VTRAK 2.0

Eugen Cretu
Geo Strategies SA, Sibiu

Aşa cum specificam īn aricolul dedicat cartografiei digitale, există posibilitatea automatizării acestei operaţii folosind chiar un produs din pachetul LAMPS, numit VTRAK. Utilitatea lui este un lucru dovedit mai ales īn cazul digitizării după fotografii aeriene ale unor zone īntinse sau a unor oraşe mari.

Cu VTRAK informaţia dintr-o hartă poate fi convertită īn format digital vectorial, care apoi stă ca punct de plecare pentru producţia de hărţi pe hārtie sau fişiere pentru un GIS. El este un program puternic - parte a pachetului LAMPS - care implementează rutinele necesare unei automatizări a fluxului de digitizare. De aceea nu are nevoie de masa de digitizare ca īn cazul LITES2 ci īn munca lui porneşte de la imaginea scanată īn format raster a unei hărţi pe hārtie sau film. VTRAK acceptă imagini scanate īn format binar, scale de gri sau color. Software-ul oferă utilzatorului o excelentă interfaţă dacă ne gāndim numai la fereastra de editare cu meniu orizontal, meniul lateral, fereastra de mesaje şi consolă. Deşi nu are nevoie de masa de digitizare, VTRAK vine cu o interfaţă proprie (hard + soft) cu o consolă specializată compusă dintr-un trackball şi un grup de taste funcţionale ce realizează funcţiile mouse-ului, ale puck-ului de la tableta de digitizare şi īn plus comenzile pentru VTRAK.

Īn ce constă o sesiune VTRAK ?

Imaginea scanată este folosită de un utillitar IMPORT din LAMPS pentru a o transforma īntr-o imagine "mulţime de date" (dataset) adică pentru a structura informaţiile ce apar la acest pas. Aceasta este etapa preliminară iar fişierul rezultat este cel asupra căruia vom lucra īn continuare. Produsul final al lui VTRAK va fi o imagine īn format "vector dataset" care poate fi exportat īn orice format e necesar pentru un GIS. Diferenţa īntre imaginea scanată ce se află īn format raster şi cea īn format vectorial o putem īnţelege simplu dacă privim fig. 1 modul cum este memorată imaginea unui triunghi. Īn formatul raster el este pur şi simplu memorat ca o succesiune de biţi de 0 şi 1 ce codifică culoarea pixelilor īn timp ce īn format vectorial apar doar coordonatele punctelor care unesc liniile două cāte două, fiecare cu informaţii legate de punctele vecine cu care este unit.

Deoarece īn format raster informaţia localizată īn fiecare pixel este independentă de pixelii vecini, nu este posibil să efectuăm operaţii geometrice şi de calcul pe o imagine raster. De exemplu, dacă vrem să "īntindem " triunghiul īn format raster din fig. 1, va trebui să edităm fiecare pixel īn parte. Spre deosebire de aceasta, la o imagine vectorială este suficient să modificăm coordonatele punctului B (de exemplu) şi imaginea va fi alta.

Fig. 1 Un triunghi in formate raster si vectorial

O hartă conţine de obicei diferite tipuri de "trăsături", de exemplu o hartă cu amplasamentul caselor poate conţine case, limite de terenuri şi drumuri. Aceste trăsături sunt reprezentate pe hartă īn moduri diferite, de exemplu o linie cu joncţiuni pentru un bloc de case, linii pentru limite sau margini de proprietate şi o pereche de linii paralele pentru drum. VTRAK poate digitiza o varietate de trăsături şi anume:

• margini sau limite de proprietăţi
• clădiri
• drumuri
• simboluri de clădiri
• contururi, rauri
• granite de judeţe, state
• conducte, etc.

Un obiect este o trăsătură care a fost deja captată (digitizată) īn format vectorial. Un grup de obiecte similare formează o clasă de obiecte - de exemplu o casă, un garaj sau un depozit - toate aparţin clasei numită Cladiri. De aceea, pentru a digitiza o trăsătură trebuie selectată clasa a cărui obiect va fi ea. Aceasta va determina apoi tipul de trăsătură folosit la digitizarea obiectului respectiv. Tipurile de linii folosite de VTRAK sunt aceleaşi ca īn LITES2 :

• linii groase sau subţiri
• linii curbe sau drepte
• linii subliniate
• linii cu joncţiuni
• linii paralele
• simboluri (patrate, cruci)
• linii cu şabloane (ex. linii de cale ferată)

Datele vectoriale sunt compuse dintr-o serie de linii ce unesc datele de tip punct. De aceea, o linie curbă va conţine mai multe puncte-dată decāt o linie dreaptă (interpolarea presupune mai multe puncte de control).

O noţiune de bază la "urmărirea" din VTRAK este joncţiunea. Prin joncţiune se īnţelege un punct īn care două sau mai multe linii se intersectează. Liniile se extind īn direcţii diferite după o joncţiune, fiecare numindu-se ramură. Cānd digitizăm o linie cu joncţiuni, de exemplu un grup de case, ele vor fi captate ca o mulţime de linii conectate. Īn timpul procesului de urmărire a liniilor, se va indica opţiunea de recunoaştere automată a joncţiunilor, ceea ce va determina introducerea cāte unui data-point īn poziţia fiecarei joncţiuni. Īn caz contrar, liniile sunt captate ca o mulţime de elemente neconectate, spre deosebire de cazul anterior, cānd rezultatul va fi o imagine vectorială "curată" (fig. 2).

Fig. 2 Captarea datelor folosind recunoasterea jonctiunilor

Fig. 3 Arii pline si margini paralele de strazi

VTRAK captează tipuri diferite de linii urmărind schimbările de contrast dintre o linie şi fondul său. Cele mai multe vor fi "solide", neāntrerupte (de ex. gardurile).

Cu toate acestea, sunt tipuri de linii unde această metodă de urmarire a liniilor nu va da rezultate(de ex. muchiile regiunilor pline şi străzile reprezentate de linii paralele) ca īn fig. 3. Īn primul caz, la urmărirea muchiilor regiunilor pline, VTRAK detectează o schimbare de contrast īntre arie şi fond, acest tip de urmărire purtānd numele de "urmărire de arce". Spre deosebire de aceasta, la urmărirea liniilor paralele, este uzuală soluţia folosirii unei singure linii (de mijloc) īn locul celor două, aceasta numindu-se "urmărire inversă".

O sesiune tipică de digitizare automată va consta din următorii paşi:

1) īncărcarea imaginii structurate raster dataset produs al lui IMPORT
2) stabilirea punctelor de control pe hartă.

Aşa cum am menţionat şi la digitizarea manuală, la īnceputul sesiunii era nevoie să fixăm coordonatele colţurilor hărţii. Aici, cursorul format din două linii paralele, va fi poziţionat cu ajutorul trackball-ului de pe consola pe 3 sau 4 puncte (depinde de tipul de control) pentru care se dau coordonatele de hartă. Dacă nu facem acest lucru, distanţele īntre obiecte vor fi exprimate īn număr de pixeli.

3) alegerea unei clase de obiecte şi selectarea unei linii de urmărit. Programul va urma linia aleasă ce se presupune a fi de tipul clasei selectate (ex. cladire). Se merge īn regim de "urmărire"pe linie iar cursorul indica permanent direcţia de urmat. Se depistează automat noi pixeli ce aparţin obiectului respectiv şi sunt marcaţi cu o culoare diferită. Problemele ce pot apărea īn aceasta fază ar fi:

• linii īntrerupte (cāteva puncte lipsă ca urmare a scanării proaste)> se corectează manual prin completare cu puncte sau folosind opţiunile automate
• joncţiuni imperfecte (capete care "aproape" se unesc)
• bifurcaţii, caz īn care trebuie specificată ramura ce trebuie urmată
• cale gresită, caz īn care trebuie să procedăm la un backtracking şi la eventuala ştergere a unor porţiuni, de cele mai multe ori aceasta datorāndu-se alegerii greşite a tipului de obiect.

Toate acestea se pot rezolva manual (interactiv) sau automat.

4) acceptarea unei linii ce a fost "urmărită". Īn urma acestui pas linia devine un obiect īn fişierul vectorial şi este stearsă din imaginea (contextul) raster. Cu toate acestea īnsă, pe ecran apar suprapuse imaginea raster rămasă de digitizat şi obiectele deja acceptate īn format vectorial.

5) editarea obiectului (dacă este necesar)

6) repetarea paşilor 3 - 5 pānă la terminarea obiectelor

7) salvarea fişierului vectorial şi parasirea VTRAK

Īn urma sesiunii VTRAK, fişierul astfel salvat este īn format .iff cu care ştim ce putem face īnca de la LITES2. Īnsă munca este mult mai uşoară, nu-i aşa?

Īn loc de concluzii

Dacă revedem cu atenţie fluxul de prelucrare (atāt cel manual cāt şi cel automat) observăm că produsul final este un fişier din care putem obţine o hartă de calitate pe hārtie sau - ceea ce este mai important - intrarea intr-un GIS. Īnsa pentru a putea implementa un GIS avem nevoie de software-ul de GIS īn sine (ex. MapInfo) şi fişierele amintite mai sus. Cum cartografierea se face o singură dată pentru hārtile utilizate, o eventuală investiţie a unei organizaţii īntr-un GIS nu va fi necesar să prevadă o staţie de cartografiere care -aşa cum am arătat - costă cam doua treimi din investiţie, ci e suficient să achizitioneze aceste fişiere de la o agenţie specializată, economisind īn acest fel nu numai bani ci şi timp. Totodată, se poate reţine că cei care produc hārtile digitale oferă de obicei service şi training aşa că e un motiv īn plus să se meargă pe o astfel de variantă.

Realizările īn domeniul cartografiei digitale sunt multiple īn ziua de azi. Ar fi suficient să amintim instalaţiile puternice care, pe baza unei fotografii aeriene trimise la sol realizează īn doar cāteva minute prin procesarea pe minicalculatoare cu arhitecturi paralele, harta digitizată a unei regiuni ce poate varia de la un cartier şi pānă la continente, cu detalii ce depăşesc uneori imaginaţia umană (s-au realizat fotografii din satelit pe baza cărora s-au putut reconstitui pānă şi trotuarele dintr-un oraş). După cu vedem orice este posibil īnsă această presupune echipamente ultrasofisticate (să nu uităm ca LAMPS rulează pe staţii RISC) şi software pe măsură (SO UNIX, VMS). Ce ne rezervă viitorul īn acest domeniu este deocamdată greu de intuit.

 

PC Report Nr 33, June 1995