Domeniul: Mine, petrol şi gaze Specializarea: Topografie Minieră Informatizată și Cadastru

REFERAT Informatizarea lucrărilor de topografie

Digitizarea unei hărți

cu ajutorul softului AutoCAD

Prof. Coordonator: Şef. lucr. dr. ing.Fissgus Klaus

Întocmit: Gușavan Florina Mădălina

Anul I Master

Gușavan Florina Mădălina

2

Digitizarea unei hărți

Procesul de digitizare constă în transformarea datelor grafice din format analogic în

format digital.

Înainte de a începe procesul de digitizare, trebuie stabilit scopul, trebuie alese hărţile

care deja există pe suport de hârtie şi să se definitiveze straturile. O hartă poate fi digitizată

pentru mai multe scopuri: fie pentru pentru a fi pur şi simplu reprodusă, fie pentru a fi utilizată

într-un GIS sau să fie integrată într-o bază de date spaţială, ca parte componentă a unei alte

hărţi digitale deja existente. Scopul va decide şi alegerea caracteristicilor hărţilor, în speţă:

temele şi gradul de detaliere, scara,sistemul de coordonate. După fixarea temelor vom decide

câte straturi vor fi necesare. Când spunem că digitizăm o hartă, digitizăm de fapt un strat. Tot

acum se vor ţine cont de eventualele interdicţii impuse de produsul cu care se vor

face prelucrările. Este de preferat, indiferent de programul utilizat în digitizare şi de produsul

GIS cu care se face prelucrarea, ca fiecare strat să conţină un singur tip de primitivă grafică:

strat punct, strat arc, strat poligon.

Procesul de digitizare propriu-zis presupune următoarele etape:

Fixarea punctelor de control şi apoi digitizarea lor;

După această operaţiune se va afişa o eroare calculată prin metoda celor mai mici

pătrate (RMSE – RootMean Square Error). Dacă eroarea este acceptată, se va trece la pasul

următor, în caz contrar procesul se reia.

Fixarea dimensiunilor harții;

Digitizarea punctelor;

Digitizarea arcelor;

Digitizarea poligoanelor;

Salvarea fișierului.

În timpul digitizării se introduc erori indiferent de tehnologia folosită (hard şi soft) sau

de abilitatea operatorului. Să ne imaginăm următoarea

operaţiune: fixăm cursorul pe un punct, apoi mutăm cursorul

oriunde pe suprafaţa de hârtie şi încercăm să-l fixăm din nou pe

acelaşi punct. Niciodată nu vom putea să-l poziţionăm exact în

acelaşi punct, ci doar foarte aproape. De asemenea dacă

digitizăm o curbă de două ori, în mod sigur nu vom parcurge

acelaşi traseu, nici punctele intermediare nu vor fi aceleaşi

(Figura 1). În aceste condiţii este absolut necesar ca să evaluăm

gradul de precizie al operaţiunilor implicate. Problema care se

pune este de a ne încadra în marjele de eroare pe care ni le

impune viitoarea prelucrare pe harta respectivă. Figura 1

Gușavan Florina Mădălina

3

În cele ce urmează vom aborda câteva dintre erorile care apar în procesul de digitizare.

Când avem de digitizat o linie mai lungă de 5 cm se recomandă ca aceasta să fie compusă din

două arce, să se introducă un nod suplimentar. Închiderea unui arc urmată imediat de

deschiderea altuia (şi care se doreşte a fi o continuare a primului) implică introducerea unui

nod de start pentru următorul arc, care de fapt trebuie să coincidă cu nodul final al arcului

precedent. Această situaţie, precum şi altele asemănătoare conduc la introducerea unei

noţiuni,numită Snap Node Tolerance, care să permită contopirea celor două noduri, fapt ştiut

din cele de mai sus că, nu putem localiza la doi timpi diferiţi exact acelaşi punct. Snap Node

Tolerance este o măsură a erorii, care este egală cu o valoare ce reprezintă raza cercului în

interiorul căruia oricare două noduri digitizate vor reprezenta acelaşi nod (Figura 2). Sau dacă

vreţi, distanţa din jurul unui nod pentrucare orice alt nod digitizat va coincide cu acesta. Trebuie

să facem un comenatriu privitor la modul în care se contopesc nodurile. Unele produse

soft cer ca, pentru contopirea a două noduri, cercurile a căror razăeste egală cu Snap Node

Tolerancedoar să se intersecteze (Figura 2 a), iar altele cer ca cele două noduri să cadă în

interiorul celor două cercuri (Figura 2 b).

Figura 2 Snap Node Tollerance

Alte situaţii posibile pe care le putem întâlni în procesul de digitizare sunt cele

prezentate în Figura 3. Aceste situaţii pot apărea din douămotive: fie că exact aşa ar fi trebuit să

înfăţişăm arcele, fie că este vorba de o greşeală.

Figura 3 Dangle nod și dangle arc

Pentru a clarifica astfel de situaţii se introduce o altă noţiune numită Dangle Length,

adică distanţa minimă permisă pentru a deplasa un nod aflat în imediata vecinătate a unui arc.

Dacă distanţa dintre nod şi arc, în configuraţia din Figura 3 a, este sub distanţa specificată

atunci vom avea rezultatul din Figura 4 a. Dacă acelaşi lucru este valabil pentru situaţia din

Figura 3 b, se va obţine aspectul din Figura 4 b.

Gușavan Florina Mădălina

4

Figura 4 Arcele din Figura 3 după topologizare

În cazul în care această distanţă este mai mare, se va intercala un nod suplimentar şi

vom avea patru arce (Figura 4 c).

O ultimă situaţie pe care o amintim este cea înfăţişată în Figura 5 a. Se observă o

apropiere exagerată a arcelor A şi B. Aceasta poate să apară dintr-o greşală de digitizare sau nu.

Pentru a elimina o situaţie în care un arc este, practic, dublat s-a introdus un nou concept numit

Fuzzy Tolerance, care reprezintă distanţa minimă ce separă două arce. Dacă distanţa dintre

arce este mai mic decât cea precizată în Fuzzy Tolerance, arcele A şi B se vor contopi şi vom

avea situaţia din figura 5 b. În caz contrar, va rămâne configuraţia din figura 5 a.

Figura 5 Eroarea Fuzzy

Unele erori se corectează în timpul procesului de digitizare, altele în faza următoare, de

editare. În faza de editare se introduc datele care au fost omise la digitizare, se şterg cele care

au fost introduse nejustificat şi se corectează cele care necesită această operaţiune. Această

etapă este mare consumatoare de timp, mai ales dacă digitizarea a fost făcută neglijent. Uneori

poate dura mai mult decât digitizarea propriu-zisă.

Pentru a putea realiza planul în format digital se va scana mai întai harta. Pentru aceasta

se folosește un scaner suficient de mare și care oferă o precizie destul de bună, pentru a avea

cat mai multe detalii.

Modul în care se realizează scanarea este următorul: imaginea este împărţită în puncte

(matrice de puncte) fiecăruia atribuindu-i-se un număr în conformitate cu nuanţa de gri

sau culoarea de pe original. Procesul este analog cu fotocopierea. Un fotocopiator scanează

imaginea şi apoi o reproduce imediat pe hârtie. Un scaner copiază imaginea şi apoi o stochează

într-un fişier raster, care ulterior poate fi prelucrat utilizând un produs de procesare de imagini.

Gușavan Florina Mădălina

5

Cel mai uzual format este TIFF (Tag Image File Format). Rezultatul va fi un fişier în sistem

de reprezentare raster.

După scanare, se introduce harta în Autocad folosind comanda INSERTRASTER IMAGE

REFERENCE... inserând-o oriunde pe ecran, deoarece aceasta urmează să fie georeferențiată.

Pentru georeferențiere se intră în meniul IMAGECORRELATERUBBERSHEET... și se

selectează imaginea dorită și apoi fiecare colț al imaginii se selectează sau orice punct de

coordonate cunoscute, iar apoi se selectează poziția unde se dorește introducerea punctului

respectiv (adică pe coordonata reală), dupa care se dă OK.

Gușavan Florina Mădălina

6

Acum că harta este georeferențiată,se poate trece la digitizarea ei.

Pentru început, trebuie creată o bază de date. Pentru aceasta, se intră în meniul

FORMAT LAYER. Aici se vor introduce toate layerele de care este nevoie, fiecare cu

caracteristicile proprii. Pentru harta în cauză layerele care vor fi folosite sunt următoarele:

Pentru vectorizare se folosește funcția POLYLINE, poliliniile fiind inchise. Vectorizarea se

face în urmatoarea ordine: imobile, parcele, numere cadastrale, categorii de folosință,

construcții, cod construcții, numere poștale, străzi, trotuare, ape, căi ferate, poduri. La

vectorizarea liniilor sau a contururilor inchise (imobile și construcții) se urmarește linia mediană

a conturului raster. Trebuie avută grijă ca liniile de pe același layer să nu se suprapună.

După digitizarea planului se obține imaginea digitală:

Nr.crt Denumire

Strat de hartă

Tip

entitate

Culoare

1. Strazi polilinie Gri (8)

2. Trotuare polilinie Yellow (2)

3. Constructii polilinie Red (1)

4. Nr_postal Block Cyan (4)

5. Nr_cad text Red (1)

6. Cod_constr text Blue (5)

7. Imobile polilinie Green (3)

8. Parcele polilinie Green (66)

9. Cat_fol text Magenta (6)

10. Ape polilinie Blue (5)

11. Poduri polilinie Gri (251)

12. Cai_ferate polilinie Black (7)

13. Raster - Black (7)

14. Elemente Cyan (4)

Gușavan Florina Mădălina

7

După ce planul a fost digitizat, se trece la partea de curățire grafică. Pentru aceasta se

folosește funcția MAPTOOLSDRAWING CLEANUP...

Înainte de curățirea grafică a unui layer trebuie închise toate celelalte layere. Astfel vom

rămâne doar cu layerul căruia îi facem curațirea grafică deschis.

Layerele care urmează să fie curățite sunt Imobile și Construcții.

În prima ferestră care apare selectăm obiectele care urmează să fie incluse în procedura

de curăţare grafică (manual sau toate obiectele ditr-un strat de hartă).

În fereastra următoare se poate alege tipul de curățire dorit. În cazul de față se va

efectua curățirea grafică utilizând următoarele funcții, la care se va introduce o toleranță

corespunzătoare.

Funcția DELETE DUPLICATES șterge liniile care se află, una față de alta, la o distanță mai

mică decât toleranța impusă.

Funcția ERASE SHORT OBJECTS șterge liniile care sunt mai mici decât o valoare impusă

de noi.

Gușavan Florina Mădălina

8

Funcția BREAK CROSSING OBJECTS identifică liniile care se intersectează, însă fara a

avea noduri la intersecție, sparge liniile si crează un nod la intersecție.

Funcția EXTEND UNDERSHOOTS identifică liniile care se aproprie una de alta până la o

distanță impusă de toleranță, însă care nu se ating și le unește.

Funcția SNAP CLUSTERED NODES elimină nodurile multiple din jurul unui punct.

Funcția DISSOLVE PSEUDO NODES elimină pseudo-nodurile la intersecția a două obiecte

liniare.

Funcția SIMPLIFY OBJECT simplifica obiectele.

Tot aici se poate selecta cum se va face curățirea

Automatic sau Interactive (pentru a vedea și selecta care obiecte

sunt supuse curățirii grafice).

La final se dă FINISH și astfel s-a făcut curățirea grafică.