Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Растровые электронные карт.
|
|
Лекция 5
1. Основные сведения о растровых электронных картах.
Изображение растровой карты представляется в памяти миллионами точек (пикселей). Каждый пиксель является мельчайшей компонентой изображения карты с определённым цветом и уровнем яркости. При таком представлении карты сведений об отдельных картографических объектах в памяти нет.
Все данные растровой карты содержатся в одном слое. Содержание её не может быть изменено с целью приспособления к условиям и обстоятельствам плавания.
В памяти при растровом хранении изображений представлены данные обо всех точках поверхности карты, что изначально определяет большой объём её файла.
Построение растровой карты является простым воспроизведением на экране дисплея хранимой в памяти информации о точках карты.
На судах применяются как официальные (РНК), так и неофициальные (РК) растровые карты. Системы с официальными растровыми картами обозначаются РКДС, а с неофициальными – РКС.
Ввиду большого объёма, занимаемого растровыми картами, в настоящее время на твёрдый диск в системе обычно помещаются карты на район планируемого рейса, а остальные карты хранятся на компакт-дисках.
Понятие о технологии производства растровых карт. Производство растровых карт проще, чем векторных карт. Исходной для образования файлов карт в растровых форматах служит информация официальных бумажных карт. Растровые карты получаются сканированием цветного изображения бумажных карт с добавлением основы для отсчёта координат. Последняя операция представляет по существу привязку пикселей к географическим координатам. Основа карты может наноситься вручную либо рассчитываться на компьютере. Полученная растровая карта является точной копией (факсимиле) бумажной карты.
Благодаря наличию основы, на растровой карте может выполняться планирование пути с расчётом необходимых элементов, ведение исполнительной прокладки и получение географических координат любой точки на карте.
Растровые карты наследуют датумы бумажной карты.
Как и для ЭНК, при отображении РНК в различных условиях освещённости могут использоваться различные палитры цветов (ясный день, пасмурный день, сумерки, ночь). С этой целью при отображении карты по определённому правилу преобразуется числовая характеристика пикселей, которая описывает их цвет и яркость.
Сканерная технология получения растровых карт является высокопроизводительной
так как практически не включает ручного труда.
Трудности производства векторных ЭК на начальном этапе развития электронных карт с одной стороны, и желание уже в то время использовать преимущества ЭК с другой, обусловили работы по более лёгкому растровому направлению создания ЭК. Британское Гидрографическое управление стало первой в мире государственной организацией, которая с 1993 года стала создавать официальные растровые карты и снабжать ими суда. С весны 1994 оно ввело в состав новую служб – ARCS (Admiralty Raster Chart Service – Обслуживание адмиралтейскими растровыми картами). Разработанный для адмиралтейских карт растровый формат получил сокращённое название – ARCS. Практически все бумажные навигационные карты Британского адмиралтейства представлены в электронном растровом виде и доступны пользователям. Они помещены на 11 компакт-дисках, каждый из которых содержит приблизительно 350 навигационных карт.
Работая с неофициальными растровыми картами, необходимо учитывать, что не все они имеют поправки для приведения к WGS84. Поэтому следует быть особо внимательным, используя GPS для определения позиции судна на растровых картах.
2. Официальные растровые электронные карты.
Ввиду того, что картами для ЭКДИС не покрыты все районы плавания, на 44 сессии ИМО в 1998 дало согласие на внесение в Требования к ЭКДИС добавочного приложения 7 по растровым картам. Эта Резолюция разрешает работу ЭКДИС в двух режимах: ЭКДИС и РКДС (с официальными растровыми картами). Режим растровых карт предписано использовать только в районах, на которых нет официальных векторных карт – ЭНК. В режиме с растровыми картами ЭКДИС должна работать с соответствующим комплектом бумажных карт.
Ключевым элементом РКДС являются официальные растровые навигационные карты. Они должны соответствовать стандартам МГО, которые представлении в специальной публикации этой организации S61 – Product specification for raster charts 1999.
Растровая навигационная карта – это точно отражающие официальную бумажную карту цифровые данные, которые создаются (или распространяю тся) государственными гидрографическими организациями.
Информацию РНК разделяют на два вида:
- само графическое изображение карты;
- основные характеристики карты и относящиеся ко всей карте надписи, помещённые на поле карты либо за рамкой и представленные в виде текста и таблиц с текстом.
Разрешающая способность цифрового изображения РНК (количество точек на дюйм) и любой метод, используемый для сжатия РНК или оперирования с ними, должны быть такими, чтобы обеспечивалось четкое отображение всей информации, которая находилась на исходной бумажной карте.
Точность цифровых данных РНК должна позволять показывать место судна на экране с точностью, по крайней мере, не худшей, чем при отметке его вручную на бумажной карте.
Цифровой формат для хранения метаданных РНК определяется национальными гидрографическими организациями, издающими РНК.
Любая РНК должна содержать следующие метаданные:
- Идентификатор агентства, выпускающего карту;
- Номер РНК;
- Номер исходной бумажной карты, если он отличается от номера РНК;
- Дату издания РНК;
- Дату последней корректуры или номер учтённого последнего Извещения мореплавателям;
- Предыдущие корректуры или номера Извещений мореплавателям;
- Масштаб карты;
- Вид ориентации карты;
- Тип проекции и соответствующие ей параметры;
- Горизонтальный датум;
- Величину смещения горизонтального датума по отношению к WGS84 или ПЗ90, если датум карты не совпадает с ними;
- Вертикальные датумы;
- Единицы измерения высот м глубин;
- Разрешающую способность изображения в пикселях на миллиметр или в пикселях на дюйм;
- Механизм, такой как параметры и алгоритм, позволяющий географические координаты конвертировать в РНК (пиксельные) координаты и наоборот;
- Палитры цветов для дня, сумерек и ночи.
Официальные растровые карты обязательно дополняются поправками для приведения спутниковых определений к датуму карты.
3. Достоинства и ограничения растровых электронных карт.
Преимущества растровых карт заключаются в слудующем:
- лёгкость изготовления:
- простота визуализации:
- покрытие всех вод Мирового океана:
- соответствие изображения виду бумажной карты, что уменьшает вероятность ошибок интерпретации данных.
Недостатки растровых карт.
- Отсутствие в памяти информации о картографических объектах.
- Растровые системы не дают возможности организовать автоматическую сигнализацию об опасных ситуациях по данным карты. Определённые сигналы об опасностях могут генерироваться РКДС по введённой пользователем информации
например:
- об отклонении от маршрута на величину, превышающую заданную;
- о приближении к введённой оператором линии опасной изобаты и к отдельным отмеченным маркером опасностям;
- о пересечении районов со специальными условиями плавания, усли предварительно нанесены их границы или в памяти системы имеется база данных этих районов.
- Данные растровых карт не могут быть пересчитаны на другой датум.
- Нагрузка растровой карты не может быть упрощена или убрана с целью её приспособления к навигационным обстоятельствам или решаемой задачи.
- Чрезмерное увеличение или уменьшение масштаба может серьёзно ухудшить разборчивость изображения, т.к. все элементы карты, включая надписи, изменяются пропорционально масштабу.
- Без выбора различных по масштабу карт, возможность просмотра районов по пути следования может быть ограничена.
- Ориентировка РНК иначе, чем по «норду», ухудшает разбор текста и символов на карте, т.к. изменение ориентации растровой карты на дисплее приводит к повороту всех приведённых на ней надписей и символов.
- Трудности в получении дополнительной информации. На растровой карте невозможно использовать отличительные особенности нагрузки карты для организации получения дополнительной информации о картографических объектах путём наведения на них курсора.
- Невозможно автоматически выделить безопасную изобату судна или безопасные глубины и показать их на экране, если только не отметить их вручную при планировании пути.
- По объёму файл растровой карты значительно больше файла векторной карты, содержащего данные одного с растровой картой района.
Системы с растровыми картами рассматриваются ИМО как промежуточные, способные восполнить потребность судоводителей в ЭК на этапе, пока работы по созданию полной коллекции карт для ЭКДИС и снабжению ими судов не будут полностью завершены.
4. Принцип корректуры растровых карт.
Для обновлении содержания растровых карт применяются, так называемые
«технологии заплаток». Принцип «технологии заплаток» заключается в следующем.
ИМ кодируются так, чтобы покрывать в местах корректировки изображение карты
растровыми «заплатками» определённого размера.
При статическом обновлении данными с корректурного компакт-диска изменяется
содержание всех файлов растровых карт, находящихся на жёстком диске.
При динамической корректуре первоначальное содержание файлов растровых карт
на жёстком диске не изменяется. Эти файлы и файлы корректур хранятся отдельно
друг от друга в неизменном виде. Внесение корректуры осуществляется только при
при отображении карты на дисплее.
Кроме «заплаток» корректуры к РНК должны включать метаданные по корректуре.
5. Электронные каталоги карт и книг.
В памяти НИС может находиться несколько коллекций электронных карт:
- официальные электронные карты – ЭНК;
- ЭК фирмы «Транзас»;
- ЭК фирмы «С-МАР»;
- официальные растровые карты той или иной гидрографической службы;
- и другие.
Принятая для той или иной коллекции система обозначения карт называется их номенклатурой.
Дополнительно для упрощения судоводителям работы с картографическими базами НИС разработаны специальные программы - Электронные каталоги карт или Электронные каталоги карт и книг. Имеются также программы для облегчения подбора, учёта и выполнения других задач с электронными картами.
Электронный каталог карт и книг служит для облегчения ориентации в данных картографических баз, упрощения подбора и просмотра карт и пособий, формирование пользовательских списков для различных целей, возможности заказа и получения материалов через глобальную сеть Интернет.
Методы организации оперирования с картографическими данными и формы их отображения в образцах Электронных каталогов, разработанных разными фирмами, имеют определённые отличия. Ниже освещается лишь один из вариантов пользовательского интерфейса этих программ. Средства взаимодействия с оператором конкретных электронных каталогов могут не совпадать с этим вариантом в тех или других деталях.
В электронных каталогах для работы с данными обычно используется форма, включающая два окна, образованных деление экрана вертикальной линией.
Левое окно обычно предназначается для отображения «дерева» тех или иных категорий данных и работы с ними. Ими могут быть:
- карты;
- книги;
- промерные планшеты;
- пользовательские списки;
- и другие категории.
В правом окне помещается пространственная информация, отображающая на фоне карты-схемы нарезку и номера карт или пособий в том или другом районе. Иначе говоря, в правом окне показывается сборный лист любого вырезаемого на земной поверхности района. Этот сборный лист характеризует место, нарезку и номенклатуру карт (пособий) в выбранном районе.
|