Hărţile austriece (1910) reproiectate în Stereo70

de Vasile Crăciunescu

Publicat la 30 Mar 2006 | Secţiunea: Download | Categoria: Hărţi/Vechi

Actualizare 02.10.2009: S-a modificat radical modul de selectare și descărcare a foilor de hartă. La secțiunea Download s-a adăugat și posibilitatea descărcării unui mozaic obținut prin compunerea tuturor foilor de hartă. Hărțile au fost publicate și prin intermediul unor servicii geospațiale standard și pot fi ușor accesate prin aplicații client de tip Google Earth.

Introducere

Pentru primul set de date găzduit în secţiunea Download am ales o colecţie de hărţi cu o vechime de aproximativ 100 ani: hărţile topografice, scara 1: 200 000, construite în cadrul celei de a treia campanii de ridicări topografice a militarilor Imperiului Habsburgic.

Acest set de hărţi reprezintă o continuare a unor preocupări mai vechi, de reprezentare cartografică a teritoriilor ce intrau în componenţa Imperiului Habsburgic. Pentru teritoriul României primele măsurători datează din secolul XVIII fiind concretizate într-o serie de planuri topografice la scara 1: 28 000. Aceste măsurători nu aveau o bază geodezică, planurile neavînd o proiecţie cunoscută[1].

A doua campanie de măsurători (Franziszeische Aufnahme) a avut loc între anii 1806 – 1869[2] şi s-a bazat pe o reţea de triangulaţie ce acoperea o mare parte din teritoriul actual al României. Aceste hărţi au fost realizate utilizînd proiecţia Cassini-Soldner şi elipsoidul Zach-Oriani.

Cea de a treia campanie de măsurători topografice (Neue Aufnahme) s-a desfăşurat începînd cu anul 1869, hărţile fiind construite avînd la bază datumul Sf. Ana 1840, datum referenţiat la elipsoidul Bessel 1841 (adoptat în Imperiul Habsburgic începînd cu anul 1869).

Georeferenţierea hărţilor

Reprezintă primul pas în vederea legării acestor reprezentări vechi de bazele de date geospaţiale actuale, pentru a putea mai apoi efectua analize spaţiale utilizînd funcţiile disponibile în cadrul programelor GIS.

Generalităţi

Hărţile, în format JPEG, au fost descărcate de pe site-ul Universităţii Eötvös Loránd (Departamentul de Cartografie şi Geo-informatică). După studierea unui număr însemnat de foi de hartă am putut desprinde următoarele observaţii:

numele foii de hartă este dat de valoarea meridianului central + paralela centrală + numele celei mai importante localităţi conţinute (Ex: 40o46o LUGOS);

dimensiunea unei foi de hartă este de 1olat x 1olong; longitudinea este exprimată faţă de meridianul Ferro (östlich v Ferro); cadrul exterior este marcat grafic din minut în minut şi numeric la fiecare 10 minute; fiecare foaie de hartă prezintă un caroiaj geografic trasat din 15 în 15 minute; în afara cadrului exterior al hărţii, pe fiecare margine este trecut indicativul hărţii

alăturate; în partea inferioară a foilor de hartă (stînga şi dreapta) sînt înscrişi responsabilii cu

realizarea hărţii; unele din hărţi prezintă, în colţul din dreapta jos, anul în care au fost realizate; cantitatea şi calitatea conţinutului este absolut impresionantă, mai ales dacă ţinem

seama de faptul că au fost realizate cu mijloace tehnice specifice vremii; fiecare foaie de hartă prezintă informaţii referitoare la: relief, hidrografie, toponimie,

aşezări umane, acoperirea terenului, căi de comunicaţie, puncte de interes (în special biserici, mănăstiri şi schituri);

pe majoritatea foilor de hartă, formele de relief sînt reprezentate prin haşuri, doar în cîteva cazuri haşurile fiind înlocuite prin curbe de nivel (Ex: 43_45).

teritoriul actual al României este acoperit de un număr de 40 foi de hartă (Figura 1).

Figura 1. Cele 40 de foi de hartă care acoperă teritoriul României.

Abordare practică

Într-o prima fază am încercat georeferenţerea hărţilor într-un sistem de coordonate geografic, utilizînd valorile înscrise pe marginea hărţilor şi folosind datum-ul Sf. Ana 1840 - referenţiat

la elipsoidul Bessel 1841 (parametrii folosiţi pentru definirea datum-ului sînt cei publicaţi în cadrul rubricii Grids and Datums, în numărul din Mai 2001 al jurnalului ASPRS). Hărţile rezultate au fost mai apoi reproiectate în Stereo70. Atît georeferenţierea cît şi reproiectarea s-au făcut în cadrul aplicaţiei Geographic Transformer.

Din motive de ordin practic s-a realizat şi un caroiaj vectorial corespunzător fiecărei foi de hartă. Acesta a fost reproiectat utilizînd aceeaşi parametri dar în cadrul aplicaţiei Geographic Calculator (Geographic Transformer este o aplicaţie dedicată datelor tip raster iar Geographic Calculator celor tip vector). Surpriza a apărut la încărcarea simultană a hărţilor reproiectate şi a caroiajului vectorial, între cele două seturi de date existînd diferenţe de poziţionare neacceptabil de mari. Acest fapt ne-a făcut să ne revizuim strategia. În acest sens am hotărît să păstrăm vectorii ca bază de referinţă şi să "tragem" hărţile după aceştia. Precizăm că am făcut acest lucru doar din considerente de eficacitate, acest procedeu fiind mai rapid decît georeferenţierea manuală a hărţilor, întrucît caroiajul vectorial a fost obţinut automat. Mai mult, pentru a spori precizia, am îndesit acest caroiaj (din 1ox1o - corespunzător foilor de hartă - la 30'x30': Figura 2.).

Figura 2. Caroiajul utilizat la georeferenţierea hărţilor.

Fiecare foaie de hartă a fost georeferenţiată utilizînd cîte nouă puncte de control (opt pe laturi şi unul în centru). Rezultatul a fost comparat cu hărţile topografice 1: 100 000[3]. Astfel am putut constata o abatere, neuniformă, de aproximativ 800 – 1200 metri pentru fiecare foaie de hartă. Pentru a minimiza aceste diferenţe am procedat la o nouă georeferenţiere, pe baza punctelor comune dintre hărţile austriece şi cele topografice. După o scurtă evaluare a punctelor comune utilizabile, ne-am oprit asupra bisericilor şi mănăstirilor. Toate foile de hartă conţin un număr impresionant de biserici. Acestea sînt reprezentate sub forma unui

pătrat (Figura 3 stînga) sau cerc (Figura 3 centru) cu un punct în mijloc (punct considerat de noi ca locul central al bisericii şi pe care l-am asociat cu punctul central al crucii de pe harta topografică – Figura 3 dreapta) şi o cruce deasupra. În funcţie şi de alte repere reprezentate pe hartă (ape, drumuri) am selectat pentru fiecare foaie de hartă un număr de 25 – 65 biserici (pentru evitarea confuziilor am ales doar bisericile izolate şi ne-am ferit de cele grupate) considerate ca fiind comune pe cele două seturi de date.

Figura 3. Reprezentarea bisericilor pe hărţile austriece (stînga şi centru) şi pe cele topografice (dreapta).

Dintre aceste puncte au fost eliminate cele ce prezentau o eroare medie pătratică mare, iar restul au fost folosite (în baza unei transformări afine) pentru cea de a doua georeferenţiere.

Concluzii georeferentiere

Considerăm rezultatele celei de a doua georeferenţieri drept foarte bune, aceasta ţinînd seama pe de o parte de vechimea hărţilor şi metodelor folosite la întocmire iar pe de altă parte de scara de referinţă: 1: 200 000. De pildă, dimensiunile unui simbol care reprezintă o biserică pot varia între 350 – 500 metri pe lăţime şi 200 – 300 metri în înălţime. Acurateţea georeferenţierii s-a dovedit bună şi foarte bună în vestul, centrul, nordul şi nord-estul ţării şi ceva mai slabă pentru sudul ţării (Oltenia, Dobrogea). Probleme au mai apărut în zonele montane înalte (cu puţine aşezări omeneşti şi implicit biserici) sau în cele din afara teritoriului românesc pentru care nu am avut acoperire completă cu hărţi topografice (Ex: 38_45, 40_44).

Umbrirea hărţilor

După cum am precizat anterior, formele de relief sînt reprezentate pe hărţi cu ajutorul haşurilor. Pentru a verifica gradul de corelare cu formele de relief reale am folosit datele SRTM. Rezultatele au fost spectaculoase (Figura 4), fapt ce ne-a determinat să realizăm o versiune paralelă a acestor hărţi folosind umbrirea obţinută din modelul SRTM.

Figura 4. Umbrirea hărţilor originale folosind datele SRTM.

Accesarea hărților folosind servicii online

Am decis să oferim hărțile austriece și prin intermediul unor servicii geospațiale standard. Aceastea permit utilizatorilor să acceseze datele online, direct de pe serverul geo-spatial.org, folosind un client desktop sau web. În spatele acestor servicii stau aplicații precum GeoServer sau GeoWebCache.

WMS (Web Mapping Service)

WMS este cel mai cunoscut serviciu standard de livrare a datelor raster. Serviciul WMS geo-spatial.org poate fi accesat la următoarea adresă:

http://earth.unibuc.ro/geoserver/ows?service=WMS&request=GetCapabilities

Datele pot fi vizualizate folosind un cliend desktop (recomandăm QGIS, uDig sau gvSIG), selectînd stratul "geospatial:mozaic_austrian" (Figura 5). Serverul geo-spatial.org poate returna datele în oricare din sistemele de coordonate incluse în baza de date EPSG.

Figura 5. Exemplu accesare a hărților via WMS în QGIS.

WMS-C

WMS-C este o propunere de standard OGC, derivat din WMS, ce folosește mecanisme de tile & caching pentru a îmbunătăți performanța serviciului cartografic. Capabilitățile serviciului WMS-C pot fi consultate la:

http://www.earth.unibuc.ro/geoserver/gwc/service/wms?service=WMS&version=1.1.1&request=getcapabilities&tiled=true

Dezavantajul major al abordării de tip tile&caching este imposibilitatea reproiectării datelor la nivel de server. geo-spatial.org oferă acces la hărțile austriece via WMS-C pentru trei sisteme de coordonate: geografic/WGS84 (EPSG: 4326), Spherical Mercator (EPSG: 900913), Stereo70 (EPSG: 31700). Pentru vizualizarea datelor într-un client desktop (la data scrierii

acestor rînduri, uDig, varianta technology preview 1.2-M6, era singura aplicație GIS desktop care permite încărcarea datelor via WMS-C: Figura 6) sau web, va trebui să selectați straturile "geospatial:mozaic_austrian" (pentru 4326 sau 900913) sau "geospatial:mozaic_austrian_stereo70" (pentru 31700).

geospatial:mozaic_austrian_stereo70" (pentru 31700).

Figura 6. Exemplu accesare a hărților via WMS în uDig.

Google Earth

Prin intermediul funcționalităților incluse în GeoWebCache, sîntem în măsură să vă oferim acces la hărțile austriece prin intermediul Google Earth (Figura 7).

Figura 7. Exemplu accesare a hărților via Google Earth.

Fișierul KML care permite acest lucru poate fi descărcat de aici.

Exemple de integrare a hărților în mashup-uri web

Vă oferim în continuare cîteva legături către aplicații care ilustrează modul în care hărțile pot fi integrate în mashup-uri cartografice. Pentru a înțelege și a replica funcționalitatea prezentată vă invităm să studiați codul sursă al paginilor:

Exemplu OpenLayers Exemplu Bing Maps Exemplu Google Maps

Download

Hărţile georeferenţiate pot fi descărcate individual în format GeoTiff (arhivate .zip) sau ECW. Am considerat utilă includerea unor filtre care să permită identificarea rapidă a trapezelor din zona de interes. Practic, utilizatorii pot folosi o hartă interactivă a României pentru a selecta zona de interes cu ajutorul mouse-ului (drag-and-release daca se folosește instrumentul de selectare de tip dreptunghi, sau click-stînga, dacă se folosește instrumentul de selectare punctual). Pentru a face selecții multiple se ține apăsată tasta Shift în timp ce se acționează mouse-ul. Identic, pentru a comuta starea uneia sau a mai multor foi de hartă, se ține apăsată tasta Alt. Selecția curentă poate fi ștearsă folosind butonul "Ștergere Selecție". Cu ajutorului icon-ului "+" din partea din dreapta-sus a hărții se poate schimba harta din fundal (utilizatorul poate alege între Google Satellite, Google Physical sau OpenStreetMap) și se poate ascunde/afișa caroiajul cu extinderea hărților austriece. Navigarea în hartă (zoom și pan) se face cu ajutorul controlului din partea dreapa-sus a hărții. Confirmarea operaţiunii de filtrare se face prin apăsarea butonului Aplicare filtru. Rezultatul: afişarea în tabel doar a foilor de hartă cuprinse de selecţia interactivă. Cu o funcţionalitate similară vin filtrele judeţ (permite afişarea trapezelor din judeţele selectate), indicativ 100k (permite selectarea trapezelor care se suprapun peste foile de hartă topografice scara 1: 100 000), indicativ (permite afişarea trapezelor selectate). În caseta de download, care apare în urma selectării unei foi de hartă, se poate opta pentru descărcarea hărţii georeferenţiate în forma originală sau se poate descărca varianta umbrită cu datele SRTM. Pe lîngă opţiunile de descărcare amintite, utilizatorul are posibilitatea de a vizualiza hărţile online, într-o aplicație interactivă bazată pe Zoomify.

DiscutiiDe unde as putea sa iau o legenda.

Există 2 fişiere pdf la: www.mapywig.org.

În viitorul apropiat le vom prelucra şi adăuga în această secţiune.

As avea rugamintea sa puneti la dispozitie si caroiajul ca tema shape

Salutare Cornel,

Mulțumim mult pentru aprecieri. Există o soluție rapidă de accesare a caroiajului. Acesta este publicat pe serverul nostru prin intermediul serviciului WFS. Acolo te poti conecta cu orice client desktop compatibil WFS. In continuare iti voi prezenta pe scurt pașii necesari pentru a face această operațiune folosind uDig:

- uDig/Add Data/Web Feature Server;

- în caseta URL se introduce: http://www.earth.unibuc.ro/geoserver/wfs

- din lista de straturi disponibile se selectează “Caroiaj harti austriece a treia ridicare” (penultimul din lista);

- click dreapta pe strat și se selectază Export/Layer to Shapefile. În caseta de dialog se apasă pe butonul “…” pentru a selecta sistemul de coordonate în care se vrea salvat fișierul Shapefile (pentru Streo70 se poate introduce rapid indicativul 31700);

Atenție! Datorită modului de georeferențiere (pe puncte comune), caroiajul nu se va potrivi exact cu foile de hartă. Detalii asupra acestui aspect se găsesc în articol și în tutorialul cu realizarea unui super-mozaic.

Baftă,

De unde se face download-ul?

Salutare George,

Va trebui să folosești filtrele puse la dispoziție pentru a selecta foile de hartă care te intereseaza. Apoi apeși butonul “Aplica filtrul”. În subsol va fi afișat un tabel cu link-uri individuale de download pentru fiecare planșă în parte.Baftă,Vasile