Апаратне дигітизування. Екранне дигітизування. Автозахоплення і автотрасування

5.3.2. Ручне введення даних. Апаратне та екранне дигітизування

Ручне дигітизування (дигіталізація, цифрування) на сьогодні є найбільш поширеним способом введення просторових даних у бази даних ГІС. Сам процес ручного дигітизування являє собою розпізнавання користувачем об'єкта на карті-джерелі і створення векторного елементарного графічного об'єкта шляхом обведення меж цього об'єкта. Карта-джерело може використовуватися як у вигляді паперового оригіналу, що закріплюється на дигітайзері (див. п. 2.3), так і у вигляді її сканованої копії, яка виводиться на екран дисплея в спеціальному картографічному редакторі. У першому випадку виконується апаратне дигітизування, у другому — цифрування з використанням стандартного пристрою введення «миша» (екранне дигітизування).
Точність і повнота ручного введення даних визначаються кількома факторами. У першу чергу, це якість вихідних картографічних матеріалів (зношеність паперової карти, якість сканування); точність установки системи координат на цифрованому джерелі або його сканованій копії; кваліфікація оператора, що виконує введення даних.

5.3.2.1. Апаратне дигітизування

При апаратному дигітизуванні з використанням спеціального пристрою — дигітайзера — застосовуються оригінальні паперові або пластикові картографічні матеріали високої якості. До складу багатьох програмних ГІС-пакетів входять спеціальні модулі для настроювання і керування роботою різних моделей дигітайзерів.
Аркуш карти, що цифрується, закріплюється на поверхні планшета дигітайзера за допомогою притискних планок або прозорого листа пластику. На початку роботи виконується процедура визначення координат — на карті вказуються чотири і більше контрольних точок, клавіатурним способом вводяться їхні координати, визначається похибка визначення системи координат. Можуть також зазначатися крайні кутові координати області дигітизування для зменшення обсягу просторових розрахунків.
Також у межах робочої області дигітайзера можуть бути виділені області для операцій, наприклад, накладних інструментальних панелей. Для полегшення роботи оператора для деяких ГІС-пакетів (наприклад, для програмних продуктів фірми INTERGRAPH) розроблені спеціальні накладні меню інструментів для введення і редагування просторових об'єктів. При переміщенні курсора дигітайзера в область меню пристрій автоматично переключається на вибір відповідного інструмента.
Аркуш із таким меню укладається на поверхню дигітайзера. Оператор за допомогою курсора дигітайзера здійснює обведення контурів просторових об'єктів, вручну або в напівавтоматичному режимі зчитуючи координати опорних точок. При натисканні кнопки зчитування координати точки записуються у відповідний активний файл бази даних; відповідні атрибутивні дані вводяться клавіатурним способом. Точність і швидкість введення даних залежать від кваліфікації оператора. У моделях дигітайзерів, призначених для роботи під керуванням ОС Windows, передбачене переведення пристрою в режим роботи маніпулятора «миша», тобто за допомогою дигітайзера можна керувати екранним інтерфейсом системи.
При зміні аркушів карт, випадковому зрушенні аркуша карти, що цифрується, або вимиканні дигітайзера необхідно заново переустановлювати систему координат дигітайзера.
Останніми роками через велику залежністю від малодоступних паперових оригіналів карт, наявність перекручувань і ушкоджень паперових карт, складність редагування цифрових карт, а також високу вартість самих пристроїв, технології апаратних дигітайзерів поступово були витіснені технологіями екранного дигітизування.

5.3.2.2. Екранне дигітизування

При екранному дигітизуванні вхідний попередньо сканований і просторово прив'язаний картографічний матеріал знаходиться на задньому плані екрана. На нього накладаються один чи кілька похідних шарів, у межах яких, візуально порівнюючи з контурами оригінальних об'єктів на шарі-підкладці, виконують обведення об'єктів-копій.
Таким чином, перед початком роботи на екран має бути виведена сканована карта-підкладка і, як мінімум, один із раніше створених на базі цієї підкладки шарів. Для введення, видалення ибо зміни якихось просторових об'єктів необхідно, щоб робочий шар був редагованим (Editable).
Для цифрування різних типів просторових об'єктів існують спеціально розроблені «інструменти». Залежно від типу інструментальної ГІС і моделі просторових даних (топологічна, нетопологічна, CAD) набір таких інструментів і організація інтерфейсу користувача для роботи з ним можуть істотно відрізнятися. Звичайно інструментарій для цифрування і редагування векторнихданих зібраний у спеціальному меню інструментального ГІС-пакета і дубльований на піктографічних меню. Залежно від конкретного пакета набір таких інструментів може мати різну комплектацію і позначатися різними термінами і піктограмами.
Для будь-якого активного об'єкта або групи об'єктів доступні операції копіювання в буфер обміну і вставка з буфера обміну в інше місце цього ж картографічного шару чи в інший шар. Об'єкт може бути переміщений в інше місце робочої області шляхом перетаскування курсором «миша» (drag and drop). Можуть бути змінені розміри і пропорції активного об'єкта, виконане його дзеркальне перетворення по вертикалі, горизонталі або діагоналі, поворот об'єкта на заданий кут чи довільну величину.
Одночасно з закінченням введення графічного об'єкта створюється новий запис у зв'язаній базі даних. Описова інформація може заноситися в базу даних як безпосередньо в момент введення просторового об'єкта, так і в будь-який інший час вручну з клавіатури, копіюватися з інших джерел, обчислюватися різними аналітичними процедурами та ін.

5.3.2.3. Автозахоплення і автотрасування

Багато завдань просторового і мережного аналізу вимагають, щоб просторові об'єкти, що беруть участь у розрахунках, не мали перетинів чи розривів, межі сусідніх об'єктів точно прилягали один до одного, об'єкт на одному шарі точно повторював контури об'єкта на іншому та ін. При цифруванні суміжної границі з використанням нетопологічної моделі (див. розділ 3) кожна границя вводиться окремо для кожного об'єкта. Таким чином, на границі є дві лінії, що можуть утворювати розриви або заступи на територію сусіднього об'єкта. Для створення топологічно коректної границі суміжних об'єктів (наприклад, доріг і адміністративних меж, адміністративних меж і рік) або стикування двох ліній (двох ділянок дороги, припливу й основного русла ріки) використовуються два інструменти — автозахоплення і автотрасування.
Для автозахоплення навколо курсора (чи іншої активної точки або всіх точок об'єкта) установлюється зона пошуку. При потраплянні в зону цього пошуку іншої точки або точок іншого об'єкта, активній точці автоматично привласнюються координати захопленої точки. Після підтвердження введення досягається повний збіг опорних точок на границях суміжних об'єктів, змикання двох лінійних об'єктів, накладення точкових об'єктів та ін.
Простежуючи межу існуючого об'єкта і послідовно захоплюючи його опорні точки, можна провести границю об'єкта, що прилягає, на значній довжині. Однак при великій довжині і складності суміжної границі (іноді сотні і тисячі точок) більш доцільно використовувати разом з автозахопленням і автотрасування. Для цього необхідно встановити одну початкову точку на границі існуючого полігона (лінії). Після переміщення курсора на передбачувану кінцеву точку спільної ділянки границі слід дочекатися встановлення захоплення. При натисканні кнопки введення нової вершини від першої точки через усі проміжні до кінцевої точки буде проведена нова ділянка границі полігона (лінії), що цифрується.
У деяких ГІС-пакетах (наприклад, пакетах сімейства ArcGIS) для автотрасування достатньо вести курсор поруч із трасованою лінією (границею полігону).
При цифруванні границь із замкнутим полігоном іноді необхідно визначати, уздовж якого боку пройде спільна границя. Для зазначення напрямку автотрасування найбільш часто використовуються кнопки «Shift» і «Ctrl». При натиснутій кнопці «Shift» лінія пройде по короткій стороні полігона, при «Ctrl» — по довгій стороні. Слід враховувати, що довжина сторони полігона виміряється не в лінійних одиницях виміру, а кількістю проміжних точок, що утворюють цю ділянку.