной карты в ее теоретическую систему координат по опорным точкам с использованием преобразования плоскости и затем преобразование в систему координат базовой карты. При этом необходимо применять преобразование картографической проекции, требующее знания параметров обеих проекций и поддержки этих проекций программным обеспечением. Проекция базовой карты выбирается при создании информационной системы, поэтому она поддерживается программным обеспечением, и ее параметры известны. В противном случае следует использовать преобразования плоскости (полиномами высокой степени, если это необходимо). В качестве опорных точек применяют узлы картографической или километровой сетки. Представление данных в единой системе координат позволяет затем приступить к составлению на основе этих данных новой карты с согласованными элементами содержания.

Контрольные вопросы

1. Является ли картой цифровая карта?
2. В чем принципиальное отличие цифровой карты и набора слоев или иной организованной совокупности данных об объектах местности в ГИС?
3. Применимо ли к цифровой карте понятие масштаба?
4. Как осуществляется цифрование исходных картографических материалов?
5. Чем дигитайзерный ввод отличается от цифрования растрового изображения исходных картографических материалов?
6. Каким образом обеспечивается качество оцифрованных материалов?
7. Как производится интеграция разнородных цифровых материалов и к каким результатам она приводит?
8. Каковы требования к цифровым картам-основам в ГИС?
9. Перечислите элементы содержания цифровой картографической основы.

< Определение необходимого преобразования и перевод карты в ее теоретическую систему координат. Виды преобразований

Содержание книги "Тикунов В. С. Геоинформатика."

Базы данных и управление ими. Проектирование географических баз и банков данных. >

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

При копировании информации обязательны прямые ссылки на сайт, а также на авторов книг.
Все книги являются собственностью их авторов и служат исключительно для ознакомления.
© Edu-Knigi.ru, 2011. © Дизайн и программирование от студии "ПСГ".