RU2287779C1 - Способ актуализации географических карт - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области картографии и может быть использовано при обновлении географических карт, преимущественно морских. Сущность: сканируют исходный картографический материал. Преобразовывают полученное изображение в систему координат карты при помощи связующих опорных точек с известными координатами. Корректируют карту в три этапа. На первом этапе в растровой форме удаляют изображение элементов содержания, потерявших актуальность. На втором этапе формируют в векторной форме изображение вновь появившихся элементов содержания. На третьем этапе получают результирующее графическое изображение совмещением изображения первого и второго этапов. Технический результат: повышение оперативности обновления. 1 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к области картографии и может быть использовано при обновлении географических карт, преимущественно морских.

Актуализация географических карт имеет весьма важное значение, поскольку от точности соответствия карты текущему состоянию земной поверхности зависит успех и безопасность широкого спектра деятельности человека: транспорт, строительство, прокладка нефте- и газопроводов, линий электропередачи, линий связи и т.д. Особенно важно наличие достоверной картографической информации для обеспечения эффективности и безопасности судоходства. Рельеф дна, границы углубленных районов, фарватеров и рекомендованных путей, места нахождения маяков, огней, плавучих навигационных знаков и т.п. подвержены постоянным изменениям.

Поэтому для географических карт вообще, а для морских карт в особенности, чрезвычайно большое, жизненно важное значение имеет обеспечение максимально точного соответствия содержания карты и реальной обстановки.

По регламенту Международной морской организации актуализация морских географических карт происходит не реже одного раза в неделю, обновление речных и сухопутных географических карт происходит значительно реже.

Известен способ получения и актуализации цифрового картографического материала, заключающийся в преобразовании слоев базовой цифровой карты местности путем сканирования и получения копий топографического материала и данных спутниковой навигации, идентификации дискретных, линейных и площадных объектов местности по имеющемуся изображению и полученным спутниковым данным, классификации объектов местности по элементам содержания, уточнения расположения объектов на основе совместной обработки полученной информации, занесения информации о каждом объекте в соответствующий классу данного объекта сегмент памяти; предварительно создают трансформирующую изображение матрицу или матрицу искажений координат объектов на выделенных цифровых планах и мнемосхемах по отношению к истинным географическим координатам, полученным для отслеживаемых объектов с помощью навигационной аппаратуры пользователей, путем совмещения планов или мнемосхем с точной картой местности, затем матрицу искажений включают в контур отображения объектов на планах и мнемосхемах, исходя из истинных географических координат отслеживаемых объектов, передаваемых пользователями, и формируют преобразованный по матрице слой плана или мнемосхемы местности, на котором отслеживаемые объекты выделяют определенными графическими символами, RU 2244260.

Недостатком способа является высокая трудоемкость и малая оперативность.

Известен способ актуализации географических карт, включающий обновление одного или более элементов содержания (тематических слоев) базовой географической карты путем сканирования исходного картографического материала, преобразования изображения, полученного в результате сканирования, в систему координат карты при помощи связующих опорных точек с известными координатами и корректировку карты с учетом вновь полученной информации, RU 2165596.

Согласно данному способу, принятому за прототип настоящего изобретения, происходит совместная обработка двух растровых изображений: растровой копии картографического (топографического) материала и космического фотоснимка в растровой форме; при этом совместную обработку топографического и космического изображений производят при одновременном отображении их растровых копий на экране видеоконтрольного устройства путем наложения на них тематических слоев и уточнения карты одновременно по обоим растровым изображениям.

Способ-прототип ввиду того, что совместная обработка происходит по двум растровым изображениям: исходной географической карты и фотоснимкам, предусматривает идентификацию дискретных линейных и площадных объектов местности по обоим изображениям, классификацию объектов местности по элементам содержания, снятие метрической информации об указанных объектах, уточнение формы и расположения объектов. Таким образом, происходит обработка исходной карты и фотоснимка в полном объеме. Такая обработка весьма трудоемка и требует много времени (несколько дней или недель). В результате обновленная карта в момент ее появления содержит информацию, относящуюся к моменту времени, отстоящему на несколько дней или недель, что в особенности недопустимо для морских географических карт и не всегда приемлемо для других видов карт.

Задачей настоящего изобретения является повышение оперативности обновления географических карт.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе актуализации географических карт, включающем обновление одного или более элементов содержания базовой географической карты путем сканирования исходного картографического материала, преобразования изображения, полученного в результате сканирования, в систему координат карты при помощи связующих опорных точек с известными координатами и корректировку карты с учетом вновь полученной информации, корректировку карты ведут в три этапа: на первом этапе в растровой форме удаляют изображение элементов содержания, потерявших актуальность, на втором этапе формируют в векторной форме изображение вновь появившихся элементов содержания, на третьем этапе совмещают изображения первого и второго этапов и получают результирующее графическое изображение; перед преобразованием отсканированного изображения в систему координат карты цвета отсканированного изображения могут быть приведены в соответствие с заданной цветовой гаммой.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Реализация отличительных признаков изобретения исключает необходимость идентификации в полном объеме дискретных, линейных и площадных объектов на исходной географической карте, а также определение их метрической и семантической информации, что представляет собой сложный и продолжительный процесс.

В настоящем изобретении исходное растровое изображение географической карты (за вычетом потерявших актуальность элементов содержания) является не базой для справок, а основой для результирующего изображения, в то время как в способе-прототипе растровое изображение исходной карты используется только как справочный материал для получения векторного изображения, которое затем и актуализируется, при этом в данном процессе исходное растровое изображение само по себе не находит непосредственного воплощения в конечном продукте - актуализированной географической карте.

Растровое изображение может быть приведено к заданной цветовой гамме (палитре), которая устанавливается для данного вида географических карт путем программной обработки, в результате чего цветность элементов содержания географической карты (количество цветов и их характеристики) приобретает заданные стандартные параметры для всех карт данного типа, что улучшает однозначность и точность их восприятия, а также значительно уменьшает размер такого файла. Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию «изобретательский уровень».

Заявленный способ реализуется следующим образом.

Пример 1.

С помощью устройства растрового считывания, в данном примере сканера CRYSTAL-TX40, исходная карта переводится в цифровую форму - цветную растровую копию. С помощью специальной программы в полученное растровое изображение вводятся значения опорных точек с известными координатами и производится преобразование растрового изображения в систему координат исходной карты. При этом в автоматическом режиме значения координат всех точек (пикселов) растрового изображения пересчитываются в соответствии с математическим описанием исходной географической карты (проекция, системы координат, масштаб и т.д.), в результате чего из него убираются имеющиеся в нем линейные и угловые искажения (деформации).

В дальнейшем формируется (подбирается) вся необходимая информация, официально опубликованная после даты последнего издания карты. Полученная информация разделяется на две группы: первая касается удаления объектов на карте, а вторая - добавления объектов на карту.

Затем в три этапа осуществляют корректировку карты.

На первом этапе из растрового изображения посредством типовой программы удаляют элементы содержания, которые потеряли свою актуальность. На втором этапе формируют в векторной форме изображения вновь появившихся элементов содержания, в конкретном примере, с помощью программы «АРМ картографа, версия 1.0», регистрационный номер Роспатента: 2004610584 от 26.02.2004. Возможно применение и других подходящих программ.

Векторное изображение вновь появившихся элементов содержания получают путем преобразования в цифровую форму дискретных, линейных, площадных объектов, также подписей в соответствии с классификацией объектов по элементам содержания способом указания метрической информации об этих объектах, в соответствии с их географическим положением на поверхности Земли, с возможным последующим заполнением семантической информации.

На третьем этапе растровое и векторное изображения совмещают таким образом, что векторное изображение располагается поверх растрового, которое является основой результирующего изображения. Полученное в результате совмещения изображение выводится на печать. Для этого, в частности, используют плоттер формата АО «XEROX-8142» с применением пигментных чернил.

Пример 2.

В данном примере для реализации способа используются только оптико-механические, фототехнические и полиграфические средства. Актуализации подлежит морская географическая карта - навигационная морская «От полуострова Киперорт до мыса Крестовый, Финский залив, Балтийское море», адмиралтейский номер 25010, издания Главного Управления Навигации и Океанографии 1996 года.

Карта включает следующие элементы содержания: навигационно-гидрографическую обстановку, содержащую батиметрическую информацию, информацию о навигационных опасностях, рекомендованных путях и районах плавания, навигационном оборудовании, высотной основе на район от полуострова Киперорт до мыса Крестовый, Финский залив, Балтийское море, выполненную в соответствии с «Условными знаками и сокращениями, применяемыми для составления и оформления морских карт и карт внутренних водных путей», издания ГУНиО МО, адмиралтейский номер 9024. Карта в системе координат 1942 года (Пулково), масштаб 1:25000.

Обновление карты осуществляется в соответствии с печатным выпуском Извещений мореплавателям издания Главного Управления Навигации и Океанографии по двум элементам содержания:

- удаляется буй в точке с координатами;

- наносится подводный кабель по точкам с координатами.

В начале работы с помощью цветной копировальной машины Xerox 6050 карта сканируется и распечатывается копия исходного материала. После этого изображение с помощью горизонтального двухкомнатного репродукционного картографического фотоаппарата АХЦ-78К переносится на фотопленку. В это же время с помощью цветных светофильтров цвета изображения приводятся в соответствие с заданной цветовой палитрой. Эта операция позволяет сократить количество прогонов при окончательной печати карты с целью улучшения качества и читаемости картографической информации.

С целью приведения карты в систему координат 1942 года (Пулково) наносится поправочная сетка для устранения искажений, возникших при печати исходной карты и на предыдущих этапах обработки по предложенной формуле.

Далее корректировку карты производят в три этапа:

- на первом этапе в растровой форме удаляют изображение элементов содержания, которые потеряли актуальность. Для этого с помощью увеличительной оптики и ланцета на фотопленке удаляют соответствующие точки растра. В нашем примере удаляется растровое изображение буя в точке с координатами широта-долгота;

- на втором этапе формируют в векторной форме изображение вновь появившихся элементов содержания. Для этого на чистом листе пленки вручную при помощи механического координатографа «Карлс Цейс», ГДР, в векторной форме формировали изображение новых элементов содержания карты. В данном примере наносили подводный кабель, проходящий через точки широта-долгота;

- на третьем этапе совмещают изображения, полученные в результате первого и второго этапов, для чего на фотопленку, полученную на первом этапе, накладывают фотопленку, полученную на втором этапе, совмещают их по опорным точкам и механически скрепляют. После этого с помощью копировального устройства «Кимолайн KLP-4200» получили результирующее изображение на одном листе фотопленки.

Далее с полученных листов пленки офсетным способом печатается необходимое количество экземпляров карты.

Заявленный способ позволяет осуществлять актуализацию географической карты значительно быстрее по сравнению со способом-прототипом, эффективно поддерживать географические карты практически на уровне текущего момента, что особенно важно для морских карт, поскольку в большой степени влияет на обеспечение безопасности судоходства.

Целесообразно использование изобретения в едином картографическом центре. Для реализации изобретения используются известные средства, оборудование и материалы, что обусловливает соответствие изобретения критерию «промышленная применимость».

Claims (2)

1. Способ актуализации географических карт, включающий обновление одного или более элементов содержания базовой географической карты путем сканирования исходного картографического материала, преобразования изображения, полученного в результате сканирования, в систему координат карты при помощи связующих опорных точек с известными координатами и корректировку карты с учетом вновь полученной информации, отличающийся тем, что корректировку карты ведут в три этапа: на первом этапе в растровой форме удаляют изображение элементов содержания, потерявших актуальность, на втором этапе формируют в векторной форме изображение вновь появившихся элементов содержания, на третьем этапе совмещают изображения первого и второго этапов и получают результирующее графическое изображение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед преобразованием отсканированного изображения в систему координат карты приводят цвета отсканированного изображения в соответствие с заданной цветовой гаммой.