Печников Алексей Олегович, руководитель геоинформационного проекта "GeoMapX"
Несмотря на сложность и трудоемкость обработки по-прежнему широко распространены растровые карты. Векторизуя космические снимки и сканированные карты, можно создавать различные векторные карты, однако во многих ситуациях требуется возможность работы непосредственно с растровыми данными. В статье рассматриваются способы автоматического построения таких карт из исходного картматериала. На вопросах совместного использования векторных и растровых карт мы останавливаться не будем, поскольку при выполнении изложенных ниже рекомендаций решение проблемы принципиальной трудности не представляет.
Когда обрабатываются большие растровые файлы, значительное повышение производительности может быть достигнуто путем разделения исходного большого растрового изображения на множество маленьких картинок. Каждый файл является частью большой растровой мозаики, доступной для отображения. Список файлов мозаики может быть сохранен в шейпфайле с указанием координат границ каждого файла и имени файла. В этом случае отдельные файлы могут иметь произвольные размеры и допускаются перекрытия между отдельными элементами мозаики. Программа отображения должна уметь сканировать файлы мозаики, перечисленные в шейпфайле и отображать только те из них, которые видны в текущем окне просмотра. Кроме того, при разделении файла на определенное число равных частей (например, на 16 частей, что соответствует двумерному массиву из 4 элементов по двум измерениям) информация об этом может быть сохранена в самом файле. В таком случае при построении карты требуется считывать информацию о разбиении исходного изображения из файла.
Другим способом повышения производительности при отображении растров высокого разрешения является построение пирамиды. В таком случае в растровом файле создается набор копий изображения с различным разрешением. При отображении файла выбирается копия с разрешением, наиболее близким к текущему уровню детализации карты. Заметим, что не все форматы файлов поддерживают этот механизм.
Традиционно картографические приложения создают 8-битную псевдо-цветную карту, основанную на 8-битной картинке в оттенках серого или псевдоцветной. Таким образом, если растровый файл является 24-битным изображением (красный, зеленый и синий диапазоны), обычно используемый метод отрисовки не пригоден.
Если строится 8-битное псевдо-цветное изображение, тогда полная 24-битная RGB картинка для отображения будет преобразована в карту цветов выходного изображения. Для преобразования может быть использован цветовой куб. Он включает фиксированный набор из 175 цветов и поддерживает использование 5 уровней красного, 7 уровней зеленого и 5 уровней синего, и плюс к этому 32 оттенка серого. Растры отрисовываются “на лету” одним из цветов куба. Такой механизм ухудшает качество цветопередачи, особенно для изображений с плавными переходами цвета. Также можно использовать фиксированный набор из 256 цветов, что работает значительно быстрее.
Вариацией изложенного подхода является скользящее сглаживание в процессе отрисовки. Этот алгоритм вычисляет цвет пиксела исходя из цвета соседних. В случае однотонных участков изображения результат аппроксимации получается точнее, чем в предыдущем методе. Технология сглаживания может быть полезна не только для цветового куба, но и для заданной цветовой палитры. Отметим, что сглаживание требует больше ресурсов процессора чем простое использование цветового куба, в силу чего следует избегать использование этой технологии в тех случаях, когда важна производительность.
Также существующее программное обеспечение позволяетсоздавать 24-битное выходное изображение при использовании 24-битного исходного.
Простым механизмом для добавления географической информации (мировых координат) к растровым файлам являются файлы привязки. ESRI была первой компанией, предложившей идею использования файлов привязки, и сейчас часто используют такие файлы с форматом TIFF заместо внедрения географической информации непосредственно в файл (формат geoTIFF). Использование преобразования проекции растров “на лету” удобно, однако следует учитывать, что этот процесс требует произведение большого объема вычислений при каждом обращении к карте.
Структура файла привязки следующая. Первый коэффициент представляет собой размер по координате X в пикселах.Второй и третий являются коэффициентами поворота/сдвига (для неискаженного изображения равны 0.0). Четвертый коэффициент представляет собой размер по координате Y в пикселах, обычно этот коэффициент отрицателен, что соответствует направлению оси ординат вниз от левого верхнего угла. Последние два значения представляют собой X и Y координаты центра левого верхнего пиксела изображения. Следующий пример соответствует изображению с размером пиксела 2m x 2m, и левым верхним углом в точке (356800E, 5767999N).
2
0.0000000000
0.0000000000
-2
356800.00
5767999.00
Имя файла привязки основывается на имени файла изображения. Например, для файла aerial.tif файл привязки будет называться aerial.tfw. Также используются файлы привязки с расширением .wld.
Учитывая вышеизложенное, можно предложить следующую методологию публикации растровых изображений:
Построение перекрывающихся уровней для растров высокого разрешения гарантирует, что только разумно необходимый объем данных будет обработан при построении карты. Могут быть организованы группы перекрывающихся слоев, отображаемых в зависимости от выбранного разрешения. Другой, возможно, более простой путь, заключается в построении пирамид для поддерживаемых форматов.
Для больших изображений используется их разбиение на набор малых, что позволяет загружать лишь небольшой набор данных для текущей области отображения. Такой путь может пользоваться механизмом разделения растров, или построением файла пирамиды (например, для формата TIFF). Заметим, что речь идет о растрах, покрывающих большую плошадь, в отличие от рассмотренного выше случая растра высокого разрешения. Вообще говоря, ранее предложенный способ обычно легче реализуем, а текущий – более трудоемок, что окупается его универсальностью.
Предварительная обработка RGB 8-битных изображений с использованием таблицы цветов с целью уменьшения объемов обрабатываемых данных и числа вычислений “на лету”.
Подготовьте заранее изображение во всех необходимых проекциях, чтобы исключить перепроецирование “на лету”, требовательное к ресурсам компьютера.
Убедитесь, что проекция карты совпадает с проекциями всех слоев , в этом случае лишние преобразования выполняться не будут.
Другие работы по теме:
Сочинения на свободную тему - Кабинет географии 1
Наш классный руководитель. Олег Витальевич учитель географии. Он очень любит свой предмет и хочет заинтересовать им учеников поэтому в нашем классе много карт и наглядных пособий. Они помогают ребятам ориентироваться во всем разнообразии стран культ Наш классный руководитель.
Лорка Федерико Гарсиа
(5.06.1898 - 19.08.1936) Родился 5 июня 1898 в местечке Фуэнтевакеросе (Fuentevaqueros - Пастуший Ключ), недалеко от Гранады. В 1909 году семья переезжает в Гранаду, а Федерико поступает в школу. 1914 году - Гарсиа Лорка поступает в университет Гранады на факультет филологии, философии и права. 1917 - выходит первая публикация (эссе к столетию Соррильи), а в 1918 - первая книга, в 1921 - первый сборник стихов. 1929 - 1930 - поездки в США и на Кубу.
Дон Карлос драма
Введение 1 История написания 2 Первые издания и постановки 3 Переводы на русский язык 4 Постановки в России 5 Использование в искусстве Введение Дон Карлос, инфант испанский (нем. Don Karlos, Infant von Spanien) — драматическая поэма Фридриха Шиллера в пяти актах. Драматическое произведение, написанное в 1783—1787 годах, повествует об общественных и политических конфликтах начала Восьмидесятилетней войны, в ходе которой нидерландские провинции завоевали независимость от Испании, а также о социальных и семейных интригах при дворе короля Филиппа II.
Иракская колода
(другие названия: Most Wanted Колода смерти ) — известная комбинация игральных карт, выполненная в виде портретов самых разыскиваемых оккупационной администрацией США иракцев. Использовалась в течение Иракской войны для поиска свергнутых иракских лидеров.
Каннидо
— большая шёлковая карта Старого света, составленная в Корее в правление императора Тхэджона в 1402 году на основе изучения более ранних китайских карт. Известна по двум копиям, сохранившимся в Японии (возможно, оригинал был вывезен в Японию во время Имджинской войны).
Acta Diurna
populi Romani («ежедневные дела римского народа») — публикация официальных сообщений, практиковавшаяся в Древнем Риме со времён Цезаря и послужившая прототипом современных периодических изданий. Таблички с начертанными на них сообщениями ежедневно выставлялись в людных местах — таких, как Римский форум.
Географический атлас
Введение 1 История 2 Современные атласы Список литературы Введение Географический атлас — это собрание географических карт планеты или некоторой части планеты (обычно планеты Земля). Но также имеются атласы для других планет Солнечной системы и их спутников. Обычно атлас представляет собой книгу, но некоторые современные атласы представлены в электронном виде.
Анвиль, Жан Батист Бургиньон де
Введение 1 Биография 2 Память 3 Избранная библиография Список литературы Введение Жан Батист Бургиньон де Анвиль (фр. Jean Baptiste Bourguignon d'Anville; 1697—1782) — французский географ и картограф[1], Почётный член Петербургской академии наук. Его карты по древней географии, характеризуется осторожностью и точностью и основались главным образом на его оригинальные исследования, и потому являются особенно ценными.
Вестник церковной истории
План Введение 1 Редакция 2 История Список литературы Вестник церковной истории Введение «Вестник церковной истории» — периодическое научное издание, приложение к «Православной энциклопедии». Посвящено церковной истории. Основан в 2005 г. Периодичность — четыре номера в год. Главный редактор — С.
Теория португальского открытия Австралии
План Введение 1 План Введение теории 2 Раннее развитие теории 3 Развитие теории в XX веке 4 Интерпретация Дьепских карт 5 Криштован де Мендонса 6 Альтернативные теории
Денис Иванович Фонвизин 2
Русский писатель, драматург, публицист Екатерининской эпохи. Фамилия Фонвизин в XVIII в. писалась в два слова, что сохранялось до половины XIX в. Правописание в одно слово окончательно было установлено Тихонравовым. Родился Фонвизин 14 апреля (по старому стилю - 3 апреля) 1745, в Москве. Происходил из лифляндского рыцарского рода, выехавшего в Москву еще в XVI в. и совершенно обрусевшего.
Колумб Христофор
Колумб Колумб (лат. – Columbus, итал. - Colon) Христофор; (26.08. 31.10.1451 -20.05.1506 .) – мореплаватель. Отец Колумба занимался суконным ремеслом и торговлей вином; в юности сын, по- видимому, пошел по стопам отца. Неизвестно, где и у кого он учился, но получил основательные познания в области геометрии, астрономии, географии, освоил искусства составления карт.
Публикация векторных карт
Подготовка векторных карт к виду, пригодному для их использования в геоинформационных системах (ГИС), является необходимой частью процесса создания карты.
Работа с растровыми образами в CorelDraw
Импорт и копирование растровых образов в CorelDRAW. Преобразование объектов CorelDRAW в растровые образы. Эффекты растровых образов. Применение растровых цветовых масок.
Графика на ПК
Растровая и векторная графика. Графические редакторы. Форматы файлов для хранения растровых графических изображений. Все создаваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части – растровую и векторную графику. Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами, каждая из которых может иметь определенный цвет.
Стандарты внешней флэш-памяти
В настоящее время используется не так много стандартов флэш-памяти. Это прежде всего Secure Digital (в модификации SDIO) и Multimedia Card (в том числе такие их подвиды, как, например, RS-MMC), CompactFlash Type II, реже MemoryStick.
Графика на ПЭВМ
Графика на ПК Растровая и векторная графика. Графические редакторы. Форматы файлов для хранения растровых графических изображений. Все создаваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части – растровую и векторную графику. Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами, каждая из которых может иметь определенный цвет.
Шкала цветового охвата для полиграфии
В полиграфии при воспроизведении цветных оригиналов способами офсетной и высокой печати, ввиду растрового построения многокрасочной репродукции, имеет место синтез цветов, содержащий признаки как аддитивного, так и субтрактивного синтеза.
Аддитивный и субтрактивный синтез цвета
Процесс получения различных цветов с помощью нескольких основных (первичных) излучений или красок называется цветовым синтезом. Существует два принципиально различных метода цветового синтеза: аддитивный и субтрактивный синтезы.
Шрифты
Выбор той или иной гарнитуры шрифта определяется самим изданием, его целью и читательским адресом. В научно-популярном издании уместны одни шрифты, в художественном – другие. Выбор шрифта определяет и способ печати.
Продолжительность экспонирования
Определение продолжительности экспонирования в соответствии с технологическими инструкциями. Особенности использования лампы с примесью железа для экспонирования формных пластин с копировальным слоем. Размер растровых точек и качество печатной формы.
Создание и использование больших векторно-растровых карт
В мировой и в отечественной практике, ГИС широко используются для подготовки карт к изданию и, в меньшей степени, для аналитической обработки пространственных данных. Под изданием, в данном случае, понимается получение твердой копии любым способом.
Учет расчетов банковскими картами
Использование банковских карт как средства платежа в организациях торговли. Понятие эквайринг, эмитенты кредитных карт. Формирование электронного журнала платежей в учете торговой организации. Отражение хозяйственных операций в бухгалтерском учете.