Mapy z komputera

Ortofotografia jest znaną techniką pozwalającą na tworzenie dokumentów kartograficznych, na których w każdym punkcie ekspozycji poprawiane są błędy wynikające z nachylenia kamery i deniwelacji terenu, a więc w taki sposób, jakby zdjęcia wykonywane były z nieskończonej odległości obiektywem o osi prostopadłej do każdego punktu fotografowanego obszaru.

Ortofotografia jest znaną techniką pozwalającą na tworzenie dokumentów kartograficznych, na których w każdym punkcie ekspozycji poprawiane są błędy wynikające z nachylenia kamery i deniwelacji terenu, a więc w taki sposób, jakby zdjęcia wykonywane były z nieskończonej odległości obiektywem o osi prostopadłej do każdego punktu fotografowanego obszaru.

Ortofotografie cyfrowe w kartografii to znacznie więcej, niż promienie rentgenowskie w medycynie. Wyparły niemal całkowicie metody klasyczne i zapoczątkowały przełom technologiczny w produkcji map.

Praca klasycznego kartografa przypominała trochę pracę Syzyfa. Ponad czterdzieści lat zajęło U.S. Geological Survey (USGS) przedstawienie powierzchni Stanów Zjednoczonych na 55 tys. map topograficznych, z których każda obejmuje prostokąt o wymiarach 7 na 9 mil. Ponieważ korekta map zabiera lata, większość z nich jest zdezaktualizowana jeszcze zanim zostanie wyprodukowana.

Obecnie, dzięki potężnym stacjom roboczym, geograficznemu systemowi informatycznemu (GIS) i cyfrowym ortofotografiom, czas potrzebny do korekty map może być dziesięciokrotnie skrócony, a otrzymane mapy mogą być przechowywane w komputerowych bazach danych równie dobrze jak na papierze.

Uaktualnianie przez USGS starych map to proces obejmujący skanowanie ich zdjęć, digitalizację, edycję oraz opis otrzymanych obrazów za pomocą oznaczników i kodów GIS. Następnie nakłada się na nie aktualne ortofotografie lotnicze, dopasowane precyzyjnie do obrazów oryginalnych map za pomocą matematycznego procesu zwanego ortorektyfikacją.

Fotografie lotnicze są skanowane a ich cyfrowe obrazy są precyzyjnie, piksel po pikselu, korygowane ze względu na przemieszczenia spowodowane nachyleniem kamery i nierównomiernością terenu. Następnie kartografowie siadają przy stacjach roboczych dodając, zmieniając i usuwając różne charakterystyczne elementy w obrazach map na podstawie tego, co widzą w planie nałożonych fotografii. Dla przykładu, kartograf może wykreślić nowe drogi, dodać budynki, powiększać centra handlowe czy zmieniać linię lasu za pomocą myszy i pakietu Arc/Info GIS autorstwa Enviromental Systems Research Institute z Redlands w Kalifornii.

Moc obliczeniowa konieczna do cyfrowej obróbki map jeszcze do niedawna była osiągalna tylko na wielkich komputerach centralnych i to znacznie podwyższało koszty procesu i czyniło metodę nieopłacalną. W chwili obecnej 200 kartografów wykonuje pracę w trzech siedzibach, na zintegrowanych siecią lokalną stacjach roboczych Aviion 530 z Data General Corp. z procesorami Motoroli 88100 i twardymi dyskami 3 Gb.

Przy korzystaniu z cyfrowych obrazów map i poddanych komputerowej obróbce fotografii, aktualizacja mapy zajmuje kartografowi cztery do sześciu tygodni zamiast, jak było do tej pory, 18 miesięcy.

Nowa metoda ma jednak swe ograniczenia. Na przykład ortorektyfikacja spłaszcza fotografie tak, że nie mogą być użyte do aktualizacji warstwic, co może być konieczne dla zilustrowania nowych dróg przecinających góry.

Żeby osiągnąć taki cel USGS używa pary stereoskopowych fotografii, które są nakładane na cyfrową wersję starej mapy. Kartograf przez okulary polaryzacyjne widzi teren w trzech wymiarach na specjalnym ekranie polaryzacyjnym - daje mu to wrażenie wyglądania przez dziurę w dnie samolotu - i jest w stanie korygować odpowiednio warstwice używając oprogramowania Arc/Info.

Nowa technika aktualizacji map wprowadzana w USGS to część projektu, którego pierwszym celem jest przedstawienie istniejących map w formie obrazów nadających się do obróbki komputerowej, z identyfikatorami takich własności jak drogi, linie charakterystyczne, rzeki i budynki. To zadanie jest zrealizowane w ok. 10% i jak twierdzi dyrektor Mapping Application Center, Eric Anderson USSG ma nadzieję ukończyć budowanie wejściowej bazy danych do 2000 r. Koszt przekształcenia w postać numeryczną i zakodowania każdej z 88 500 map szacuje się na ok. 10 tys. USD.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200