Иван Илюнин, Дмитрий Кушнарев
До недавнего времени для подготовки карт к изданию использовались главным образом классические оформительские программные продукты, такие как Adobe Illustrator, Corel Draw, Adobe Photoshop и т.п. Но использование программного обеспечения, не адаптированного для работ с географической информацией, не позволяет готовить тиражи с возможной оперативностью, а также может привести к таким грубым нарушениям, как искажение математической основы карты или ошибкам оформления, вызванным человеческим фактором. В большинстве случаев эти погрешности могут быть обнаружены при работе с картой с использованием ГИС или при специальном анализе.
Рис. 1. Фрагмент карты России.
ГИС позволяют оперативно с достаточной точностью переводить цифровой материал в нужную проекцию, подготавливать и оформлять тематические данные непосредственно из цифровых источников, применяя методики работ с векторным топологическим материалом. До настоящего момента мы использовали программное обеспечение ESRI главным образом для подготовки данных к оформлению и оформления отдельных слоев карты.
Основным этапом подготовки карт в ArcInfo является создание модели местности, в которую входит набор векторных слоев и грид-данные рельефа. Хотелось бы отметить необходимость подбора векторных данных с учетом масштаба будущей карты. Если в электронных картах приветствуется повышенная подробность некоторых элементов (например, береговой линии), в данном случае излишняя подробность приведет к слиянию объектов при издании.
Одной из возможностей ArcInfo является картографическая генерализация. Генерализация в ГИС имеет два аспекта: генерализация базы данных и непосредственно геометрическая генерализация. Генерализация информации в базе данных может быть представлена как построение масштабного ряда для всех объектов карты, выводимых при определенном масштабе.
Геометрическая генерализация трактуется как упрощение контура или отдельных линий и реализована в Arcinfo для векторных и грид- данных. Помимо существовавших в версии 7.1.2. операторов BENDSIMPLIFY и ORTIGONAL команда GENERALIZE в версии 8 расширена опцией поддержки топологической корректности при выполнении генерализации – {NOERRORCHECK|ERRORCHECK}. При использовании оператора ERRORCHECK выполняется проверка корректности создаваемого материала. В случае появления топологической ошибки, расстояние генерализации будет уменьшено, а в атрибутивную таблицу будет добавлено поле TOLFLAG с указанием использованного расстояния для каждой линии. Следует отметить, что несколько циклов применения команды с последовательно уменьшаемым в 10-15 раз расстоянием, дает более корректные результаты, чем одна генерализация. Специально для упрощения таких объектов как строения, городские кварталы и улицы может быть применена команда BUILDINGSIMPLIFY, которая работает с учетом ортогональности объектов. В версии 8 команда CENTERLINE реализует возможность автоматического построения центральных линий полигональных объектов, таких как улицы, на основании заданных минимальной и максимальной ширины входных объектов.
ArcInfo поддерживает большое количество проекций и позволяет проецировать как векторные, так и грид-данные. С помощью ArcInfo возможна трансформация данных для решения различных задач: совмещение данных из разных источников, совмещение векторных слоев различной точности, использование данных по проекциям, напрямую не поддерживаемым ArcInfo. Для этого существуют возможности конфляции (‘резиновой’ трансформации — rubber sheeting). Эти алгоритмы реализованы в командах WARP и ADJUST. WARP служит для трансформации растровых данных и использует полиномы Чебышева. ADJUST позволяет трансформировать как растровые, так и векторные данные. Команда ADJUST имеет опции {BIVARIATE|LINEAR}, первая из которых подтягивает данные, используя полином 5 степени, вторая – «точку к точке» в соответствии с исходной информацией.
Применение отмывки рельефа позволяет делать карты более привлекательными. ArcInfo обеспечивает построение модели рельефа с теневой пластикой как на базе векторной информации, так и используя уже имеющуюся грид-модель рельефа. Для построения грид-модели по векторным данным имеется команда TOPOGRID. Она не только позволяет использовать информацию по горизонталям и точкам высот, но и учитывать данные по рекам, озерам и другую дополнительную информацию.
Рис. 2. Результат автоматической расстановки
надписей в ArcMap без редакторской правки.
Отмывка рельефа в ArcInfo строится на базе цифровой модели рельефа, представленной в виде грид-данных. Для этого могут быть применены команды HILLSHADE или SAI. Первая строит модель, где значение ячейки грида соответствует степени освещенности. Вторая создает модель уклонов и может быть выгружена в другие форматы или представлена на дисплее как отмывка рельефа с использованием специально созданного этой же командой файла цветов. В качестве параметров команд используются такие величины как Z-фактор, азимут освещения и высота источника света. Отмечено, что в ряде случаев угол высоты освещения 55-65 градусов позволяет увеличить Z-фактор и делает рельеф более объемным.
В процессе обработки данных мы часто сталкивались с необходимостью применения нескольких циклов команд для серий покрытий и отслеживания каждого цикла визуально. Для этого очень удобно использовать RPC технологию, поддерживаемую на базе ArcView, как клиента, и ArcInfo — как сервера. Буквально тремя-пятью строчками программного кода можно инициировать клиент-серверную технологию обработки данных. Возможность автоматизировать загрузку в ArcView обрабатываемых данных позволяет легко контролировать пошаговое преобразование информации.
Этот подход был применен при обработке более 100 покрытий для последовательных преобразований данных из проекции в проекцию, их уравнивания, вырезания и экспорта в обменный формат.
Хотелось бы также отметить средства ArcMap по расстановке подписей. В соответствии с атрибутивными данными информация, выносимая в виде надписей, может быть классифицирована, для каждого класса определены свой тип шрифта и метод поиска места для расположения текста на карте. Несмотря на хорошие результаты автоматизированной расстановки подписей (рис. 2), на этом этапе необходим контроль и коррекционная работа оператора. Видимо тут также могут помочь предлагаемые ESRI специализированные пакеты, такие как Maplex.
