DIGITALIZACJA I WEKTORYZACJA Jarosław Bosy

DIGITALIZACJA I WEKTORYZACJA Na oryginalnym materiale Na ekranie monitora

Some data are available only in paper form. More accurate than the screen Scanner not necessary If vector output required Advantages of the Digitizing Tablet

The digitizer is an electronic tablet. The user places a map or photograph on the digitizer. Behind it is a device that senses the location of a pointer. This pointer is used to trace the features on a map. Basically digitizing is a fancy, high tech method of tracing. The Digitizer

WPASOWANIE RASTRA Transformacja Helmerta (1) Transformacja przez podobieństwo (Helmerta, liniowa transformacja konforemna) - w literaturze anglojęzycznej „similarity transformation” - realizuje podobnie jak transformacja izometryczna sztywne ruchy płaszczyzny, obrót, przesunięcie i dodatkowo przeskalowuje (homotetia) współrzędne układu pierwotnego. Jest to najbardziej znana i powszechnie używana transformacja w praktyce geodezyjnej. Wynika to z wiernokątności transformacji, co powodowało stosowanie jej w czasach kiedy pomiary kątów i kierunków były najważniejszą z metod wyznaczania pozycji. Zastosowania transformacji wiernokątnej to przeliczanie współrzędnych prostokątnych na niewielkich obszarach i relatywnie niskich wymaganiach dokładnościowych, kalibracja zeskanowanych obrazów map i zdjęć lotniczych, a także badania geometrycznych właściwości obiektów przemysłowych i inżynieryjnych. Ograniczony obszar używalności transformacji Helmerta wynika z tego, że użyty w algorytmie współczynnik skali jest jednolity dla całego rozpatrywanego obszaru. Formuła transformacji przez podobieństwo: gdzie: X W, Y W - współrzędne w układzie wtórnym, X P, Y P - współrzędne w układzie pierwotnym, X 0, Y 0 - przesunięcie początku układu pierwotnego, k- współczynnik zmiany skali układu pierwotnego,  - kąt obrotu układu pierwotnego względem wtórnego.

WPASOWANIE RASTRA Transformacja Afiniczna (1) Transformacja afiniczna – w literaturze anglojęzycznej „general affine transformation” wywodząca się z odwzorowań rzutowych, najczęściej wykorzystywana przy kalibracji zdjęć lotniczych (orientacja wewnętrzna) i zeskanowanych arkuszy map. Jako transformację współrzędnych geodezyjnych stosuję się metodę afiniczną dla układów o relatywnie dużych zniekształceniach i zmiennych skalach w obu kierunkach osi współrzędnych (taki przypadek możemy zaobserwować w odwzorowaniu Gaussa – Krügera). Przekształcenia afiniczne przekształcają proste i płaszczyzny na proste i płaszczyzny, zachowują równoległość prostych nie zachowują równości kątów i zmieniają skalę każdej z osi współrzędnych. Transformacja afiniczna rozwiązywalna jest poprzez znajomość co najmniej trzech punktów dostosowania w obu układach. By otrzymać parametry transformacji afinicznej należy napisać równania dla każdej z osi współrzędnych. Wzory transformacji afinicznej można zapisać także przy pomocy parametrów identyfikowalnych geometrycznie.

WPASOWANIE RASTRA Transformacje afiniczne wyższych rzędów Podobnie jak wielomianowe przekształcenia wiernokątne, transformacje afiniczne wyższych rzędów stosowane są jako odwzorowania dużych obszarów o zmiennych zależnościach skalowych. Nadają się one do przeliczania układów współrzędnych, gdzie nie zastosowano reguły wiernokątności np. układy w odwzorowaniu Soldnera lub do lokalnych układów nie matematycznych np. dawne układy katastralne. Transformacje wielomianowe afiniczne (ogólne) dają bardzo dobre wyniki przy kalibracji obrazów rastrowych – mapy, zdjęcia lotnicze, a także przy opracowywaniu osnów fotogrametrycznych – aerotriangulacja. Stosując transformacje afiniczne do przeliczania współrzędnych sieci geodezyjnych należy pamiętać o tym że transformacja afiniczna zmienia całkowicie geometrię sieci, na rzecz małych odchyłek na punktach dostosowania. Ogólne wzory na wielomiany afiniczne:

Scanning Resolution The chosen resolution depends on the width of the features, and the scale of the map. The chosen resolution depends on the width of the features, and the scale of the map. For example, if you have a 1:250,000 map, scanned at 300dpi For example, if you have a 1:250,000 map, scanned at 300dpi Pixel size (cm) = Resolution of scanner (inches) * 2.5 * map scale Pixel size (cm) = Resolution of scanner (inches) * 2.5 * map scale Pixel size (cm) = (1/300) * 2.5 * 250,000 Pixel size (cm) = (1/300) * 2.5 * 250,000 Therefore, each pixel is 2000cm wide. Therefore, each pixel is 2000cm wide. Pixel size (m) = 20m. Pixel size (m) = 20m.

WPASOWANIE RASTRA C-GEO

WPASOWANIE RASTRA Transformacja Helmerta (2)

WPASOWANIE RASTRA Transformacja Afiniczna (2)

Often there is error from digitizing, such as; gaps between lines that should meet lines that exceed the line they should meet (dangles) parallel lines that cross Step 3 in Digitizing: Data editing

Potential digitising errors in the real world!

Yet more potential digitising errors in the real world!

Map must be high quality Map must be clean Must have lines 0.1mm wide or greater In the Scanning Process Range of issues such as contrast, brightness, and resolution must be sorted out in the scanning process Too little brightness = non-recognition of some features. Too much brightness = unwanted ‘information’ such as dirt and dust may be included. Contrast and Brightness are usually set by a mixture of trial and error, and judgement. Scanning Existing Maps

Proces skanowania i wektoryzacji

Vectorization of Lines Usually part of the post-scanning editing process A number of pixels forming a structure are registered (b) Skeletonization. All pixels along the line except along the centre are stripped off (c). Linearization. Pixels are connected one-by-one along the line. Where a line segment curve is greater than a defined threshold, the line segment is considered not to be straight, and a new line is started. Coordinates are calculated for the start and end points of the straight line segment, and an arc is then formed (d). Original mapScanned image Skeletonization Vector output

WEKTORYZACJA (1)

WEKTORYZACJA (2)

Formaty plików wektorowych - MIF Version 300 Charset "WindowsLatin2" Delimiter "," CoordSys NonEarth Units "m" Bounds (100, 100) (1000, 1000) Columns 1 obiekty Char(10) Data Rect Pen (1,2,32768) Brush (1,0, ) Rect Pen (3,2, ) Brush (1,0, ) Text "33" Font ("Arial CE",0,0,32768) Text "2k" Font ("Arial CE",3,0, , ) Text "22" Font ("Arial CE",3,0, , )

Formaty plików wektorowych - DXF

Plik wyjściowy C-Geo

Plik w formacie dxf - Autocad

Plik w formacie scr -Microstation

Plik w formacie SWING – K1

Plik w formacie TANGO