Методи та засоби вводу та попередньої обробки картографічних даних.

Введення даних є обов'язковою операцією, необхідною для фун­кціонування ГІС. Для різних типів даних розроблені спеціальні технології введення, що відповідають функціональним можли­востям, включеним до складу програмного ГІС-забезпечення, роз­роблені спеціалізовані периферійні пристрої.

Як вихідні матеріали, з яких виконується введення даних у ГІС, у наш час використовуються:

- топографічні карти;

- загальногеографічні карти різного тематичного змісту;

- архітектурні плани і плани землевпорядкування;

- дані дистанційного зондування Землі (ДЗЗ);

- матеріали польової інструментальної зйомки;

- стандартні статистичні звітні форми в паперовому й електро­ нному поданні;

- текстові джерела, фотографії й ілюстрації;

- рукописні карти і тексти.

Залежно від типу джерел вхідних даних застосовуються різні технології введення даних. У першу чергу розділяються методи введення просторових і атрибутивних даних, для чого розроблені різні види графічних і табличних редакторів. Залежно від виду і якості вхідних матеріалів можуть використовуватися методи руч­ного або автоматизованого введення.

Введення даних, незважаючи на впровадження автоматизова­них технологій, як і раніше, залишається найбільш складною і трудомісткою операцією при створенні і функціонуванні ГІС. Най­більш часто використовуються технології сканування паперових картографічних матеріалів, геометрична корекція сканованого зо­браження для усунення просторових похибок, цифрування папе­рових або сканованих карт із використанням ручної або напівав-томатизованої технології розпізнавання картографічних об'єктів.

Система GPS використовує Всесвітню висотну систему WGS-84 і для її спільного використання з даними національних топокарт необхідно вносити відповідні виправлення.

За топокартами можна визначити і безпосередньо цифрувати такі просторові об'єкти:

- систему координат (географічну чи топографічну);

- місце розташування і висоти пунктів опорної геодезичної мережі;

- оцінки висот рельєфу, контури і глибину ерозійних форм;

- місце розташування гідрографічних об'єктів, оцінки урізів води, глибин, ширини русла, швидкості і напрямку течії;

- назву населеного пункту, кількість будинків, тип і контури вели­ких будівель, кар'єрів та ін.;

- тип покриття, ширину проїжджої частини й узбіччя для автодо-

- ріг, конструкцію, довжину і вантажопідйомність мостів, висоту

(глибину) насипів і виїмок;

- контури лісових масивів або ділянок природної рослинності, тип

„.. деревних порід, висоту і густоту рослинності, ширину лісосмуг;

- місце розташування і тип елементів лінійної технічної інфра-

, структури (ЛЕП, трубопроводи).

Найбільш достовірним джерелом інформації про контури водних просторів, глибини і характер дна є навігаційні карти, що мають той самий масштабний ряд, що і топографічні.

Схеми внутрішньогосподарського землевпорядкування, що мі­стять також інформацію про ґрунтовий покрив, звичайно вигото­вляються в масштабах 1:25 000 і 1:10 000. Для населених пун­ктів існують архітектурні плани різних масштабів (1:5000,1:2000, 1:500), на які нанесені вулична мережа, контури будинків, межі ділянок землекористування, підземні і наземні інженерні комуні­кації. Однак ці матеріали виконані в умовній системі координат, і для їх використання разом з іншими джерелами необхідне виконання певних просторових перетворень.

Методи дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) базуються на ре­єстрації і подальшій інтерпретації відбитої сонячної радіації від поверхні ґрунту, рослинності, води та інших об'єктів. Винос при­строїв, що реєструють, у повітряний або навколоземний простір дозволяє одержати значно більш широке охоплення території порівняно з наземними методами досліджень. При дистанційно­му зондуванні значний вплив на якість і застосовність одержува­них даних чинять спектральний діапазон зйомки, просторова то­чність, радіометрична точність, просторове охоплення, оператив­ність і повторюваність зйомки, вартість даних.

Сканування в наш час є одним з основних видів перетворення зображень з паперових (плівкових та ін.) типів носіїв у різні формати електронних зображень. Сам термін «сканування» озна­чає, що площина вихідного зображення проглядається послідов­но по смугах, кожна смуга, у свою чергу, поділяється на окремі елементи. Відбите оптичне електромагнітне випромінювання кож­ного елемента зображення реєструється світлочутливим датчи­ком, при цьому відбувається осереднення колірних і яскравих характеристик (елемент зображення тепер може вважатися пік-селем); залежно від поточних настроювань сканера пікселу при­своюється певний код у бітовому, сіро-кольоровому або RGB-фор­матах, після чого інформація про порядкове положення і колір піксела записується в растровий графічний файл.

Скановані растрові картографічні матеріали використовуються для створення векторних цифрових карт. При гарній якості ви­хідних карт (гарне розрізнення ліній і контурів, відсутність фону і забруднень, чітка передача кольору) можуть використовуватися системи розпізнавання графічних образів і автоматичного прома­льовування їхніх контурів. Процедури розпізнавання растра і промальовування векторних графічних примітивів позначаються терміном векторизування.

Геокодування — метод і процес позиціонування просторових об'­єктів відносно деякої координатної системи і їхніх атрибутів. Для геокодування необхідні табличний набір координатних да­них — широта і довгота, координати X і У, вулична адреса, файл просторової бази даних, у координатах якої буде здійснюватися пошук місця розташування точки, а також установлення в ці координати точкового об'єкта з заданими атрибутами.

При апаратному дигітизуванні з використанням спеціального пристрою - дигітайзера - застосовуються оригінальні паперові або пластикові картографічні матеріали високої якості. До складу багатьох програмних ГІС-пакетів входять спеціальні модулі для настроювання і керування роботою різних моделей дигітайзерів.

Аркуш карти, що цифрується, закріплюється на поверхні план­шета дигітайзера за допомогою притискних планок або прозоро­го листа пластику. На початку роботи виконується процедура визначення координат — на карті вказуються чотири і більше контрольних точок, клавіатурним способом вводяться їхні ко­ординати, визначається похибка визначення системи координат. Можуть також зазначатися крайні кутові координати області дигітизування для зменшення обсягу просторових розрахунків.

Також у межах робочої області дигітайзера можуть бути ви­ділені області для операцій, наприклад, накладних інструменталь­них панелей. Для полегшення роботи оператора для деяких ГІС-пакетів (наприклад, для програмних продуктів фірми INTERGRAPH) розроблені спеціальні накладні меню інструмен­тів для введення і редагування просторових об'єктів. При пере-

міщенні курсора дигітайзера в область меню пристрій автоматично переключається на вибір відповідного інструмента.

Аркуш із таким меню укладається на поверхню дигітайзера. Оператор за допомогою курсора дигітайзера здійснює обведення контурів просторових об'єктів, вручну або в напівавтоматичному режимі зчитуючи координати опорних точок. При натисканні кнопки зчитування координати точки записуються у відповід­ний активний файл бази даних; відповідні атрибутивні дані вво­дяться клавіатурним способом. Точність і швидкість введення даних залежать від кваліфікації оператора. У моделях дигітай­зерів, призначених для роботи під керуванням ОС Windows, пе­редбачене переведення пристрою в режим роботи маніпулятора «миша», тобто за допомогою дигітайзера можна керувати екран­ним інтерфейсом системи.

При зміні аркушів карт, випадковому зрушенні аркуша карти, що цифрується, або вимиканні дигітайзера необхідно заново пе-реустановлювати систему координат дигітайзера.

Останніми роками через велику залежністю від малодоступ­них паперових оригіналів карт, наявність перекручувань і ушко­джень паперових карт, складність редагування цифрових карт, а також високу вартість самих пристроїв, технології апаратних дигітайзерів поступово були витіснені технологіями екранного дигітизування.