Автоматизация процессов создания картографических произведений (стр. 1 )

11. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ СОЗДАНИЯ

КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОИЗВЕДЕНИЙ

11.1. Общие положения

Внедрение вычислительной техники и информационных технологий во все сферы научной деятельности и отрасли народного хозяйства является отличительной чертой нашего времени. Необходимость оперативного решения многочисленных народнохозяйственных задач с использованием картографических материалов требует внедрения в картографическое производство новой техники и технологий.

Традиционные методы создания картографических произведений, основанные на ручном труде и производственном опыте картографа, во многом перестали отвечать современным требованиям. Они не в полной мере обеспечивают решение поставленных перед картографией задач, а именно: современный дизайн, качественное красочное издание, оперативность изготовления картографического произведения, компактное хранение картографической информации, ее постоянное оперативное обновление, многократное использование и т. д. К тому же традиционная технология составления карт является трудоемким технологическим процессом и характеризуется большими трудозатратами, что значительно увеличивает сроки и стоимость выполнения работ по созданию картографических произведений.

Современная картография широко использует результаты развития информатики, кибернетики, вычислительных устройств и совершенствуется вместе с ними. Именно на стыке традиционной картографии, информационных технологий, компьютерной графики возникла автоматизированная картография. Как научная и практическая дисциплина, она охватывает весь комплекс работ по созданию и использованию картографических произведений на основе электронных вычислительных машин и технических устройств.

Появившись под общим названием «цифровая картография», автоматизированная картография начала развиваться в направлении преобразования образно-знаковой (аналоговой) информации карт в цифровую форму. Именно этот процесс способствовал формализации картографического изображения, что служит необходимым условием его ввода в ЭВМ и автоматизированной обработки. Цифровые карты наряду с традиционными материалами служат источником информации для компьютерного составления картографических произведений. Одновременно и для цифровых карт в качестве исходных материалов используются самые различные графические оригиналы (диапозитивы постоянного хранения, тиражные оттиски и др.), а также данные дистанционного зондирования.

Все более широкое внедрение новых технологий в картографическое производство на всех этапах создания карт позволяет значительно сократить производственный цикл, повысить эффективность производства и качество создаваемой картографической продукции. В связи с этим в теории и практике картографии возникла необходимость переосмысления, пересмотра и уточнения старых и разработки новых теоретических положений, технологий и совершенствования терминологии.

В силу таких тенденций и под влиянием информационных технологий родилась новая область картографической науки и производства – компьютерная картография, базирующаяся на современных быстродействующих компьютерах и других технических средствах обработки графической информации, а также на использовании соответствующего программного обеспечения.

Применение персональных компьютеров оказало революционизирующее влияние на картографическое производство. Появилась возможность обрабатывать большие объемы информации в интерактивном режиме, получать качественное изображение, долговременно хранить информацию на машинных носителях, многократно использовать ее для составления карт разнообразной тематики, а главное – исключить многие рутинные ручные и дорогостоящие фотографические процессы по созданию картографического изображения (например, путем объединения составления и подготовки карт к изданию в один процесс).

Появились новые виды картографических произведений. Наряду с традиционными картами и атласами на бумажной основе стали создаваться электронные мультимедийные картографические произведения, виртуальные модели для размещения в глобальной сети Интернет. Это стало возможным в связи с развитием телекоммуникационных технологий, которые предоставили неограниченные возможности доступа к глобальным информационным ресурсам посредством сети Интернет. Помимо коммуникативных функций глобальная Сеть стала играть также роль интерактивного посредника в создании карт различной тематики. Возникло направление, получившее название интернет-картографирование, одной из основных задач которого является интерактивное создание карт на основе полученной в Сети информации, а также их компьютерный дизайн и возможность размещения (публикации) в Сети.

Одновременно с этим картографические произведения размещаются и на компакт-дисках, представляя собой цифровые карты и атласы, мультимедийные продукты, картографические анимации, виртуальные модели, геоинформационные системы.

Наличие технических средств и графических программ, позволяющих осуществлять формирование любых графических изображений, существенно облегчает работу картографа на всех этапах создания карты. Важнейшей задачей при этом остается учет специфики построения картографического изображения, создание которого требует знания законов картографии.

Автоматизированная картография рассматривается в основном в двух аспектах:

·  Техническая картография акцентирует внимание на методике создания картографического изображения с использованием технических средств и программного обеспечения. При этом необходимо знать назначение картографического произведения, его тематику, специфику картографируемой территории, способы дальнейшего использования карты, приемы работы с ней, т. е. иметь полное представление о географической составляющей будущей карты.

·  Для географической картографии более значимы процессы получения информации с карты, исследований по картам, тогда как технические приемы создания картографического изображения и организации поиска информации не являются приоритетными.

Соответственно современным представлениям об информационных технологиях техническую картографию можно отнести к компьютерной, которая представляет раздел автоматизированной картографии, рассматривающий способы создания картографических произведений с использованием компьютерных технологий для целей их полиграфического воспроизведения.

В свою очередь, процессы автоматизации в географической картографии лежат в области интересов геоинформационного картографирования – отрасли картографии, занимающейся автоматизированным составлением и использованием карт как моделей геосистем на основе ГИС-технологий и баз географических (геологических, экологических, социально-экономических и др.) и картографических данных и знаний.

11.2. Основные этапы и процессы автоматизированного создания карт

11.2.1. Растровое и векторное представление

информации

Растровое изображение представляет собой набор пикселей (picture element – элемент рисунка). Это самый минимальный и основной элемент изображения, формируемого на экране монитора или при печати. Чем плотнее расположены пиксели, тем более качественное изображение создается на экране. Плотность пикселей измеряется в единицах, называемых dpi (dots per inch – количество точек на дюйм). Она используется для характеристики размеров растрового изображения с указанием ширины и высоты. При этом количество точек, формирующих рисунок, не зависит от разрешающей способности устройства вывода (экрана монитора, принтера и др.). А при увеличении масштаба изображения становится заметной мозаичная структура рисунка.

Простейшим видом растрового изображения является черно-белое изображение, состоящее из комбинаций черных и белых точек (рис. 1).

Рис. 1. Пример растрового изображения

Его также называют битовым, поскольку оно кодируется с помощью двух цифр: 0 – белый цвет, 1 – черный. Для отображения цветного изображения каждой точке (пикселю) присваивают несколько бит информации. Например, если пикселю соответствует 4 бита цветовой информации, можно отобразить 16 цветов (24), 24 бита соответствуют 16,7 миллиона цветов, а 30 бит – 1 миллиарду.

Растровая графика – самый реалистичный способ отображения объектов окружающего мира. Она обладает богатыми изобразительными возможностями. Однако лишь качественные растровые изображения могут передать все многообразие процессов и явлений, воспринимаемых зрением человека. При этом достаточно велик объем требуемой памяти компьютера для хранения такой графики. В целях экономии памяти компьютера применяют различные методы сжатия данных.

Для представления картографического изображения, которое характеризуется четкостью и высоким качеством графического начертания, использование растровой графики ограничено разработкой, созданием и художественным оформлением обложек, слайдов, иллюстраций, т. е. реалистичных изображений, входящих в состав картографического произведения.

Более высоким качеством и иным принципом формирования обладает векторная графика, иногда называемая объектно-ориентированной (рис. 2). Это метод построения изображений, в котором используются математические описания для определения положения, длины и направления выводимых линий. При этом объекты формируются из набора векторов (линий), которые можно изменять произвольным образом в процессе рисования, т. е. редактировать.

Рис. 2. Пример векторного изображения

Таким образом, в векторной графике используется комбинация компьютерных команд и математических формул для описания отдельных составных частей изображения (векторов). В этом случае в отличие от растрового изображения векторное занимает значительно меньше места.

Кроме того, при редактировании векторного изображения можно изменять его размеры без потери качества рисунка. При этом графическое качество изображения будет зависеть от разрешающей способности устройства вывода.

В векторной графике даже самые сложные рисунки могут быть созданы за счет комбинаций простейших графических элементов, вычерчиваемых на экране. Это свойство векторной графики используется в компьютерном построении картографического изображения, которое также представляется комбинацией элементарных графических фигур: окружности, квадрата, треугольника, отрезка (линии).

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5