Пристрої введення інформації.

 

Перед тим, як ми зможемо використовувати всі наявні вихідні дані у геоінформаційній системі, ми повинні перетворити їх в форму, яку сприймає комп’ютер. Це завдання вирішується за допомогою підсистеми вводу ГІС. Підсистема вводу спроектована для перенесення графічних і атрибутивних даних в комп’ютер. По-друге, система повинна відповідати хоча б одному з двох фундаментальних методів подання графічних об’єктів – растровому або векторному. По-третє, вона повинна мати зв’язок з підсистемою зберігання і редагування даних, для того, щоб гарантувати збереження і можливість пошуку необхідних даних, усунення помилок і внесення змін за необхідністю.

Для вводу інформації використовують різні типи пристроїв. Першою спробою картографічного вводу інформації для подальшої обробки за допомогою ЕОМ було використання прозорого матеріалу з нанесеною на нього сіткою, за допомогою якої, квадрат за квадратом вводилися вручну дані в ПЕОМ. В такому випадку кожній чарунці растру присвоюється числове значення, що вводилося в пам’ять ЕОМ оператором.

Сьогодні для ручного вводу просторових даних використовують дигітайзери. Цей прилад складається з координатного стола до якого під’єднано координатний пристрій (курсор). На координатний стіл накладається карта. Курсор має перехрестя, що нанесено на прозору пластинку, яка дозволяє оператору встановлювати його точно на окремих елементах карти. Крім того, на курсорі розміщені кнопки для введення інформації за допомогою якої здійснюється опис атрибутів об’єкту.

Робоча поверхня дигітайзеру може бути гнучкою, або жорсткою та мати різний розмір. Сучасні дигітайзери мають дозвільну спроможність біля 0,03 мм з загальною точністю, що наближається до 0,08 мм при роботі на площі 1,5 м на 1,0 метр. Основними характеристиками дигітайзера є: стабільність, відтворення, лінійність, дозвільна спроможність, величина спотворення.

Стабільність - характеризує збереження значень відліків в процесі нагріву апаратури.

Відтворення – це величина розбіжності між двома відліками на одну і ту ж саму точку. Її значення повинно бути не більше 0,03 мм для високоточних дигітайзерів.

Лінійність – характеризує можливість дигітайзера забезпечувати відліки в межах встановлено допуску при переміщенні курсору на великі відстані. Для сучасних дигітайзерів вона складає 0,08 мм на відстані до 1,5 м.

Дозвільна спроможність – це можливість дигітайзера фіксувати малі переміщення. Її значення дорівнює 0,03 мм для сучасних приладів.

Величина спотворення – ця величина характеризує наскільки точний прямокутник утворюють крайні положення курсору в межах робочої площі приладу.

Для автоматизації процесу вводу картографічної інформації використовують автоматизовані дигітайзери та растрові сканери.

Автоматизовані дигітайзери, або дигітайзери з відслідкуванням ліній мають пристрій, аналогічний пристрою оптичного зчитування програвача компакт-дисків. Цей пристрій фіксується на визначеній користувачем лінії і самостійно переміщуючись вздовж неї, передає координати точок лінії в комп’ютер. Цей пристій потребує постійної участі оператора так, як потрібно його встановлювати на кожну нову лінію вручну для продовження процесу сканування. Крім того, дуже часто виникають помилки при скануванні складних карт та карт з низькою контрастністю.

Сьогодні, найбільше розповсюдження отримали растрові сканери. Ці прилади дозволяють вводити растрове зображення карти в комп’ютер без участі оператору. Для вводу топографічних карт і кольорових фотознімків використовують кольорові сканери, а для панхроматичних знімків – чорно-білі сканери. В випадку коли карта повинна зберігатися у векторній моделі даних, то після сканування растрове зображення повинно бути векторизоване.

Растрові сканери розподіляються на: ручні, роликові (з протягом аркушу), планшетні, барабанні.

Планшетні сканери являють собою прозоре скло на яке кладеться оригінал, а під ним переміщується лампа і пристрій оптичного зчитування. Ручний сканер являє собою оптичний пристрій планшетного сканера і користувачу необхідно його переміщувати по поверхні оригіналу, що сканується. Сканери з протягом аркушу діють подібно факсового апарату. В них переміщується сам оригінал сканування.

В барабанному сканері оригінал закріплюється на круглому барабані, поздовж якого переміщується оптична головка зчитування. Це є найточніший сканер. Основні характеристики сканерів: оптична дозвільна спроможність; швидкість сканування; стабільність роботи. Для сканування текстових документів використовуються сканери з дозвільною спроможністю 300 на 300 точок на дюйм. Можливість калібрування таких сканерів відсутня. Найбільш точні сканери – фотограмметричні сканери. Вони мають дозвільну спроможність 600 на 600 точок на дюйм і більше та мають можливість калібрування і високу стабільність роботи.

Барабанний тип сканерів використовує подібний растру підхід до подання інформації, але який на самому ділі наближений до векторного режиму. Карта, що закріплена на барабані обертається, а в той же час чутливий елемент приладу переміщується під прямим кутом до напрямку обертання. Таким чином сканується вся карта. В процесі сканування записується кожне положення картографічних об’єктів на карті, хоча там може і не бути нічого. В результаті створюється докладне растрове зображення всієї карти. Барабанні сканери можуть забезпечувати, як монохроматичне, так і кольорове зображення. В останньому випадку кожний колір (з трьох основних) повинен скануватися окремо. Як монохроматичне, так і кольорове зображення повинні далі перетворюватися у векторну форму, якщо вона потрібна для подальшого використання в геоінформаційних системах.

Методи введення даних.

На практиці існує кілька способів вводу графічної інформації в геоінформаційну систему методом цифрування у векторному форматі: по точкам; потоком; по “підложці”; автоматичне цифрування; інтерактивне цифрування. Тому далі розглянемо їх сутність, але перед тим дамо визначення поняттю цифрування. Цифрування – це процес переведення просторової інформації в цифрову форму.

Цифрування по точках. Цей спосіб є найбільш старим з всіх існуючих. Сутність цього способу полягає в тому, що оператор за допомогою курсору дигітайзера обводить контур, натискаючи при цьому потрібні клавіші. При кожному натисканні клавіші в комп’ютер посилається код клавіші та координати точки перехрещення координатної мітки курсору. Зображення ліній і об’єктів, які були обведені, з’являються на екрані монітору.

Цифрування потоком. Цей спосіб нічим не відрізняється від попереднього, але дигітайзер працює в іншому режимі. Сигнал про зчитування координат точки подається не оператором при натисканні відповідної кнопки, а при перетненні курсором ліній сітки планшету дигітайзеру.

Цифрування по “підложці”. Цей метод також називають цифруванням на екрані. Він потребує спеціалізованого програмного забезпечення та відповідної техніки. Зображення, що було відскановане, з файлу виводиться на екран монітору і сам процес цифрування здійснюється по цьому зображенню “підложки” за допомогою „миши”. Оператор повинен обвести кожне зображення на екрані монітору за допомогою „миши” та присвоїти йому відповідні значення характеристик.

Автоматичне цифрування. В цьому способі карта спочатку сканується, а потім автоматично переводиться у векторний формат. Процес переведення інформації складається з попереднього редагування, безпосереднього переводу растрового формату у векторний, кінцевого редагування. На кожному етапі використовуються спеціальні програмні продукти, що по закладених в них зразках розпізнають символи, лінії, кола тощо.

Інтерактивне цифрування. Цей спосіб поєднує в собі етапи автоматичного цифрування і цифрування на екрані. Термін “інтерактивний” застосовується, оскільки розпізнавання складного для машини об’єкту виконується оператором безпосередньо в процесі роботи, а не окремо.

При визначенні найбільш доцільного способу введення графічної інформації необхідно враховувати: мету роботи; вартість програмних продуктів, що використовуються; працевтрати операторів; кількість документів, які потрібно обробити; наявні технічні і програмні засоби.

Результати порівняння розглянутих способів введення графічної інформації наведені в табл. 3.1.

В загальному випадку підсистема вводу інформації забезпечує введення картографічної інформації в растровому і векторному виді, введення матеріалів дистанційного зондування та введення даних з зовнішніх баз даних.

Таблиця 3.1