DIGITALIZACJA I WEKTORYZACJA Jarosław Bosy. DIGITALIZACJA I WEKTORYZACJA Na oryginalnym materiale Na ekranie monitora.

Prezentacja na temat: "DIGITALIZACJA I WEKTORYZACJA Jarosław Bosy. DIGITALIZACJA I WEKTORYZACJA Na oryginalnym materiale Na ekranie monitora."— Zapis prezentacji:

1 DIGITALIZACJA I WEKTORYZACJA Jarosław Bosy

2 DIGITALIZACJA I WEKTORYZACJA Na oryginalnym materiale Na ekranie monitora

3 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

4 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

5 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.

6 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.

7 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:

8 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.

9 WPASOWANIE RASTRA C-GEO

10 WPASOWANIE RASTRA Transformacja Helmerta (2)

11 WPASOWANIE RASTRA Transformacja Afiniczna (2)

12 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

13 Potential digitising errors in the real world!

14 Yet more potential digitising errors in the real world!

15 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

16 Proces skanowania i wektoryzacji

17 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

18

19 WEKTORYZACJA (1)

20 WEKTORYZACJA (2)

21 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 549.6570253 549.7176957 550.0284783 550.3194496 Pen (1,2,32768) Brush (1,0,16777215) Rect 549.7758901 549.769699 549.9492346 549.9182805 Pen (3,2,16711680) Brush (1,0,16777215) Text "33" 549.8203146 550.105611 549.844957 550.1276133 Font ("Arial CE",0,0,32768) Text "2k" 549.8569851 549.8342497 549.8904286 549.8621191 Font ("Arial CE",3,0,16711680,16777215) Text "22" 549.8555181 549.7770439 549.8872012 549.8049133 Font ("Arial CE",3,0,16711680,16777215)

22 Formaty plików wektorowych - DXF

23 Plik wyjściowy C-Geo

24 Plik w formacie dxf - Autocad

25 Plik w formacie scr -Microstation

26 Plik w formacie SWING – K1

27 Plik w formacie TANGO