Материал: Digitals

Глава 8. Работа с растрами

3.Программа повторно запустит процесс трансформации и снимки “сядут” на место. Если использовать только одну пару точек, то произойдет лишь смещение изображения без его разворота. Повторная трансформация в этом случае не нужна.

Получение атрибутов объектов из некоторых типов карт

Для источников растров Кадастр Украины и Геодезическая сеть Украины имеется возможность автоматической векторизовации объектов этих карт (а именно кадастровых участков, контуров грунтов и пунктов геодезической сети) и получения информации о них.

Для этого следует:

1.Открыть окно Растр > Загрузка из Интернет….

2.Выбрать источник изображений Кадастр Украины или Геодез. сеть Украины.

3.Выбрать тип изображений Карты (для геодезической сети можно также выбирать Карты+Снимки).

4.Для кадастровой карты выбрать подтип изображений Кадастр или Грунты.

5.Указать область загрузки и систему координат карты.

6.Загрузить изображения на максимально доступном уровне. Для кадастровой карты это уровень 19, для карты геодезической сети - 13.

7.Не закрывая окно загрузки, выполнить двойной щелчок по интересующему объекту. Если программе удалось векторизировать объект, он вставится в карту.

При векторизации контуров полигоны с “дырками” и полигоны сложной конфигурации не поддерживаются.

8.В открывшемся окне атрибутов можно включить галочку Записать в параметры объекта. После нажатия на кнопку ОК эти атрибуты будут записаны в параметры векторизованного объекта.

Полученную информацию, равно как и объекты, можно использовать только в обзорных целях. Координаты геодезических пунктов, размещенные в свободном доступе, намеренно загрублены до 20 метров, а контура участков и грунтов, полученных векторизацией, могут сильно отличаться от действительных.

Дополнительные сведения

В этом разделе мы лишь вкратце коснулись вопроса загрузки изображений из Интернет. В действительности, окно Загрузка изображений из Интернет скрывает массу функций, облегчающих работу:

•настройка соединения и версий загружаемых растров;

•настройка списка популярных локаций для загрузки;

•настройка скорости загрузки за счет применения кеша и многопотоковости;

•экспорт загруженных тайлов в единое изображение с созданием файла геопривязки;

•удобный перенос карт со вставленными тайлами.

Все эти возможности исчерпывающе описаны в статье3 Александра Бондарца “Google maps и

другие. Использование картографических веб-сервисов в Digitals”, размещенной на сайте разработчиков.

Фактически, к этой статье нечего добавить, кроме того, что список сервисов с момента ее написания был существенно расширен.

3 http://www.geosystema.net/digitals/?act=google_maps

226

9

Cистема координат карты

В этой главе мы рассмотрим работу с системами координат в Digitals.

Общие понятия

В Digitals при составлении карты используется традиционная для геодезии прямоугольная система координат, в которой ось X (абсцисс) направлена вверх, а ось Y (ординат) вправо. Единицей измерения координат карты является метр. При этом в реальной работе вы, вероятно, встретитесь со следующими типами систем координат:

Государственная система координат

На момент написания этих строк в Украине существует одна государственная система координат - УСК2000. Однако, на практике, работы выполняются также в устаревших системах СК63 и, реже, СК42. Более того, использование СК63 для землеустроительных работ считается нормой.

При выполнении геодезических работ в данных системах следует учитывать ряд поправок. Например, следует учитывать поправку за приведение измеренных линий на плоскость в проекции Гаусса-Крюгера, величина которой зависит от удаления от осевого меридиана зоны.

Вспомнить теорию вам поможет статья1 Александра Бондарца “Системы координат и проекции. Пересчет координат в Digitals”, размещенная на сайте разработчиков Digitals.

Государственные системы координат используются при мелкомасштабном картографировании, при построении государственной геодезической сети, высокоточных измерениях.

Местные системы

Местные системы устраивают на сравнительно небольшие территории (например, в пределах населенного пункта), чтобы упростить работу с координатами. Как правило, местная система подбирается таким образом, чтобы свести к несущественной величине поправку приведения на плоскость в проекции Гаусса-Крюгера, для чего осевой меридиан зоны “перемещают” поближе к объекту работ (идеально, если он будет проходить через центр картографируемой территории).

Местная система обычно имеет связь с государственной системой - то есть некий набор параметров, называемых ключом перехода. Эта связь описывается математически, обеспечивая прямой и обратный переход между системами.

Условные системы

Условная система используется в тех случаях, когда привязка к государственной или местной системе невозможна ввиду отсутствия пунктов геодезической сети, либо не имеет смысла с экономической или практической точки зрения.

Оси и начало координат условной системы могут выбираться произвольно (в качестве примера можно привести строительные сетки координат) либо примерно ориентироваться по сторонам света (съемка участка в удаленном хуторе методом “от столба”).

1 http://www.geosystema.net/digitals/?act=syst_koord

227

Глава 9. Cистема координат карты

В последующем, условную систему можно привязать, переизмерив некоторые (связующие) точки съемки в местной или государственной системе и выполнив пересчет.

Географические координаты (градусная система)

Вы можете столкнуться с градусной системой при работе со спутниковым определением координат, а также на мелкомасштабных картах (обычно это разные системы). Составлять карту “в градусах” неправильно, да и неудобно, поэтому Digitals предоствляет возможность пересчета из географической системы в систему прямоугольных координат.

Государственная система координат Украины

Прежде чем продолжить, вкратце остановимся на вынесенном в заголовок раздела вопросе.

Постановлением Кабинета министров за №1259 от 22.09.2004 года с 1 января 2007 года на территории Украины введена в действие система координат УСК2000 и, одновременно, отменено действие систем СК42 и СК63. На практике, тем не менее, не все так безоблачно. В силу целого ряда причин, о которых можно написать отдельную главу, де факто, в Украине продолжают использоваться системы координат СК42, СК63 и основанные на них местные системы.

В чем же преимущество новой системы координат УСК2000 и каковы недостатки устаревших СК42 и СК63? Попробуем разобраться.

Сразу оговоримся, что система координат СК63 является вариацией СК42, призванной добавить новый уровень секретности. Для этого территория страны (тогда еще СССР) была разбита на районы, в пределах которых применялись свои “секретные” параметры осевого меридиана зоны и такие же секретные параметры смещения начала отсчета. Учитывая данный факт, о системах СК42/СК63 можно говорить, как об одной и той же системе.

СК42 создавалась в эпоху доспутниковой геодезии с помощью существующих на тот момент методов и технологий, а именно путем наблюдения триангуляционой сети, которая, в свою очередь, опиралась на пункты, координаты которых получены из астрономических наблюдений.

Рисунок 9.1. Схема, иллюстрирующая связи между различными системами координат

С началом эры GPS стало понятно, что СК42 имеет отклонения от глобально развиваемых систем координат, что затрудняет использование спутниковых технологий. Более того, система не просто повернута или не соответствует масштабу. В действительности наблюдается деформация сети, плохо поддающаяся математическому описанию.

Как следствие, было принято решение о реализации новой системы координат, которая получила название УСК2000. Новая система изначально проектировалась таким образом, чтобы иметь однозначную связь с глобальными системами.

228

Пересчет по связующим точкам

В качестве такой отправной точки была взята система ITRS/ITRF2000 на эпоху 2005 года. Вместе с тем, в качестве референц-эллипсоида был использован эллипсоид Красовского, а сдвиг центра эллипсоида подобран таким образом, чтобы добиться его оптимального расположения для всей территории Украины.

Пункты триангуляции 1 класса были привязаны с помощью спутниковых технологий к глобальной сети, а пункты нижних классов были переуравнены с учетом измеренных координат. В результате была получена сеть с высокой степенью однородности по точности, согласованная с глобальными системами.

Создатели системы УСК2000 преследовали еще одну цель, а именно сохранение карт масштабного ряда 1:10000 и мельче. Эта цель была достигнута. Разница в координатах пунктов в системах СК42 и УСК2000 не превышает 3 метра, за исключением некоторых горных районов, что вполне укладывается в пределы графической точности этих карт. Фактически, можно говорить, что УСК2000 является улучшенным вариантом СК42, приведенным к требованиям современности.

Интересующихся читателей отсылаем за подробностями к специализированной литературе, а пока обратите внимание на Рис.9.1. (Вместо системы ITRF на схеме используется WGS84 - глобальная система, которая с высокой степенью точности согласована с ITRF.)

Как можно видеть, связь СК42/СК63 с WGS84 возможна с использованием приближенных параметров. Точность такого перехода будет довольно низкой. В зависимости от конкретных значений параметров перехода и места положения пересчитываемых точек, речь может идти о нескольких метрах.

Напротив, параметры, связывающие УСК2000 и систему WGS84, можно задать с высокой, на уровне сантиметров, точностью.

Проблемой связи СК42/СК63 с УСК2000 озадачились и разработчики новой системы координат. Было предложено следующее решение - пересчет по трансформационному полю. Для этого были проанализированы координаты одних и тех же пунктов сети в обоих системах, что дало список отклонений, и предложен математический аппарат пересчета, основанный на методе конечных элементов.

Таким образом, на сегодняшний день в Украине образовалось два “блока” систем координат: устаревшие СК42/СК63 и основанные на них - с одной стороны, и современная УСК2000 и основанные на ней - с другой стороны. Точкой соприкосновения обоих “блоков” является трансформационное поле.

Пересчет по связующим точкам

Digitals позволяет осуществить пересчет координат открытой карты, используя известные значения координат одних и тех же точек в текущей и новой системах. Типичным примером применения данной функции является пересчет условных координат в другую условную, местную или государственную систему.

Чтобы выполнить пересчет:

1.Выполните команду Карта > Система координат… и выберите режим Плоская / Плоская для исходной и новой проекции, как показано на Рис.9.2.

2.Введите координаты точек в исходной и новой системах (от одной до четырех):

•Используя одну точку, можно выполнить простейшую срезку координат (убрать ведущие цифры) или, наоборот, дополнить координаты недостающими цифрами. Например, на рисунке выше показан способ добавить номер зоны 6 в координату Y карты: для этого следует прибавить к координате значение 6000000.

•Задав две и более точек, можно осуществить одновременный перенос, поворот и масштабирование исходной системы в новую.

Часто масштабирование системы нежелательно (например, если требуется сохранить площади объектов карты). В этом случае включите галочку Без масштабирования. Отметим, что в зависимости от настроек округления, поворот системы сам по себе может привести к изменению площади.

•Координаты можно вставлять из буфера обмена кнопкой Вставить. Значения координат (в

формате X Y через пробел) можно заранее набрать по одной точке на строку в Блокноте. Убрать все значения из таблицы можно кнопкой Очистить.

229

Глава 9. Cистема координат карты

3.Нажмите кнопку Пересчет, чтобы пересчитать все объекты карты в новую систему. Если отметить галочку Только помеченные, пересчет коснется только помеченных объектов.

Рисунок 9.2. Диалог “Пересчет в другую систему координат”

Округление координат карты

Кнопка Точность координат… из диалога на Рис.9.2 позволяет округлить все координаты карты до заданного в дополнительном окне количества знаков после запятой. Хотя данная возможность и не относится напрямую к проблеме пересчета координат, она может быть полезной в некоторых специальных случаях. К точности координат, длин линий и площадей мы еще вернемся в разделе «Еще раз о точности карты» Гл.12, «Применение в землеустройстве».

Графический способ указания связующих точек

Запоминать и набивать координаты связующих точек в полях ввода приведенного выше диалога - не слишком приятное занятие. Вместо этого их можно указать графически прямо в рабочем окне карты. Например, предположим, что у вас есть карта с участком в “правильной” системе координат и карта с другим участком в условной системе. Вы хотите “пристыковать” второй участок к первому. Ниже приведен порядок действий.

Стоит напомнить еще об одном удобном способе пристыковки объектов друг к другу - инструменте Перемещение на панели Правка. Мы рассматривали его в разделе «Режимы конструирования» в Гл.5, «Сбор и правка объектов».

1.Откройте обе карты и скопируйте в буфер обмена второй участок.

2.Вставьте его в карту с “правильным” участком. Чтобы не искать его по всей карте, вставляйте в центр рабочего окна карты с помощью команды Вставка > Специальная вставка > В текущую позицию. Затем переместите вставленный участок таким образом, чтобы расположить его поближе к “правильному”.

3.Соберите две линии, соединяющие совпадающие точки участков. Каждая линия должна быть собрана в таком порядке: точка на “условном” участке, точка на “правильном” участке.

4.Пометьте последовательно обе линии и участок в условной системе. Примерный вид содержимого рабочего окна карты в этот момент показан на рисунке ниже.

5.Вызовите команду Карта > Система координат…. Программа распознает связующие линии и сама подставит соответствующие координаты в таблицу.

6.Включите галочку Только помеченные, чтобы избежать случайного пересчета координат “правильного” участка и нажмите кнопку Пересчет. Координаты второго участка будут пересчитаны, а сам участок “пристыкуется” к первому.

230