Описание процесса обновления метрики объектов.

Оглавление

Общие сведения.

После того, как выбран участок и произведено совмещение цифровой карты и исходного изображения, приступают к обновлению участка карты. Все виды изменений, происшедших на местности можно отнести к трем категориям (в порядке частоты встречаемости):

q       изменение контуров (урбанизированных территорий, лесных массивов, лесных дорог, стариц, болотных озер и т.п.).

q       появление новых контуров (дороги, просеки, вырубки, населенные пункты)

q       исчезновение контуров (болотных озер, внутренних контуров леса)

При обновлении карты масштаба 1:200000 необходимо учитывать влияние картографической генерализации, которая сводится к: упрощению контуров объектов (например, сглаживанию извилин дорог), группировке объектов (например речных рукавов), исключению незначительных с точки зрения топографии местности объектов (например отдельных малых озер на болотах). Генерализация является субъективным процессом, который при создании карты, проводится редактором на основе собственного опыта и различных инструкций. 

Не существует универсального правила для определения "наличия генерализации". Однако можно сформулировать несколько простых правил для выявления ее влияния:

q       если на линейном объекте либо на границе площадного объекта имеется группа в виде "извилин", изломов и т.д., с характерными размерами, приближающимися к 40-80 м, то при отображении на карте вместо них может быть указана только "трендовая" линия, усредняющая линию контура.

q       Если имеется группа близко расположенных друг от друга небольших объектов, таких как дороги, озера, каналы, рукава рек с характерными размерами всей группы по ширине 40-200 м , то на карте может быть указан только один объект расположенный по центру группы (или, в "площадном варианте ее охватывающую) и имеющий соответствующую локализацию (линейную или площадную). Например группа дренажных каналов может быть указана только посредством нескольких избранных каналов, которые характеризуют основные характеристики группы: ее положение, густоту сетки каналов и т.п. См примеры в разделе "Дешифрирование".

Для полноценного отбора объектов, которые необходимо отображать, необходимо изучить инструкции по обновлению и иметь понятие о картосоставлении (и, желательно, опыт и профильное образование). Проблемы с отбором возникают в нашем случае, только при обновлении с использованием снимка SPOT, т.к. он, по сравнению с МСУ дает гораздо большую детализацию.

Примеры результатов камерального обновления.

При выполнении опытного обновления участков были зафиксированы, только два типа изменений на местности: появление новых объектов (дорог и просек), изменение старых объектов (в основном границ лесов и урбанизированных территорий). Общее количество изменений по субъективным оценкам оказалось небольшим:

Таблица 5. Субъективная оценка процента изменений на опытном участке. Отражает отношение количества трудозатрат по вводу новых объектов к количеству трудозатрат по вводу всех "старых" объектов данного типа.

Ниже приведены примеры обновленных участков карты с использованием МСУ-Э и SPOT.

Рис 8. Новые дороги и/или инженерные коммуникации, внутренние контура лесов (делянки, садовые участки?).

Пояснение. На этом и на последующих рисунках белым цветом отображены изменения на местности. Коричневый - дороги и просеки, Зеленый - границы лесов, Синий - гидрография.

Рис 9. Иллюстрация характера изменений на местности в хорошо освоенной зоне. Белым цветом отображены изменения. Обратите внимание на совмещение объектов: в центральной части хорошо видна просека, не нанесенная на карту, в то же время дорога, идущая по ней на карте имеется.

Рис 10. Изменения в малоосвоенной территории с северу от Ухты. Светло-зеленым изображены новые внутренние контуры лесов. Судя по их правильной форме - это делянки. Обратите внимание на новые реки в вернем правом углу снимка, причина по которой они отсутствовали на карте, не ясна.

Рис 11. Обновление дорожной сети, по данным SPOT. Обратите внимание на новый приток реки в верхней части снимка. Объект идущий от центра снимка вниз - скорее всего инженерная коммуникация.

Сравнение обновления опытного участка по SPOT и МСУ-Э.

Рис 12. Наложение изменений, полученных по снимку SPOT на снимок МСУ. По совпадению изображений можно судить о точности обновления метрики по снимку МСУ - около 30-40 м., что сравнимо с его разрешающей способностью и вполне достаточно для масштаба 1:200000.

Примечание. Данные со снимка SPOT изображены желтыми линиями, с МСУ-Э - синими.

Можно видеть насколько увеличивается количество изменений по дорогам и просекам, при переходе от одного снимка к другому. Данные полученные со SPOT в свою очередь, требуют проведения генерализации - например на рис 16. маленькую дорогу, расположенную примерно в центре изображения можно удалить.

Общая схема процесса формирования метрики объектов.

Учитывая, что в процессе камерального дешифрирования невозможно однозначно установить тип многих объектов,  становится невозможным :

q       Корректно разнести объекты по слоям карты

q       Разделить накладывающиеся объекты.

Все эти операции остаются для последующих этапов работы с обновленной картой. Но, на этапе формирования метрики объектов необходимо принять специальные меры для упрощения последующих манипуляций. Рассмотрим подробнее каждую из вышеописанных проблем.

Проблема совмещения объектов . Как неоднократно подчеркивалось выше на поверхности земли существуют множество объектов которые на определенном участке совмещены друг с другом. Например дорога или инженерная коммуникация может проходить по просеке, зимник по реке и т.д. Изображения объектов на космическом снимке в этом случае будут совпадать, т.е. выглядеть как единый объект.

Очевидно, что в большинстве случаев, со стопроцентной уверенностью решить проблему разделения на этапе камерального дешифрирования нельзя. После проведения полевого дешифрирования или каких-либо других процессов сбора информация может потребоваться реструктуризация метрики  объектов, заключающаяся в а) разрезании и склеивании объектов б) переносе объектов со слоя на слой.

Трудность однозначного определения типа. Основная сложность, возникающая по этой причине, заключается в том, что после проведения полевого дешифрирования необходимо разнести объекты по слоям в соответствии с их вновь установленным типом.

Исходя из этого, предлагается следующая схема организации работ по вводу метрики обновляемых объектов:

1.        Для каждого типа локализации вновь вводимых объектов создаются соответствующие слои. Например: NEW_POINTS (для точек), NEW_POLYLINES (для линейных объектов), NEW_POLYGONS (для полигональных покрытий)

2.        При вводе метрики не осуществляется формирование объектов как таковых, а производится только формирование участков их метрики "от узла" до "узла". Каждому такому сегменту ставится в соответствие определенная характеристика (до проведения полевого дешифрирования), обозначающая предположительный тип объекта или объектов в случае совмещения. См. рис 17.

3.        После уточнения типов объектов, при помощи операций копирования и вставки соответствующие сегменты копируются в соответствующие слои и из них формируется окончательная метрика объектов и вносятся их характеристики.

Рис 13. Ввод метрики новых объектов по сегментам (слой NEW_POLYLINES).

Определение объема необходимой доработки.

Полноценное обновление топографической карты подразумевает определение ряда характеристик для вновь вводимых объектов и уточнение характеристик уже существующих объектов. Для наиболее часто изменяющихся групп объектов характеристики приведены в таблице.

Таблица 6. Перечень характеристик наиболее часто изменяющихся групп объектов.

Как можно видеть из этой таблицы многие характеристики, такие например, как количество ниток нефтепровода, невозможно определить по космическим снимкам низкого и среднего разрешения. Некоторые характеристики, такие как ширина, могут быть измерены только со значительной погрешностью. Таким образом, приходится признать, необходимо использовать некоторые дополнительные материалы или процедуры для установления этих характеристик.

Для различных организаций, имеющих сеть филиалов или подразделений на обновляемой территории может быть использована следующая схема:

Этап 1.

Создание твердых копий карт, с указанием при помощи специальных условных знаков, новых объектов и перечнем характеристик, которые необходимо по ним заполнить. Список характеристик можно оформить в виде таблицы или непосредственно предложить подписать их на карте.

Этап 2.

Передача карт в подразделения или нижестоящие (местные) организации. Как показывает практика, "на местах", все изменения хорошо известны и поэтому сбор подобной информации для них не составляет большого труда.

Этап 3.

Получение карт, выполнение реструктуризации объектового состава и внесение изменений в семантику.