Створення растрової топографічної карти

3. Створення ортофотокарти

3.1. Технологічна схема методу

Підготовчі роботи

Створення растрової топографічної карти

Підготовка растрового зображення космічного знімка

Підготовка опорних точок для транспортування фрагменту космічного знімка

Трансформування растрового зображення космічного знімка

Створення цифрової моделі рельєфу

Створення ортофотозображення

Створення ортофотокарти на основі матеріалів космічного зображення

 

3.2. Підготовчі роботи

 

Облаштування робочого місця полягає у створенні зручних умов для роботи за персональним комп’ютером (ПК) та організації робочого середовища на ПК. Регламентні роботи (прибирання робочого місця) виконуємо на початку і в кінці кожного заняття. Організація робочого середовища передбачає створення на комп’ютері робочих папок в яких розміщуємо відповідну інформацію. Для організації і систематики даних потрібно створити такі папки на робочому диску: Variant**(де ** – номер варіанту, наприклад 14) – в цій папці будуть розміщені всі решта папок:

Rastry – папка з растровими зображеннями топографічного плану, знімку;

Karta – в папку будуть зберігатися результати створення топографічної карти;

Matrycia – в папку будуть зберігатися результати побудови матриці висот;

Temp – папка для додаткових даних.

Під час виконання підготовчих робіт ми ознайомлюємось з вихідними даними та програмним забезпеченням ГІС Панорама. В якості вхідних даних ми отримуємо растри топографічної карти і космічного знімку. Аналіз вхідних даних полягає у візуальній оцінці наповнення карти топографічною інформацією (види умовних позначень, розташування об’єктів, вигляд рельєфу, перетин горизонталей, планово-висотна основа). Під час аналізу космічного знімку знайомимось з зображенням місцевості, наявністю нових об’єктів в порівнянні з топографічною картою.

Попереднє опрацювання топографічної карти і космічного знімка передбачає вибір фрагментів зображень для виконання роботи. Для проведення роботи пропонується обрати відповідні фрагменти, які містять різноманітну топографічну інформацію (гідрографія, дорожня мережа, забудова, рослинність тощо). Для вирізання і зберігання обраних фрагментів можна використати будь-який графічний редактор, який підтримує растрові формати вхідних даних, наприклад, редактор Adobe Photosop. Спочатку заходимо в програму і відкриваєм дане нам зображення топографічного плану. На плані розбиваємо координатну сітку з кроком 2 сантиметри. Перед розбивкою ми включаємо лінійку шляхом View-Ruless. Розбивка починається для даного плану з y1=40; x1=22 і до yn=74; xn=64. Координатну сітку розбиваємо функцією Line tool. Після розбивки сітки ми задаєм початок координат для одного з перехресть і ставимо 1, для всих решта задаємо цифри в зростаючому порядку. Підпис наносять функцією програми «Horisontal tyne tool». Вибраний фрагмент топографічного плану згідно варіанту зберігаєм у форматі *.bmp.

В якості опорних точок використовуємо координати перехресть координатної сітки топографічної карти.

Файл каталогу координат створюємо  у будь-якому текстовому редакторі. Для цього можна використати текстовий редактор Бокнот/Notepad, який активізуєм з меню Пуск/Start панелі задач WINDOWS: Пуск→Всі програми→Стандартні→Блокнот.

Точок для трансформування повинно бути не менше 4. Рядки містять номер точки (в нашому випадку це номер перехрестя), координати X і Y (ці значення вводимо через один пробіл).

156 9.655 17.783

157 9.647 57.912

158 9.650 97.878

159 9.647 137.832

160 9.648 177.802

161 9.648 217.765

162 9.650 257.896

163 9.652 297.861

173 49.614 17.781

174 49.611 57.910

175 49.618 97.878

176 49.613 137.838

177 49.613 177.802

178 49.613 217.763

179 49.615 257.897

180 49.613 297.857

190 89.578 17.778

191 89.578 57.912

192 89.577 97.877

193 89.578 137.842

194 89.578 177.799

195 89.580 217.763

196 89.576 257.894

197 89.581 297.857

207 129.608 17.876

208 129.631 57.825

209 129.621 97.792

210 129.621 137.845

211 129.623 177.887

212 129.621 217.847

213 129.627 257.803

214 129.618 297.769

224 169.589 17.857

225 169.590 57.833

226 169.584 97.788

227 169.576 137.840

228 169.581 177.885

229 169.584 217.842

230 169.588 257.808

231 169.588 297.778

241 209.630 17.870

242 209.629 57.914

243 209.633 97.875

244 209.632 137.838

245 209.634 177.799

246 209.634 217.766

247 209.634 257.896

248 209.638 297.860

Створений файл зберігаємо з розширенням *.саt.

 

 

         Растрову топографічну карту створюємо  у середині програми «Карта 2011» –модуля ГІС панорама. Процес створення містить два етапи: конвертування і трансформування растрового зображення.

 

Рис.3.1. Загрузка растрової карти

Рис.3.2.

Порядок конвертування такий:

1)  Виконуєм команду головного меню: Файл-Открыть;

2)  В діалозі відкриття файлів заходимо у папку, де розміщено растрове зображення карти, встановивши в рядку «Тип файлов» параметр «Графические файлы(*.bmp, *.tif, *.pcx)»;

3)  Вибираємо необхідний файл і натискаємо кнопку «Открыть»;

4)  В діалозі «Загрузка растровой карты» (рис.3.1.) перевіряємо шляхи до вхідного і конвертованого файлів, в рядку «Масштаб» встановлюємо значення масштабу карти;

5) Підтвердивши конвертування, натискаємо кнопку «Да».

В результаті буде створений растровий RSW файл, який відкриється в середовищі програми Карта 2011.

Трансформування растрового зображення викоємо з метою усунення деформації сканування і прив`язки зображення до системи координат топографічної карти.

Порядок трансформування такий:

1) Виконуєм команди головного меню:Задачи→Запуск приложений;

2) В діалозі «Запуск приложений» (рис.3.2.) вибираєм задачу «Трансформирование растровых данных» і натискаємо кнопку «Выполнить».

Рис.3.3. Трансформування растрової карти

 

3) Заповнюємо параметри трансформування в діалозі «Трансформирование растровой карты»(рис.3.3.)

· В рядку «Исходный растр» перевіряємо шлях до вхідного файлу RSW;

· В рядку «Выходной растр»натиснувши на кнопку з трьома крапками, підтверджуємо створення вихідного файлу;

· Встановлюємо параметри «По набору опорних точек» в рядку «Способ трансформирования»;

· В рядку «Теория», натискаємо кнопку з трьома крапками, вибираємо файл каталогу координат *.txt;

· В рядку «Допустимая погрешность опоры» встановлюємо точність трансформування;

· Натискаємо кнопку «Указать опору»

4) В діалозі «Выбор опорных точек» вибираємо необхідні точки для трансформування, перемістивши їх номери з секції «Исходные точки» в секцію «Выбраные точки» і натискаємо кнопку «Указать точки»;

5) Програма в інформаційному рядку запропонує вказати розміщення першої точки трансформування;

6) Наше завдання – точно навести курсор на перше перехрестя і наткнути ліву клавішу миші;

7) Після реєстрації першої точки програма покаже приблизне розташування другої точки;

8) Наше завдання – точно навести курсор на друге перехрестя і натиснути ліву клавішу миші;

9) Аналогічно зареєстровуєм решту перехресть координатної сітки;

10) Після реєстрації останньої точки в нас буде створене таке зображення (рис.3.4.), потім виконуєм трансформування натиснувши кнопку «Выполнить»;

 

Рис.3.4.

 

11)  Залишаємо на екрані відтрансформований растр, скориставшись командою головного меню Вид→Список растров.

Результатом буде відтрансформований растр з зображенням топографічної карти (рис.3.5), тобто створено растрову топографічну карту – зображення має відповідний масштаб і систему координат. Переконуємось в цьому, навівши курсор на перехрестя координатної сітки.

 

 

Рис.3.5. Відтрансформований растр з зображенням топографічної карти

 

Протокол трансформирования растра 29.09.2011 9:53:31

 

Исходный растр : D:\Фотограметричні технології\014.rsw

Выходной растр : D:\Фотограметричні технології\Rswtrans\014_tr.rsw

Размер элемента = 0.423 метров

Интерполяция : Ближайший сосед

 

Тип трансформирования : Сдвиг, поворот, масштабирование

 

 Коэффициенты преобразования для пересчета в выходную систему координат

 

Xисх = -1950.2318932823 +0.3999694005 * Xвых +0.0000006505 * Yвых

Yисх = -1662.0184638605 -0.0000006505 * Xвых +0.3999694005 * Yвых

 

Xвых = 4875.9459790742 +2.5001912614 * Xисх -0.0000040663 * Yисх

Yвых = 4155.3719699384 +0.0000040663 * Xисх +2.5001912614 * Yисх

 

                          Масштаб (Длина исх / Длина вых) = 0,399969400510733

                          Поворот (радианы) = -1,6263999277056E-6

                          Поворот (градусы) = -0°00'00.34"

Опорные точки, по которым выполнялось вычисление параметров трансформирования

 

     Измеренные коор-ты    Измеренные коор-ты  Вычисленные коор-ты   Расхождения       Расхождения,

      в выходной СК       в исходной СК      в исходной СК           (исх.измер.-исх.выч.)  приведенные к

     метры на местности    метры на растре    метры на растре     метры на растре     метрам на местности

 

156 4900.000 4200.000 9.655 17.783 9.621  17.850 -0.034 0.067 -0.085   0.167

157 4900.000 4300.000 9.647 57.912 9.621 57.847 -0.026 -0.065  -0.065  -0.163

158 4900.000 4400.000 9.650 97.878  9.621 97.844 -0.029 -0.034  -0.072 -0.08

159 4900.000 4500.000 9.647 137.832 9.621 137.841 -0.026 0.009 -0.065     0.022

160 4900.000 4600.000 9.648 177.802 9.621 177.838 -0.027    0.036 -0.067 0.089

161 4900.000 4700.000 9.648 217.765 9.621 217.835 -0.027 0.070 -0.067 0.174

162 4900.000 4800.000 9.650 257.896 9.621 257.831 -0.029 -0.065  -0.072 0.161

163 4900.000 4900.000  9.652 297.861 9.621 297.828 -0.031 -0.033 -0.077 0.081

173 5000.000 4200.000 49.614 17.781 49.618 17.850 0.004 0.069 0.010 0.172

174 5000.000 4300.000 49.611 57.910 49.618 57.847  0.007 -0.063   0.017 0.158

175 5000.000 4400.000 49.618 97.878   49.618 97.844   -0.000 -0.034  -0.000 0.086

176 5000.000 4500.000 49.613 137.838 49.618 137.841 0.005 0.003  0.013 0.006

177 5000.000 4600.000 49.613 177.802 49.618  177.838 0.005 0.036 0.013    0.089

178 5000.000 4700.000 49.613 217.763 49.618 217.834 0.005 0.071  0.013 0.179

179 5000.000 4800.000 49.615 257.897     49.618 257.831 0.003 -0.066 0.008 0.164

180 5000.000 4900.000 49.613 297.857 49.618 297.828 0.005 -0.029  0.013 0.072

190 5100.000 4200.000 89.578 17.778 89.615 17.850 0.037 0.072 0.092 0.179

191 5100.000 4300.000 89.578 57.912 89.615 57.847 0.037 -0.065 0.092 0.163

192 5100.000 4400.000 89.577 97.877 89.615 97.844 0.038 -0.033 0.095 0.084

193 5100.000 4500.000      89.578 137.842 89.615 137.841 0.037 -0.001 0.092 0.004

194 5100.000 4600.000 89.578 177.799 89.615 177.837 0.037 0.038 0.093 0.096

195 5100.000 4700.000 89.580 217.763 89.615 217.834 0.035 0.071   0.088 0.179

196 5100.000 4800.000 89.576 257.894 89.615 257.831 0.039  -0.063 0.098 0.157

197 5100.000 4900.000 89.581 297.857 89.615 297.828 0.034 -0.029 0.086 0.072

207 5200.000 4200.000 129.608 17.876 129.612 17.850 0.004 -0.026  0.009 0.066

208 5200.000 4300.000 129.631 57.825 129.612 57.847 -0.019 0.022 -0.048    0.054

209 5200.000 4400.000 129.621 97.792 129.612 97.844 -0.009  0.052  -0.023 0.129

210 5200.000 4500.000 129.621 137.845 129.612 137.840 -0.009 -0.005 -0.023 0.011

211 5200.000 4600.000 129.623 177.887 129.612 177.837 -0.011 -0.050 -0.028 0.124

212 5200.000 4700.000 129.621 217.847 129.612 217.834 -0.009 -0.013  -0.022 0.032

213 5200.000 4800.000 129.627 257.803 129.612 257.831 -0.015  0.028 -0.037 0.071

214 5200.000 4900.000 129.618 297.769 129.612 297.828 -0.006 0.059 -0.015 0.148

224 5300.000 4200.000 169.589 17.857 169.609 17.850 0.020 -0.007    0.049 0.019

225 5300.000 4300.000 169.590 57.833    169.609 57.847 0.019  0.014  0.047 0.034

226 5300.000 4400.000 169.584 97.788 169.609 97.843 0.025  0.055  0.062 0.139

227 5300.000 4500.000 169.576 137.840    169.609 137.840 0.033  0.000  0.082 0.001

228 5300.000 4600.000 169.581 177.885     169.609 177.837 0.028  -0.048  0.070 0.119

229 5300.000 4700.000 169.584 217.842     169.609 217.834 0.025  -0.008  0.062 0.019

230 5300.000 4800.000 169.588 257.808    169.609 257.831 0.021  0.023   0.053 0.058

231 5300.000 4900.000 169.588 297.778   169.609 297.828 0.021 0.050   0.053 0.125

241 5400.000 4200.000 209.630 17.870 209.606 17.850 -0.024 -0.020   -0.061 0.051

242 5400.000 4300.000 209.629 57.914 209.606 57.846 -0.023 -0.068   -0.058 0.169

243 5400.000 4400.000 209.633 97.875 209.606 97.843 -0.027 -0.032   -0.068 0.079

244 5400.000 4500.000 209.632  137.838 209.606 137.840 -0.026  0.002   -0.066 0.006

245 5400.000 4600.000 209.634 177.799 209.606 177.837 -0.028 0.038   -0.070 0.096

246 5400.000 4700.000 209.634  217.766 209.606 217.834  -0.028    0.068   -0.070 0.171

247 5400.000 4800.000 209.634 257.896 209.606 257.831 -0.028 -0.065   -0.070 0.162

248 5400.000 4900.000 209.638 297.860  209.606 297.828 -0.032 -0.032   -0.080 0.080

 

     СКО = 0.025 0.046 0.062 0.115