MapEdit

При работе с программой оператор одновременно наблюдает на экране компьютера, как растровое изображение исходных материалов, так и создаваемое (редактируемое) векторное изображение карты, что предоставляет неоценимые возможности контроля качества векторизации. Мощная инструментальная палитра MapEDIT/MapEDIT PRO содержит все необходимые инструменты, от ручных процедур до полностью автоматических, для редактирования растровых и векторных слоев электронной цифровой карты.

Используемые растровые изображения:

• программы MapEDIT/MapEDIT PRO могут работать с растровыми изображениями более чем 30 форматов (PCX, BMP, TIFF, GIF, JPEG...) произвольной цветности и практически неограниченного размера;
• возможно использование нескольких пересекающихся или не пересекающихся растров различных масштабов для создания по ним единой векторной картой.

Обработка растровых изображений:

• набор процедур изменения растрового изображения: удаление/замена цвета, уменьшение размеров полей заданного цвета, сглаживание, удаление небольших точек (пятен) заданного цвета, рисование …;
• сшивка отдельных растровых фрагментов в единое растровое изображение (возможность подготовки растровых изображений на сканерах небольшого формата);
• трансформация (выравнивание) растра с использованием произвольной сети картографических реперов;
• сохранение преобразованных растровых изображений или их фрагментов в любом из стандартных форматов (PCX, BMP, TIFF, GIF, JPEG...и других).

Фотограмметрическая обработка аэро- и космических снимков (только в программе MapEDIT PRO):

• специальные преобразования растровых изображений для устранения геометрических и фотометрических искажений, обусловленных кривизной Земли, неровностями рельефа местности, погрешностями съемочной аппаратуры и др., характерных для снимков, а так же преобразования, связанные с переводом в заданную картографическую проекцию;
• возможность обработки двух видов снимков: - обычного проекционного типа (аэро- и космические снимки) и сканерного типа (космические снимки);
• использование снимков с частично и неточно заданными параметрами.

Создание, редактирование и контроль векторных данных:

• задание структуры векторной карты (разделение объектов по слоям и типам);
• задание структуры базы атрибутивных данных, наполнение базы непосредственно на этапе создания карты;
• ручные процедуры редактирования объектов векторной карты;
• автоматизированные процедуры трассировки линий различного типа и оконтуривания полигонов;
• использование априорных данных о форме объектов (ортогональность, параллельность и т.п.) в ручных и автоматизированных процедурах векторизации;
• одновременная поддержка двух моделей представления цифровой карты (линейно-узловой и объектовой);
• полный контроль (автоматический и интерактивный) топологической корректности карт, обнаружение и устранение ошибок топологии по произвольно выбранным векторным слоям или их комбинациям; построение полигональных покрытий;
• трансформация (выравнивание) векторной карты по произвольному набору картографических реперов;
• сводка («сшивка») векторных карт, вводимых по отдельным планшетам, для получения единой векторной карты региона.

Системы координат:

• работа с картой в прямоугольных и географических системах координат;
• поддержка стандартных картографических проекций с возможностью изменения их параметров.

Связь с ГИС:

• экспорт/импорт графических данных вместе со связанными атрибутивными данными в большинство существующих ГИС и САПР в реальных или условных координатах, в виде полигональных покрытий или в виде объектов MapEDIT/ MapEDIT PRO.

Формат данных (векторных и атрибутивных):

• GEN/GPN/DBF;
• SHP/SHX/DBF;
• MIF/MID;
• ASC/ADF;
• DXF/DBF.

Техническая поддержка и обучение:

• Программы MapEDIT/ MapEDIT PRO снабжены Уроками для быстрого первоначального освоения и подробной контекстно-зависимой системой Справки.
• Зарегистрированным пользователям программы обеспечивается техническая поддержка по телефону, факсу и электронной почте.
• Проводятся курсы обучения пользователей программ MapEDIT/ MapEDIT PRO.

Программа MapEDIT содержит блок фотограмметрической обработки аэро и космических снимков.

Программа позволяет обрабатывать два типа снимков:

• Снимки центральной проекции (аэро и космические);
• Сканерные снимки (космические).

Растровые изображения аэро- и космических фотоснимков подвергаются:

• специальным преобразованиям для устранения геометрических и фотометрических искажений, обусловленных кривизной Земли, неровностями рельефа местности, погрешностями съемочной аппаратуры и др., характерных для снимков, а так же преобразованиям, связанным с переводом в заданную картографическую проекцию.

Основой для преобразований является набор опорных точек, задаваемых оператором на снимке, с указанием их точных географических координат.

Особенностью процедуры привязки является режим уточнения параметров внешней и внутренней ориентации снимка, если они заданы частично или с большими погрешностями. Процесс уточнения параметров снимка может выполняться итерационно с сохранением в файле промежуточных результатов вместе с набором опорных точек.

Удобный интерфейс позволяет быстро вводить и редактировать опорные точки, практически не прибегая к вводу цифровых значений координат, а также постоянно контролировать правильность ввода. Возможность отследить опорные точки, для которых расстояние между расчетными координатами и их истинными значениями превышает предельную погрешность наблюдения, позволяет делать вывод о непротиворечивости найденных параметров снимка и об ошибках оператора при задании опорных точек.

После получения (уточнения) параметров снимка можно выполнять его трансформацию. Снимок автоматически преобразуется в картографическую проекцию, заданную для отображаемой векторной карты. При трансформации учитывается модель рельефа местности, создаваемая по любым объектам высотной основы (горизонтали, отметки высот и др.) векторной карты. После выполнения преобразований снимка при помощи команды Добавить снимок в карту его можно использовать для составления и обновления цифровых карт средствами программы MapEDIT так же, как и обычный растровый слой.

Снимки центральной проекции

Блок обработки снимка центральной проекции включает следующие преобразования:

• Коррекция геометрических искаже­ний, связанных с кривизной поверх­ности Земли, ориентацией камеры в момент съемки, высоты рельефа местности с учетом заданной мо­дели.
• Привязка снимка к земному эллипсоиду и преобразование в заданную картографическую проек­цию.
• Уточнение местоположения и ориентации камеры в момент съемки по опорным точкам.

Исходными данными для обработки снимков центральной проекции являются:

• Параметры фотокамеры и снимка (фокусное расстояние, коэффициент увеличения отпечатка, координаты главной точки снимка и др.).
• Параметры внешней ориентации камеры в момент съемки. Возможен расчет или уточнение ориентации по опорным точкам на снимке.
• Набор опорных точек. Под опорными точками понимаются опознанные на снимке точки местности с известными географическими координатами. MapEDIT позволяет скалывать опорные точки непосредственно с векторной или растровой карты района съемки, не прибегая к вводу цифровых значений координат.

Сканерные снимки

Сканерный снимок отличается от снимка центральной проекции тем, что изображение формируется не мгновенно (практически из одной точки пространства), а в течение некоторого времени, путем поперечного сканирования поверхности Земли специальным сканирующим устройством, находящимся на борту космического аппарата (КА). Обработка сканерных снимков усложняется в связи с тем, что необходимо с высокой точностью учитывать поведение КА на интервале сканирования, который может составлять несколько десятков секунд.

Разработанный блок обработки сканерных космических снимков решает следующие задачи:

• Коррекция геометрических искажений сканерного снимка, связанных с движением КА, кривизной поверхности и вращением Земли, ориентацией и особенностями работы сканирующего устройства.
• Привязка снимка к земному эллипсоиду и преобразование в заданную картографическую проекцию.
• Уточнение ориентации сканирующего устройства на время съемки и начальных условий движения космического аппарата (КА) по опорным точкам.

Исходными данными для обработки сканерных снимков являются:

• Начальные условия движения КА (координаты, скорости, баллистический коэффициент на момент начала сканирования). Координаты и скорости движения космического аппарата могут быть отнесены к системам координат связанным с Землей WGS-84, ПЗ – 90 или к инерциальной системе координат заданной эпохи (например, стандартной эпохи J2000,0). В последнем случае, время, на которое даны начальные условия движения должно быть представлено в шкале UTC. Возможно уточнение начальных условий движения КА по имеющимся на снимке опорным точкам.
• Тип и параметры сканирующего устройства (вид сканирования, скорость сканирования, угловой размер мгновенного поля зрения и др.)

• Ориентация сканирующего устройства на время съемки. Ориентация описывается тремя эйлеровскими углами поворота в системе координат, связанной с КА на момент начала сканирования. Возможен расчет или уточнение ориентации по опорным точкам на снимке.
• Набор опорных точек.
• Необязательные параметры баллистической модели движения, позволяющие более точно рассчитать траекторию КА, включающие.
• Поправки к шкале всемирного времени UTC: dUT1, IAT – UTC, угловые координаты истинного полюса вращения Земли. Информация по этим поправкам публикуется Международной службой вращения Земли (IERS).
• В случае использования динамической модели атмосферы необходима информация по Солнечной и геомагнитной активности: коэффициент солнечной активности F10.7 и геомагнитной активности Kp. В Российской Федерации эта информация регулярно публикуется институтом прикладной геофизики имени академика Федорова Е.К.

При расчете баллистической траектории КА может учитываться:

• нормальный (связанный с Земным эллипсоидом), или возмущенный (учитывающий неравномерность распределения масс внутри Земли) геопотенциал.
• статическая или динамическая (с учетом положения Солнца, солнечной и геомагнитной активности) атмосфера.
• притяжение Солнца и Луны.

Использование точной дифференциальной баллистической модели движения космического аппарата и модели ориентации оптической оси сканирующего устройства, предполагающей ее изменения во времени, позволяет при наличии достаточного числа опорных точек привязать сканерный снимок к земному эллипсоиду с погрешностью, не превышающей двух элементов разрешения снимка, на интервалах сканирования - 15-25 секунд (120-200 км). Так для снимков, полученных со спутника «Ресурс 3», имеющих разрешающую способность на местности 80 метров, ошибка привязки не превышает 100 – 160 м.

Новое в версии MapEDIT 5.0:

• Фотограмметрическая обработка поля снимков;
• Автоматическая трассировка;
• Дополнительные инструменты редактирования векторных объектов;
• Система «Полезные советы».

1. В версию 5.0 программы MapEDIT Pro введен новый блок фотограмметрической обработки поля снимков, который предназначен помимо основной задачи получения фотокарт для построения трехмерных моделей рельефа местности по набору взаимно перекрывающихся аэро- или космических снимков центральной проекции. Основным преимуществом обработки поля по сравнению с обработкой одиночного снимка является получение информации о третьей составляющей координат – высоте, а также уменьшение количества опорных точек, необходимых для выполнения преобразований.

Исходными данными для обработки поля снимков являются:

• растровые изображения снимков;
• параметры внешней и внутренней ориентации снимков;
• соответственные точки – точки местности, опознанные на двух снимках;
• опорные точки – соответственные точки с известными географическими координатами;
• связующие точки - точки местности, опознанные на трех снимках.

Алгоритм обработки поля снимков содержит два основных этапа. На первом этапе по соответственным, опорным и связующим точкам рассчитывается модель относительного положения снимков в поле и их взаимная ориентация. На втором этапе производится посадка полученной модели на земной эллипсоид по заданным опорным точкам. После посадки поля снимков на эллипсоид становится возможным определение полного вектора координат соответственных точек и построение на их основе модели рельефа местности.

Особенностью блока обработки поля снимков, реализованного в программе MapEDIT Pro, является использование на всех этапах расчета устойчивых статистических процедур, что позволяет обнаруживать точки с грубыми ошибками и ослабляет их влияние на результаты обработки поля.

Удобный интерфейс с пользователем, обеспечивающий одновременное отображение всех снимков поля в одном окне, позволяет максимально упростить ввод и редактирование соответственных, опорных и связующих точек. Автоматический контроль исходных данных производится непосредственно в процессе ввода. Его результаты наглядно отображаются в окне диалога, что позволяет оперативно исправлять ошибочные значения.

После получения (уточнения) параметров поля можно выполнять его трансформацию. Снимки поля автоматически преобразуются в картографическую проекцию, заданную для отображаемой векторной карты. Преобразованные снимки можно использовать для составления и обновления цифровых карт средствами программы MapEDIT так же, как и обычный растровый слой.

2. В версии 5.0 MapEDIT/MapEDIT Pro введена возможность автоматической векторизации (автотрейсинга) растрового изображения или любого его фрагмента.

Режим автотрейсинга работает по растрам любой цветности – от черно/белых до TrueColor (2 млн. цветов). Настройка цвета трассируемых объектов происходит аналогично тому, как это делается в процедурах трассировки отдельных линий и полигонов, т.е. заданием диапазонов составляющих цвета R, G, B.

Объекты на растре могут векторизоваться двумя способами – как линии или как полигоны по внешнему контуру. Векторные объекты, полученные в результате автотрейсинга, автоматически подвергаются предварительному сглаживанию и аппроксимации, и заносятся в текущий слой карты.

Особенно эффективно применение режима автотрейсинга в случае простых растровых изображений, содержащих однотипную графическую информацию, например, горизонтали или дорожную сеть. В этом случае полученные предварительные векторные объекты практически не требуют дополнительной обработки, и время векторизации сокращается в несколько раз по сравнению с полуавтоматическим режимом. В случае сложных многоцветных изображений режим автотрейсинга также может эффективно применяться. При этом объекты могут распадаться на несколько фрагментов, что устраняется применением операций «Склейка» и «Оптимизация».

3. Версия 5.0 MapEDIT/MapEDIT Pro дополнена новыми командами редактирования векторных объектов.

• Копировать – сохраняет векторный объект во временном буфере.
• Вырезать - сохраняет векторный объект во временном буфере с удалением оригинала.
• Вставить - помещает векторный объект из временного буфера в текущий объект на карте. При помощи этих команд можно переносить объекты из одной карты в другую.
• Переместить – Повернуть – позволяет выполнять операции параллельного переноса, поворота на произвольный угол, пропорциональное изменение размеров по вертикали и/или горизонтали, зеркальное отражение относительно вертикали и/или горизонтали над текущим объектом карты. При этом сохраняется возможность оперативного редактирования и ввода узлов.
• Разрезать – позволяет разделить текущий объект на два с возможностью смещения точки разрыва. Атрибутивные данные разрезаемого объекта дублируются в каждой из частей.
• Склеить – объединяет текущий объект с любым другим. Конечные узлы соединяются по критерию минимального расстояния. В склеенном объекте сохраняются атрибутивные данные первого из выбранных объектов.
• Оптимизировать – выполняет сглаживание, аппроксимацию и интерпретацию текущего объекта в соответствии с заданными параметрами и установленными режимами на инструментальной панели. Эта команда вместе с командой «Склеить» предназначена в основном для постобработки объектов, полученных в режиме автоматической трассировки растра.

4. Для облегчения освоения программы MapEDIT/MapEDIT Pro версия 5.0 дополнена режимом «Советы…», в котором оператору при выполнении тех или иных действий выдаются соответствующие подсказки. Режим «Советы…» позволяет значительно сократить время изучения программы начинающими пользователями.