ES2230536T3 - Mapa con indexacion para sistema de informacion geografica y sistema que comprende su aplicacion. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN MAPA QUE LLEVA UNA REPRESENTACION GRAFICA DE INFORMACIONES CARTOGRAFICAS, DESCOMPENSADA EN UN GRAN NUMERO DE ZONAS ELEMENTALES A LAS QUE ESTAN ASOCIADOS RESPECTIVAMENTE UN GRAN NUMERO DE INDICES. SEGUN LA INVENCION, CADA INDICE COMPRENDE UN GRUPO DE PUNTOS (10) LLEVADO AL MAPA CERCA DE LA ZONA ELEMENTAL ASOCIADA Y QUE CONSTITUYE UN CODIGO ESPECIFICO DE DICHA ZONA, CONSTITUYENDO EL CONJUNTO DE LOS INDICES UN TRAMO DE LOCALIZACION QUE CUBRE DICHA REPRESENTACION GEOGRAFICA Y SUPERPUESTA A ESTA, PUDIENDO CADA GRUPO DE PUNTOS SER LEIDO CON UN SISTEMA DE LECTURA OPTICO QUE COOPERA CON UN SISTEMA INFORMATICO QUE LLEVA UN SOPORTE DE DATOS DIRECCIONABLES MEDIANTE DICHOS INDICES.

Description

Mapa con indexación para sistema de información geográfica y sistema que comprende su aplicación.

La presente invención se refiere, de manera general, a los sistemas de información geográfica y, de una manera más particular, a los mapas del tipo que porta una representación gráfica de informaciones cartográficas, descompuesto en un gran número de zonas elementales con las que están asociadas, respectivamente, un gran número de índices.

En el momento actual, se utilizan, en cartografía, dos conceptos que se ignoran mutuamente en una amplia medida.

El concepto más antiguo, constituido por la utilización de mapas que portan una representación gráfica, sigue siendo ampliamente utilizado, tanto para las aplicaciones profesionales como para las aplicaciones del público en general. Los mapas dan una información global directamente accesible y familiar a todos los usuarios potenciales. Éstos son manejables hasta formatos importantes, del orden del m^{2}. Cuando se establecen mediante técnicas de impresión modernas, en el momento actual perfectamente controladas, permiten alcanzar una finura de trazo muy elevada: muchos mapas disponibles a bajo precio, se han realizado en policromía por superposición de tramas constituidas respectivamente por una matriz de puntos con un paso de 100 \mum o menos (hasta 25 \mum), con una precisión de posicionamiento de los puntos de aproximadamente 10 \mum.

En contrapartida a éstas ventajas, el mapa tradicional de representación gráfica presenta limitaciones. En particular, la cantidad de informaciones útiles que se puede inscribir en un mapa sin degradar sus posibilidades de lectura, está limitada. Esto conduce, frecuentemente, a indicar la mayor parte de las informaciones en un anexo, es decir a constituir un atlas. El texto y la información gráfica están unidos generalmente entre sí mediante un simple cuadriculado, cada una de cuyas cuadrículas está identificada, por un par letra-número o por un número. Éste cuadriculado no da más que una indicación grosera y obliga además a hacer referencia a las indicaciones dadas en el margen del mapa (véase el documento FR-A-2 639 452).

El concepto informático de la representación geográfica ha consistido esencialmente, hasta ahora, en definir una imagen punto por punto, en forma de una tabla, en una memoria. Incluso si se utilizan algoritmos de representación en forma simplificada, la información necesaria exige espacios de memoria muy grandes, que pueden ir hasta varias centenas de millones de octetos para un solo mapa. Además, los dispositivos de representación visual existentes están muy lejos de dar la misma resolución que los mapas geográficos tradicionales. Un monitor profesional de alta resolución muestra una imagen en forma de pixeles asimilables respectivamente aun cuadrado de aproximadamente 300 \mum de lado.

Se conocía, además, por la publicación US-A-4 420 682 un mapa geográfico con el que está asociado una rejilla definida según una referencia octogonal. Cada coordenada del mapa está codificada por medio de códigos de barras, siendo capaz un aparato de lectura de leer automáticamente cada una de éstas coordenadas.

La publicación US-A-4 627 819 divulga un aparato que permite discriminar, en una ilustración coloreada, las zonas que tienen una cierta propiedad de las zonas que están desprovistas de la misma, sin utilizar una diferencia de percepción visual.

La publicación US-A-4 926 035 muestra la utilización de motivos de puntos elementales de impresión de una impresora matricial, para codificar la información alfa numérica en forma de "bitios" o de "octetos".

La presente invención está dirigida a proporcionar un sistema de informaciones geográficas que combina las cualidades gráficas del mapa tradicional con las ventajas debidas al direccionado electrónico de una base dada, y esto sin degradar las posibilidades de lectura del mapa.

A éste efecto, la invención se refiere, en primer lugar, a un sistema de informaciones geográficas según la reivindicación 1.

Ventajosamente, los medios de lectura óptica comprenden un lapicero óptico, que presenta un campo de análisis que cubre algunos motivos adyacentes, estando dotado el lapicero óptico con medios de iluminación de longitud de onda seleccionada para aislar los motivos de la representación gráfica de las informaciones gráficas.

La invención se refiere también a un procedimiento según la reivindicación 8.

Cada motivo sirve de clave de acceso a informaciones que no están contenidas en el mapa, pudiendo diferir según el destino el mapa y su susceptibilidad de ser fácilmente actualizado. Todo el texto de un atlas, todas las relaciones lógicas y topológicas, todas las informaciones de cálculos pueden conservarse sobre un soporte informático de datos perteneciente a un ordenador de arquitectura clásica, eventualmente con formato de bolsillo. En efecto, el volumen de memoria es muy reducido puesto que el ordenador está dispersado de todas las funciones gráficas y de los almacenamientos más voluminosos.

El direccionado de lectura en el soporte informático puede efectuarse de forma simple con ayuda de medios de lectura óptica que es suficiente colocar sobre el mapa en el lugar en el que se busquen las informaciones. Éstos medios de lectura pueden limitarse a un lapicero óptico, que tenga un campo de análisis que represente de 2 hasta 5 veces, en cada dirección, el tamaño de un índice. Aún cuando sean posibles diversos modos de codificación, parece particularmente interesante utilizar un índice constituido por un bloque rectangular de puntos impresos según varias líneas de igual longitud. Éstas líneas están separadas ventajosamente por líneas vacías y es ventajoso, igualmente, no codificar más que uno de cada dos pixeles de la trama en una línea, permaneciendo vacío el pixel intermedio. Por otra parte se deja vacío uno de cada dos bloques, constituyendo los bloques de codificación entonces una trama discontinua tal como un tablero de ajedrez que facilita la señalización y la codificación del bloque que esté mejor centrado en el campo de análisis del lapicero, en caso en que varios bloques aparezcan en el mismo.

Se conocían ya numerosas tintas de seguridad que tienen una respuesta, es decir un brillo, muy débil cuando son iluminadas con luz visible y que, por el contrario, dan una respuesta (reflectividad a la fluorescencia) fuerte en una raya de espectro determinada cuando son iluminadas por una luz situada fuera del espectro visible, generalmente en el ultravioleta. El lapicero de lectura comprende entonces medios de iluminación local del mapa por medio de una luz de excitación de la tinta de seguridad y un filtro destinado a aislar la longitud de onda de respuesta de la tinta.

La invención se comprenderá mejor por medio de la lectura de la descripción que sigue de modos particulares de realización, dados a títulos de ejemplos no limitativos, y que se refiere a los dibujos que la acompañan, en los cuales:

La figura 1 es una representación, a escala muy grande para hacer aparecer el tramado, de un fragmento de mapa geográfico tradicional a lo largo de una cota (los colores azul obscuro y amarillos se han representado respectivamente por puntos cuadriculados y por puntos vacíos).

La figura 2 muestra, esquemáticamente, una representación posible del código 16384 por medio de un bloque de 10 x 10 pixeles, a escala muy agrandada.

La figura 3 muestra la representación de algunas cifras del código "tres entre cinc" utilizado para la representación de la figura 2.

La figura 4 muestra, a escala ampliada, una representación en la que la trama de localización presenta una sucesión de índices en forma de tablero de ajedrez.

La figura 5 representa, sin aumento, una porción de mapa, a la que se ha superpuesto la trama de localización según la invención.

La figura 6 es una variante de la figura 2.

Los mapas geográficos tradicionales están constituidos por matrices de puntos distribuidos según una trama regular. En el caso frecuente de los mapas en tetracromía, se utilizan tres tramas de color, azul obscuro (para las zonas de agua), verde (para la vegetación), amarillo (para las zonas desérticas) cuya superposición permite tintes suplementarios, y una trama negra, principalmente para las inscripciones.

En el procedimiento clásico de impresión, cada trama está materializada en forma de una máscara sobre una película fotográfica de transparencia variable según los puntos, o cliché. La figura 1 muestra, a título de ejemplo, un fragmento muy ampliado para hacer aparecer los puntos de la trama. A uno y otro lado del litoral en una zona desértica, los puntos son de color azul obscuro y amarillo.

Existe un gran número de otros métodos para la fabricación de mapas, algunos de los cuales están mejor adaptados a aplicaciones particulares. Principalmente se pueden imprimir los mapas por medio de una impresora con chorro de tinta o electrostática, sobre todo cuando se modifiquen frecuentemente indicaciones con vistas a su adaptación a una misión particular. La invención puede aplicarse, igualmente, al caso de una representación gráfica originalmente continua, pero tramada ulteriormente (fotografía aérea por ejemplo). En el caso de las fotografías numéricas, procedentes, por ejemplo, de escaneadores aerotransportados o de satélites de observación y reproducidas merced a foto-restituidores, la invención se aplica particularmente bien, merced a una incrustación de la trama de localización directamente en los ficheros numéricos, antes de la restitución.

Para llevar a cabo la invención, se superponen, a los puntos de representación gráfica, códigos separados constituidos sobre una trama que está superpuesta a las indicaciones gráficas. El proceso de impresión clásico permite, sin dificultad, imprimir puntos de 50 hasta 100 \mum de diámetro localizados con una precisión mayor que 10 \mum en el interior del motivo. Principalmente se puede utilizar un motivo cuadrado de aproximadamente 1 milímetro x 1 milímetro constituido por puntos de aproximadamente 100 \mum de diámetro. Para facilitar la señalización y el descodificado, es ventajoso adoptar un motivo constituido por líneas de puntos de códigos separadas por líneas vacías, estando separado cada emplazamiento destinado a un punto de codificación de los emplazamientos adyacentes por un espacio vacío.

En el caso considerado más arriba de un motivo de un 1 milímetro x 1 milímetro, esto conduce a disponer cinco líneas, teniendo cada una cinco emplazamientos de codificación y cinco espacios. Principalmente se puede utilizar un código binario de identificación de las cifras de 0 a 9 del tipo "3 entre 5", indicado en la figura 3, que comprende tres emplazamientos de codificación 30 sobre los cuales se ha dispuesto un punto, y dos emplazamientos de codificación 31 desprovistos de punto. Las cifras, codificadas de éste modo, están indicadas en la figura 3, a la izquierda de cada línea. La denominación "3 entre 5" cubre el caso inverso en el que los tres emplazamientos 30 se han dejado vacíos, y los dos emplazamientos 31 comprenden un punto. Éste código tiene el interés de hacer fácil la localización de un índice, debido a que cada línea comprende el mismo número de puntos que tienen un mismo valor radiométrico, es decir una misma intensidad luminosa en el color en el que estén representados. La figura 2 muestra un índice 10 de éste tipo en el que, para cada línea de codificación, los dos emplazamientos de codificación vacíos 31 tienen el mismo brillo que los puntos de trama que no pertenecen a un índice y relativos a la trama de representación gráfica del mapa, mientras que los emplazamientos de codificación 30 que portan los puntos de codificación tienen un brillo mayor. En el ejemplo de la figura 2, el índice 16.384 está representado sobre un motivo con cinco líneas "activas" y cinco emplazamientos por línea. Cinco líneas por motivo son suficientes para codificar 100.000 posiciones.

El índice de la figura 2 está construido, por lo tanto, a partir de una matriz elemental de pixeles que compone una matriz de mayores dimensiones, que constituye la cara fotosensible del lapicero de lectura óptico, realizando los puntos dispuestos sobre la matriz elemental un codificado binario de ciertos pixeles activos de ésta matriz.

Se observará que el índice cuadrado de la figura 2 es sensiblemente isótropo, estando distribuidos los puntos 30 aproximadamente en todas las direcciones alrededor de un centro del índice, lo que surge también de la observación de los diferentes índices 10 de la figura 4: ésta disposición permite realizar una codificación casi puntual de un mapa. A la inversa, un índice que tenga una forma tan anisótropa como la de una línea de puntos, sería menos apropiado para la codificación buscada. De una manera más general, una matriz que comprenda un número próximo de líneas y de columnas sería considerada como sensiblemente isótropa.

Otro ejemplo de índice isótropo está representado en la figura 6 en las que las "líneas" activas son, en éste caso, círculos concéntricos 11 hasta 13, separados entre sí por círculos inactivos, los puntos 30 y los huecos 31 corresponden a los que se han representado en la figura 2.

Se observará que la densidad de los puntos sobre el índice de la figura 2 es pequeña puesto que ésta comprende quince puntos sobre cien pixeles. Ésta elección contribuye a hacer poco visible a simple vista la trama de localización sobre el mapa. De una manera más general, es preciso entender por "densidad baja", una densidad menor que 20 puntos sobre cien pixeles en el caso de una trama de codificación visible a simple vista y menor que 50 puntos sobre cien pixeles en el caso en una trama de codificación invisible a simple vista.

En el caso de la utilización de una tinta de seguridad, no visible por el usuario, no se degrada el aspecto del mapa; los índices son fácilmente aislables por medio de un lector; se puede superponer directamente cada índice con el punto al que corresponde.

En las zonas del mapa en las que los índices diferentes sean muy numerosos, cada índice puede ser impreso una sola vez exactamente en un punto correspondiente. En la mayoría de los casos, los bloques codifican el par de coordenadas cartesianas de su emplazamiento; de éste modo, todos los bloques de la trama de localización indican un código diferente.

Para facilitar todavía más la señalización y el descodificado del motivo que se encuentre centrado del mejor modo posible en el campo de análisis de los medios de lectura óptica, es posible no tramar más que un bloque de cada dos y disponer los bloques tramados en un tablero de ajedrez rectangular y regular como muestra la figura 4. Los bloques pueden estar indexados, además, adoptándose, como esquema de indexación de los bloques, una curva que tenga la propiedad de llenar toda la cuadrícula y por lo tanto permitir la definición de un punto con un solo parámetro. Entre éstas curvas se puede citar, principalmente, la curva de Hilbert cuya descripción podrá encontrarse en el artículo "Fractals et dynamique des itérations", Claude BREZINSKI, AFCET/INTERFACES No. 88, febrero de 1990, página 3.

Se observará que la disposición de los puntos del índice de la figura 2 en líneas y columnas facilita la señalización, definiendo éstas dos direcciones ortogonales x, y (figura 4), que permiten orientar el mapa alrededor del índice considerado. Además, la disposición de los índices en relación entre sí, puede proporcionar también ésta señalización: la disposición en tablero de ajedrez de los índices 10 de la figura 4 define también las dos direcciones ortogonales x, y.

Los medios informáticos, asociados con el mapa, comprenden una memoria de masa que contiene una base de datos y direccionable por medio del índice, una unidad de tratamiento, que permite interrogar a la base de datos por medio de un órgano de entrada tal como un teclado, y un órgano de señalización alfa-numérica. El direccionado para disponer informaciones que corresponden a un índice dado se efectúa con ayuda de medios electro-ópticos tales como un lapicero de lectura con matriz de capturas con acoplamiento de cargas que tengan un campo cuyo diámetro corresponda generalmente casi a tres veces la dimensión del motivo. Cuando los motivos tengan la constitución particular descrita más arriba, el lapicero puede tener un campo de 5 milímetros de diámetro y comprender una óptica de focalización y una cámara CCD. La unidad de tratamiento está programada con el fin de efectuar un tratamiento morfológico simple de localización, después del decodificado del índice. La unidad de tratamiento puede completarse con una interfase de unión con un receptor de sistema global de posicionamiento, disponible en el comercio en el momento actual y que permite determinar la posición del receptor con aproximación de una decena de metros, por referencia a la posición de veinticuatro satélites en órbita.

La unidad de tratamiento puede estar prevista para permitir el direccionado de los datos en memoria por palabras clave o mediante cuestiones tipo, con el fin de permitir leer la respuesta a cuestiones, incluso complejas, tales como:

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número de hoteles en la ciudad designada por el índice sobre el que está colocado el lapicero,

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ciudades de más de cinco mil habitantes a menos de cien kilómetros por la carretera en la provincia cuya prefectura está apuntada por el lapicero,

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rumbo a seguir desde el emplazamiento apuntado sobre el mapa hasta otro emplazamiento, igualmente apuntado sobre el mapa, cuyos datos son proporcionados por medio del teclado.

La utilización de una tinta de seguridad, que no tenga respuesta en el visible, permite imprimir los índices sobre el mapa sin degradar la posibilidad de lectura ni deteriorar la localización. Éstas ventajas tienen poco interés en el caso de zonas homogéneas del mapa, como los espacios marítimos. En éstos casos, identificados por una trama de color azul obscuro, los índices pueden estar impresos, de manera repetitiva o no, con ayuda de motivos previstos sobre la trama de color azul obscuro, en lugar de los inscritos con tinta de seguridad o además de los mismos, por ejemplo para proporcionar indicaciones propiamente marítimas, tales como la batimetría. De manera más general, sobre un mapa que tenga un fondo de imagen fotográfico, es suficiente que la trama sea una simple incrustación fotográfica de una tinta que, aún cuando sea visible, perjudique lo menos posible la observación de la imagen.

Los mapas necesarios para la realización de la invención pueden ser fabricados por procedimientos muy diversos, que se elegirán según la aplicación.

Éstas aplicaciones pueden distribuirse en tres grandes categorías.

Para aplicaciones profesionales, tales como la preparación de misiones, que exigen, en general, un mapa dotado con señalizaciones propias para cada misión particular, el mapa puede ser constituido inmediatamente antes de la misión, con ayuda, por ejemplo, de una imprenta de chorro de tinta, a partir de un extracto de base de datos necesario para la misión, estando almacenada ésta base en una memoria con semiconductor.

El mapa puede realizarse bien por inscripción de los índices con ayuda de una impresora de chorro de tinta de seguridad sobre un mapa existente, o bien puede ser constituido en forma simplificada por extracto de los datos del mapa existente (constituido a partir de bases de datos tales como las del Instituto Geográfico Nacional, del Servicio Hidrográfico de la Marina, de la Oficina Nacional de Bosques, etc...), editado con la trama de localización en una imprenta de chorro de tinta con varias pasadas.

Para las aplicaciones semiprofesionales, por ejemplo para los navegantes, ya no hay necesidad de preparar los datos para una misión particular sino que están distribuidos por zonas geográficas. En éste caso, el mapa necesita estar dotado, simplemente, de índices. Los medios informáticos asociados constituirán principalmente el equivalente de las instrucciones náuticas, de las obras que dan las mareas, etc. La asociación con un receptor de sistema global de posicionamiento o GPS presenta un interés particular para ésta aplicación.

Finalmente, las aplicaciones para el público en general son todas aquellas relacionadas con el turismo y con el transporte: éstas permiten a los editores de mapas, de guías y de planos, substituir los libros por medios informáticos y éstos permiten, además, disminuir la diversidad de los mapas y desarrollar la variedad de informaciones en forma temática, por ejemplo mediante la previsión de bases de datos consagrados a la circulación vial, a los monumentos históricos, a los puntos de venta, a la hostelería.

En éste caso, los mapas pueden fabricarse de manera completamente tradicional, a excepción de que la edición exige un quinto cliché, destinado a la impresión de los índices con tinta de seguridad.

Un ejemplo a tamaño real del plano tramado según la invención se ha representado en la figura 5, que se refiere a un levantamiento catastral, la trama de localización, superpuesta a los motivos cartográficos constituidos principalmente por calles, contornos de terrenos, y casas, está compuesta por índices 10 dispuestos en forma de tablero de ajedrez que recubre uniformemente todo el mapa, apareciendo cada uno de ellos como un solo punto, a simple vista.

Claims (8)

1. Sistema de informaciones geográficas, que comprende

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un mapa. que porta una representación gráfica de informaciones geográficas, descompuesto en un gran número de zonas elementales con las que se han asociado motivos (10) de codificación binaria portados sobre el mapa en la proximidad de la zona elemental asociada y que constituye una codificación binaria específica de dicha zona, constituyendo el conjunto de los motivos (10) una trama de localización superpuesta a la citada representación gráfica, y

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medios de lectura óptica de los motivos (10), caracterizado porque cada motivo (10) está constituido por un bloque de puntos (30) y porque el sistema comprende medios informáticos, que comprenden una base de datos, que contiene una pluralidad de informaciones, respectivamente asociadas con la pluralidad de los códigos de posición, dispuesta para ser direccionada por los medios de lectura óptica y proporcionar, como respuesta, las informaciones asociadas a las codificaciones de posición respectivas.

2. Sistema de informaciones geográficas según la reivindicación 1, en el que los puntos están distribuidos de forma sensiblemente isótropa en los motivos (10) respectivos.

3. Sistema de informaciones geográficas según una de las reivindicaciones 1 y 2, en el que cada bloque de puntos (30) se compone, sucesivamente, de líneas de código y de líneas vacías de igual longitud, consistiendo las líneas de código en emplazamientos susceptibles de recibir un punto de codificación, separados por un espacio vacío.

4. Sistema de informaciones geográficas según una de las reivindicaciones 2 y 3, en el que los bloques de puntos (10) son rectangulares.

5. Sistema de informaciones geográficas según la reivindicación 4, en el que los puntos (30) están distribuidos sobre líneas de bloques (10) según una codificación de tipo "3 entre 5".

6. Sistema de informaciones geográficas según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los puntos de los motivos (10) son individualmente indiscernibles a simple vista y la pluralidad de motivos (10) forma una trama en forma de tablero de ajedrez con huecos que separan los motivos (10).

7. Sistema de informaciones geográficas según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios de lectura óptica comprenden un lapicero óptico que presenta un campo de análisis que cubre algunos motivos (10) adyacentes, estando dotado el lapicero óptico con medios de iluminación de longitud de onda seleccionada para aislar los motivos (10) de la representación gráfica de informaciones
geográficas.

8. Procedimiento para la aplicación del sistema de informaciones geográficas de la reivindicación 7, caracterizado porque, para identificar zonas elementales del mapa, - se coloca el lapicero óptico sobre una de las zonas, y - los medios informáticos efectúan un tratamiento morfológico de localización y de descodificación del motivo (10), estando dispuestos los puntos de cada bloque, que constituye un motivo, según dos direcciones, líneas y columnas, para facilitar la localización del bloque mediante la determinación de las direcciones con relación al mapa.