II. ИНТЕГРИРОВАННАЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА

Выходные данные

Выходными данными информационного архива являются:

цифровые (электронные) карты;

фотодокументы о местности;

специальные цифровые модели местности;

служебно-справочная информация о картографических, аэрокосмических мате-

риалах в ИА.

 

«ГИС-ИНТЕГРАЦИЯ»(ТИПАЖ-М)

Система обеспечивает накопление, хранение, обработку и отображение векторных, матричных и растровых электронных карт, а также создание пользовательских карт специального назначения.

База данных электронных карт в составе системы имеет иерархическую структуру. На нижнем уровне хранится информация об отдельных объектах карты. Объекты могут объединяться в группы, слои и листы карт. Совокупность листов карт одного масштаба и вида составляет район работ - отдельную базу данных электронных карт. Описание отдельного объекта состоит из метрических данных (координат на местности), семантических данных (свойств объекта), текстовых справочных данных, иллюстративных графических данных и других данных, включая уникальный номер объекта, через который осуществляется логическая связь с внешними реляционными системами управления базами данных (СУБД).

Пользовательские прикладные задачи, входящие в состав системы, могут взаимодействовать с электронной картой: осуществлять поиск объектов, добавлять новые объекты, в том числе и не картографические, производить выборку метрических и семантических характеристик объектов для выполнения расчетных задач.

Представление электронной карты на дисплее является многослойным и может создаваться путем комбинирования растрового представления карт и фотоматериала, векторного представления объектов местности, матричного представления различных свойств местности (матрица высот, матрица экологически опасных участков местности, матрица проходимости местности и т.д.) и пользовательских данных.

Например, метеоданные, сведения о перемещении транспортных средств, данные об условиях радиовидимости и так далее.

Для хранения этих данных вместе с картой достаточно только расширить списки слоев, видов объектов и их характеристик в цифровом классификаторе. Однако, такой подход имеет следующие недостатки:

· пользовательские объекты, расположенные на нескольких листах карты, при записи будут разделены по листам, что усложняет их дальнейшую обработку;

· данные, нанесенные на одну карту, не могут одновременно отображаться и редактироваться на других картах той же территории;

· необходимо расширять и сопровождать несколько цифровых классификаторов для разных видов и масштабов карт.

Поэтому система «Интеграция» позволяет хранить пользовательские данные отдельно от карт местности, используя подмножество структуры векторных карт.

Пользовательская векторная карта состоит только из одного листа карты, который не имеет постоянных размеров. При добавлении или удалении объектов его габариты и расположение будут меняться. Пользовательская карта может отображаться совместно с векторной картой местности, а также растровыми и матричными картами. Одна и та же пользовательская карта может одновременно отображаться на разных картах местности и редактироваться разными пользователями. Результаты редактирования у разных пользователей будут выглядеть одинаково.

Пользовательская карта имеет свой классификатор, который не зависит от классификатора карты.

 

III. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «ПРИВЯЗКА» ©

Программное обеспечение “Привязка” предназначено для измерения и регистрации координат наблюдаемых объектов на цифровом изображении участка местности, полученного по материалам воздушной видеосъемки (беспилотных средств телевизионного наблюдения, видеокамеры с борта воздушного судна) а также для обновления цифровых фотопланов с помощью цифрового монтажа трансформированного изображения объекта и области изображения вокруг него.

Входные данные:

- материалы воздушной видеосъемки;

- цифровой фотоплан на район наблюдения;

- цифровая матрица рельефа (для получения трехмерных координат точек);

- схема подготовки маршрута съемки;

Выходные данные:

- массив координат определяемых объектов;

- обновленный фотоплан;

- покадровый просмотр видеоматериала.

Подготовка цифрового фотоплана
1.1 Визуализация фотоплана
1.2 Настройка увеличения просмотра фотоплана
1.3 Формирование обзорного изображения
1.4 Определение и фрагментация рабочего участка фотоплана
1.5 Включение “прицела” - увеличенной области вокруг марки
Подготовка стоп-кадра к измерению
2.1 Выбор и открытие AVI-файла
2.2 Покадровый просмотр и поиск кадров с необходимыми объектами
2.3 Сохранение стоп-кадров в формате BMP или передача в окно обработки
2.4 Визуализация стоп-кадра
2.5 Настройка увеличения «прицела»
Измерение опорных точек на стоп-кадре
Измерение опорных точек на фотоплане (п.п. 2 и 3 могут быть выполнены в любом порядке)
Вычисление элементов ориентирования стоп-кадра
Выбор целей и монтаж участков на фотоплан
5.1 Настройка монтируемой области вокруг цели
5.2 Регистрация координат цели и цифровой монтаж
Формирование выходных данных
6.1 Запись координат целей в файл или распечатка
6.2 Сохранение монтажной копии фрагмента цифрового фотоплана

 

IV. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «ФОТОПЛАН»

 

Программный комплекс «Фотоплан» предназначен для фотограмметрической обработки одиночных фотоснимков различных типов (центральной проекции, щелевых, панорамных), получаемых в процессе как воздушной, так и космической съемок.

Основной целью фотограмметрической обработки является растровое преобразование матриц исходных изображений (МИИ) с получением цифровых фотопланов (ЦФ) или матриц трансформированных изображений (МТИ).

 

Матрица исходного изображения (МИИ) - файл растрового цифрового полутонового изображения в заданном стандартном (PCX, BMP, TIFF) или внутреннем формате хранения на магнитном носителе, содержащий результаты преобразования аналогового аэрокосмического снимка на пленке в цифровую форму с использованием полутонового графического сканера.

Матрица трансформированного изображения (МТИ) - файл в заданном стандартном (PCX, BMP, TIFF) или внутреннем формате хранения на магнитном носителе, содержащий матрицу цифрового трансформированного изображения местности в заданной картографической проекции, разграфке и системе координат местности с заданным шагом дискретизации. МТИ может представлять собой мозаику из нескольких, сшитых между собой МТИ.

Входными данными комплекса являются:

· МИИ в виде файла в формате TIFF, BMP или PCX, полученная в результате сканирования фотоснимка на пленке;

· Результаты планово-высотной подготовки снимка в виде файла с координатами X, Y, H опорных точек в заданной системе координат местности;

· Увеличенная копия обрабатываемого фотоснимка на фотобумаге с нанесенными опорными точками, оформленными в соответствии с правилами планово-высотной подготовки снимков;

· Цифровая информация о рельефе местности на район создания МТИ в виде файла в двоичном формате SXF, текстовом формате Microstation (Intergraph) или в специальном текстовом формате;

· Размер шага (дискрета) создаваемой цифровой матрицы рельефа (ЦМР);

· Информация о типе обрабатываемого снимка и характеристиках съемочной аппаратуры (см. ниже описание файла параметров обратной засечки);

· Информация о границах участка местности, на который требуется формирование МТИ (см. ниже описание файла параметров цифрового трансформирования) и размер апертуры трансформирования (дискрет МТИ);

· Результаты цифрования МИИ в виде файла в формате SXF или DXF (используется только при координатном преобразовании точек МИИ).

 

Цифровой фотоплан (ЦФ) - МТИ, формируемая в рамках расширенного номенклатурного листа топографической карты заданного масштаба.

Координаты опорных точек используются для определения элементов внешнего ориентирования МИИ и установления функциональной связи между системой координат МИИ и местности. Для кадрового снимка центральной проекции требуется не менее 6-9 опорных точек (для решения задачи достаточно и 3-х опорных точек, однако на практике с целью обеспечения необходимого контроля точности решения и возможной браковки грубых измерений используются дополнительные точки), для щелевых и панорамных снимков - не менее 12-15 точек (минимум - 6 точек). Опорные точки должны располагаться равномерно по полю снимка или МИИ.

Увеличенная копия (до 5 крат) фотоснимка на бумаге используется для создания проекта положения опорных точек, который используется для поиска и измерения координат этих точек на МИИ.

При создании МИИ должна задаваться апертура сканирования с учетом точности, масштаба и разрешающей способности исходного снимка, а также требуемой точности получения МТИ. Пример расчета величины апертуры сканирования приведен в приложении.

Точность и шаг дискретизации ЦМР должны соответствовать требуемой точности формирования МТИ. Пример расчета требуемой точности и дискрета ЦМР приведен в приложении.

При отсутствии данных для формирования ЦМР предусмотрен вариант построения аналитической модели рельефа (АМР) на район создания МТИ по информации, содержащейся в файле координат опорных точек местности. Однако при этом можно ожидать понижения точности результатов преобразований из-за неизбежных в этом случае повышенных погрешностей аппроксимации форм рельефа (особенно сильно всхолмленного).