Технология автоматизированной генерализации ЦТП и ЦТК. Проблемы и решения

УДК 528.4 С.В. Колосков

ФГУП центр «Сибгеоинформ», Новосибирск

ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ ЦТП И ЦТК. ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ

Одним из основных научно-технических направлений ФГУП центр «Сибгеоинформ» (Роскартографии) является разработка и совершенствование технологии автоматизированной генерализации при создании ЦТП, ЦТК производных масштабов (далее Технология Генерализации).

К настоящему времени завершены ОКР по созданию ЦТП, ЦГК масштабов 1 : 2 000, 1 : 10 000, 1 : 25 000, 1 : 50 000, 1 : 100 000, 1 : 200 000 по ЦТК и ЦТП базовых (более крупных) масштабов.

Технология Генерализации представляет собой совокупность производственных процессов, математических методов, вычислительных программ, технических средств, организационных положений. Критериями эффективности использования Технологии Генерализации являются:

- Уменьшение стоимости автоматизированного создания производных масштабов ЦТП, ЦТК по сравнению с традиционными методами картосоставления при создании ЦТП, ЦТК;

- Повышение производительности труда, сокращение сроков создания номенклатурного листа ЦТП, ЦТК производного масштаба.

Одной из основных проблем при разработке технологии автоматизированной генерализации являлась проблема формализации процесса картографической генерализации в целом (получение модели производного масштаба). Т. е. не автоматизация отдельных действий картографа-составителя, а насколько это возможно, исключение из процесса генерализации действий картографа, которые, как правило, носят субъективный характер.

Для этого была разработана модель автоматизированной генерализации цифровых топографических карт, которая инкапсулировала в себе ЦТП, ЦТК и методы автоматической генерализации.

угой проблемой автоматизированной генерализации является проблема формализации структуры данных исходных ЦТП, ЦТК, поскольку структура ЦТП, ЦТК, как правило, не содержит информации, необходимой для автоматической генерализации, а представлена в виде последовательного и, как правило, не структурированного списка объектов.

Для формализации структуры исходных ЦТП, ЦТК используется подсистема распознавания структуры данных. Функцией этой подсистемы является идентификация объектов ЦТК или их совокупностей, их пространственные отношения (определение топологических отношений) и определение степени важности (приоритетов). На процесс распознавания

структуры воздействуют управляющие параметры - масштаб производной карты, особенности территории и т. д.

В основе информационного обеспечения технологии автоматизированной генерализации лежат действующие отраслевые нормативные документы (руководства, наставления, условные знаки), классификаторы топографической и картографической информации, правила цифрового описания объектов и таблицы цензов по отбору топографических объектов масштабов 1 : 500 - І : 200 ООО.

В ФГУП центр Сибгеоинформ», по заказу Роскартографии разработаны «Таблицы цензов по отбору объектов при составлении карт масштабов в автоматизированной генерализации» на картах и планах масштабов от 1 і 5ОО до 1 і 2ОО ООО (далее - Таблицы цензов). Таблицы цензов включены в состав документации Технологии Генерализации по каждому масштабу и содержат конкретные числовые цензы показа на каждый топографический объект карты или плана.

На основе Таблиц цензов разработан интерфейс для настройки (изменения) формализованных правил и цензов, в зависимости от редакционных указаний и характера местности составляющей ЦТК.

Исходными данными для производных цифровых топографических планов и карт, являются ЦТП, ЦТК базового масштаба в формате следующих систем сбора:

- Торо Win - (PTS, TWS, TXT), масштабы 1 : 500 - 1 : 100 000;

- АРМ Растр2 - (INF), масштабы 1 : 10 000 - 1 : 100 000;

- ПО Digitals ЦФС - (DMF), масштабы 1 : 2 000 - 1 : 50 000;

- ГИС «Панорама» - (SXF, TXF), масштабы 1 : 10 000 - 1 : 100 000;

- ГИС «Нева» - (SXF, TXF), масштабы 1 : 25 000 - 1 : 50 000.

Кроме того, в ближайшее время предполагается завершить работы по разработке программного обеспечения обеспечивающего импорт в технологию Генерализации ЦТП, ЦТК масштабов 1 : І0 000, І : І00 ООО из FHC «Нева».

бедует иметь в виду, что при импорте данных из ГИC «Нева» в форматах SXF, TXF (форматы обмена информации ГЖ «Панорама») используются семантические коды объектов непосредственно ГИC «Нева», а не ГИC «Панорама». Это позволяет максимально учесть особенности описания объектов ЦТП, ЦТК ГИC «Нева» в той части, где они имеют различия в описании объектов с ГИC «Панорама».

На сегодняшний день результаты работы Технологии Генерализации (ЦТП, ЦТК производных масштабов) могут быть получены в форматах следующих систем:

- Торо Win - (TWS, TXT), масштабы 1 :2 000 — 1 : 200 000;

- АРМ Растр2 - (INF), масштабы 1 : 10 000 - 1 : 200 000;

- ПО Digitals ЦФС - (DMF), масштабы 1 : 2 000 - 1 : 100 000;

Кроме того, в ближайшее время предполагается завершить работы над программным обеспечением, обеспечивающим экспорт ЦТП, ЦТК масштабов

І : ІО ООО - І : 200 ООО непосредственно из Технологии Генерализации в форматах SXF, TXF в raC «Панорама» и raC «Нева».

Технология Генерализации включает следующие основные этапы:

1. Подготовительные работы, входной контроль и исправление исходных данных.

2. Автоматическая генерализация.

3. Контроль и редактирование результатов автоматической генерализации.

4. Выдача результатов автоматической генерализации.

Подготовительный этап предусматривает:

- Подготовку редакционно-технических указаний;

- Конвертирование исходной цифровой топографической информации в оперативную базу данных программы автоматизированной генерализации, её контроль и редактирование;

- Cвoдку и сшивку исходных ЦТП, ЦТК.

Возникает естественный вопрос - какова цель дополнительного входного контроля и при необходимости редактирования исходных данных, если ЦТП, ЦТК исходного (базового) масштаба уже принималась ОТК предприятия?

Дело в том, что существуют разные требования к качеству (содержанию) ЦТП, ЦТК для решения разных задач. Как правило, системы контроля качества ^КК) существующих систем сбора ориентированы на контроль корректного отображение ЦТП, ЦТК в условных знаках согласно нормативно технической документации (НТД), а топологию объектов ЦТП, ЦТК рассматривают только в контексте, насколько это не вредит правильному отображению объектов ЦММ в условных знаках.

Поэтому в Технологии Генерализации предусмотрен режим «Верификации» данных исходных ЦТП, ЦТК. Результат работы подпрограммы «Верификации» заключается не только в диагностики ошибок сбора исходных ЦТП, ЦТК с точки зрения Технологии Генерализации, но и насколько это возможно автоматическое их исправление.

Бедует отметить, что степень «некорректности» исходных ЦТП, ЦТК с точки зрения Технологии Генерализации разная:

1. При использовании ЦТП, ЦТК созданными системой АРМ Растр2 в последней версии ни каких проблем с точки зрения Технологии Генерализации не возникало.

2. При использовании ЦТП, ЦТК созданными в raC «Панорама» и ГИC «Нева» в некоторых случаях возникали проблемы рассогласования метрики смежных объектов.

3. Хуже всего, с точки зрения Технологии Генерализации ситуация обстоит с данными собираемыми средствами ПО Digitals ЦФС. Как следствие этого в Технологии Генерализации предусмотрена при приёме данных из ЦФС принудительная верификация ЦТП, ЦТК.

Основные ошибки исходных ЦТП, ЦТК, которые могут пагубно повлиять на процесс автоматической Генерализации, и которые подпрограмма «верификации» не только диагностирует, но и при возможности исправляет следующие:

1. Дублирование точек протяжённых объектов (линейных и площадных). Поскольку это очень серьёзно может повлиять на процесс автоматической Генерализации подпрограмма «верификации» устраняет эти проблемы автоматически.

2. Самопересечение и не замкнутость площадных объектов. В некоторых случаях подпрограмме «верификации» удаётся исправить ЦТП, ЦТК, но чаще всего происходит только диагностика некорректности, которую необходимо устранять при интерактивном редактировании.

3. Нарушение топологии сложных площадных объектов (все ниже перечисленные ошибки подпрограммой «верификации» исправляются автоматически):

- Направление для всех внутренних контуров сложного площадного объекта должно быть одинаково;

- Внешний контур сложного площадного объекта должен быть первым при описании метрики объекта;

- Примыкание внутреннего контура сложного площадного объекта «дырки» к внешнему контуру объекта.

Стадии автоматической генерализации:

- Ввод и установка начальных параметров программы автоматической генерализации для производных ЦТП, ЦТК (масштаб, высота сечения рельефа, характер местности - залесённость, обеспеченность водой, и т. д.);

- Процесс автоматической генерализации.

Этап контроля и редактирования результатов автоматической генерализации предусматривает:

- Контроль результатов автоматической генерализации: выполняется визуально по графической копии ЦТП, ЦТК производного масштаба;

- Редактирование цифровых данных после процесса автоматической генерализации в интерактивном режиме средствами графического редактора программы.

Выдача результатов автоматической генерализации:

- Формирование файла ЦТП, ЦТК производного масштаба на номенклатурный лист в заданном формате;

- Формирование ЦТП, ЦТК для выдачи бумажной копии,

соответствующей по содержанию составительскому оригиналу;

- Формирование рамочного и зарамочного оформления НЛ.

В 2005 году была проведена опытная эксплуатация технологии

автоматизированной генерализации (получения) ЦТК масштаба 1 : 50 000 по ЦТК масштаба 1 : 25 000. Опытная эксплуатация технологии проводилась на следующих предприятиях:

- ФГУП ПО «Инжгеодезия», г. Новосибирск.

- ФГУП Восточно-Сибирское АГП, г. Иркутск.

- ФГУП Красноярское АГП, г. Красноярск.

- ФГУП Новгородское АГП, г. Новгород.

- ФГУП Центр «Сибгеоинформ», г. Новосибирск.

© С.В. Колосков, 2006