Устройство ввода пространственной информации

Для ручного ввода пространственных данных стандартом является дигитайзер (digitizer). Дигитайзер - устройство для преобразования готовых (бумажных) изображений в цифровую форму. Дигитайзеры создают векторные типы данных.

Дигитайзер состоит из двух основных элементов: основания (или планшета) и курсора, двигающегося по его поверхности. Перед оцифровкой бумажная карта жестко крепиться на планшете: оригинал нельзя сдвигать до полного окончания процесса оцифровки. Курсор помещается поверх карты. Устройство курсора подобно устройству компьютерной мыши. При нажатии на кнопку курсора его местоположение на поверхности планшета фиксируется, а координаты передаются в компьютер. Курсор обычно имеет перекрестие, нанесенное на прозрачную пластинку, которое позволяет оператору позиционировать его точно на отдельных элементах карты. Кроме того, на курсоре размещены кнопки, которые (число их зависит от уровня сложности устройства) позволяют указывать начало и конец линии или границы области, явно определять левые и правые области и т.д. Использование кнопок определяется в основном спецификой программы ввода. Курсоры бывают четырех-, восьми-, двенадцати- и шестнадцатикнопочные.

Местоположение курсора фиксируется с помощью встроенной в планшет сетки. Сетка состоит из проволочных или печатных проводников с относительно большим расстоянием между соседними проводниками (от 3 до 6 мм). Механизм регистрации позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 100 линий на мм). Этот шаг называется разрешением (resolution) дигитайзера.

Независимо от принципа регистрации существует погрешность в определении координат курсора, именуемая точностью (accuracy) дигитайзера. Эта величина зависит от типа дигитайзера и от конструкции его составляющих. На нее влияет неидеальность регистрирующей сетки планшета, способность воспроизводить координаты неподвижного курсора (повторяемость), устойчивость к разным температурным условиям (стабильность), качество курсора, помехозащищенность и т. д. Точность существующих планшетов колеблется в пределах от 0.005 дюйма до 0.03 дюйма. Кроме курсора существует и другой тип указующих устройств дигитайзера - перо (стило). Кроме плоских дигитайзеров, в настоящее время успешно используются трехмерные дигитайзеры: информация о форме объемного объекта фиксируется с помощью чувствительного пера, закрепленного на специальном устройстве, которое называется краном.

Большее распространение для ввода данных в ГИС получили сканеры. Сканер представляет собой устройство для преобразования бумажных изображений в цифровую форму. Сканеры создают растровые типы данных.

С канеры делятся на планшетные, роликовые (с протяжкой листа) и барабанные. Планшетные сканеры представляют собой прозрачное стекло, на которое кладется оригинал, и под которым перемещается лампа и устройство оптического считывания.

Сканеры с протяжкой листа действуют подобно факсовому аппарату, т.е. в них двигается не головка считывания, а сам оригинал, как в пишущей машинке. Эти устройства обладают точностью, меньшей, чем планшетные сканеры, но зато позволяют сканировать очень длинные оригиналы.

В барабанных сканерах оригинал закрепляется на круглом барабане, вдоль которого перемещается головка считывания. Эти устройства могут обеспечить высокую точность сканирования очень больших оригиналов.

Программа – векторизатор Easy Trace Pro. Если для хранения данных вы выбрали векторный формат данных, то после сканирования растровое изображение должно быть векторизовано. Векторизация в компьютере выполняется подобно тому, как работает сканер с отслеживанием линий, но здесь уже возможно более "разумное" поведение алгоритма, самостоятельно находящего и оцифровывающего линии. Здесь также наиболее удачно оцифровываются контрастные карты невысокой сложности.

В настоящее время существует множество программ-векторизаторов. На слайде показано рабочее окно программы Easy Trace Pro. Эта программа является одной из самых популярных в России программ для перевода растровых изображений в векторные данные. В Easy Trace реализована возможность проводить оцифровку объектов в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режимах. Ролик на слайде демонстрирует оцифровку изолиний рельефа в полуавтоматическом режиме, когда оператор контролирует и вмешивается в процесс оцифровки.

Таким образом, мы имеем три возможности ввода данных в ГИС: 1.сканирование данных: на выходе получаем растр. Географическая привязка растра выполняется после сканирования. 2.Оцифровка на планшетном дигитайзере: на выходе получаем векторные данные. Привязку можно выполнить во время оцифровки, или после. 3.Цифрование по растровой подложке: на выходе получаем векторные данные. Привязку можно выполнить во время оцифровки, или после.

Типы ошибок.

Хотя некоторые ошибки могут происходить в результате недостатков вычислительных алгоритмов, ошибок кодирования программ и ошибок округления, и это действительно случается время от времени, все же большинство ошибок в БД обусловлены неправильным вводом.

Даже при самых педантичных процедурах подготовки карт, прекрасном оборудовании и отлично обученном персонале ошибки будут случаться. Среди причин - просто нажатие не той кнопки на курсоре дигитайзера, дрожание руки из-за усталости, опечатки при вводе атрибутов и даже трудности позиционирования курсора. Фактически, потенциальных источников ошибок множество.

Ошибки разделяют на три типа. Первый относится главным образом к векторным системам и называется графической ошибкой. Такие ошибки встречаются трех видов: пропуск объекта, неправильное положение объекта (ошибка положения) и неправильный порядок объектов. Второй тип ошибок - это ошибки атрибутов. Они встречаются и в векторных, и в растровых системах с одинаковой частотой. Чаще всего они являются опечатками, а огромный объем работы, требующийся для больших БД, часто оказывается главным источником ошибок. В векторных системах ошибки атрибутов включают использование неправильного кода для атрибута, ошибки записи одинаковых по произношению, но разных по написанию слов, и т.д. Третий тип ошибок - ошибки согласования графики и атрибутов, которые случаются и в векторных, и в растровых системах, когда правильно набранные коды атрибутов связываются с неправильными графическими объектами.