Упражнение 5 Привязка и векторизация (туристская карта)

Скачать данные и файл отчета

5.1 Введение

Цель задания — знакомство с привязкой, трансформированием и векторизацией растровых геоизображений.

Параметр	Значение
Теоретическая подготовка	Системы координат и проекции на картах, привязка геоизображений, трансформирование геоизображений, цифрование геоизображений. Методы трансформации: аффинное, проективное, полиномиальное, метод резинового листа (сплайны).
Практическая подготовка	Знание основных компонент интерфейса ArcGIS Desktop (каталог, таблица содержания, карта). Работа с базой геоданных. Настройка символики и подписей объектов.
Исходные данные	Растровые карты для привязки, база пространственных данных на территорию Швейцарии.
Результат	База данных со следующими слоями: границы природных зон; линии туристического маршрута; остановки вдоль маршрута; проект карты карта с компоновкой
Ключевые слова	Системы координат, проекции, трансформирование координат, пространственная привязка, цифрование, векторизация, классы пространственных объектов, база пространственных данных,

5.1.1 Контрольный лист

• Привязать растровые карты к опорным данным
• Создать базу геоданных и классы пространственных объектов
• Наполнить классы пространственных объектов путем векторизации привязанных карт
• Наполнить атрибуты объектов значениями
• Разработать символику и подписи для слоев карты
• Подготовить компоновку карты
• Экспортировать карту в графический файл

5.1.2 Аннотация

Задание посвящено знакомству с привязкой растровых карт, созданием и наполнением баз пространственных данных путем их векторизации, оформлением карт на их основе.

В задании предлагается привязать в координатную систему карту природных зон и карту туристического маршрута по территории Швейцарии. По результатам векторизации этих карт вы составите туристскую карту, показывающую прохождение маршрута по разным природным зонам.

5.2 Привязка карт

В начало упражнения ⇡

5.2.1 Карта физико-географических регионов

1. Внимательно прочтите раздел Привязка растровых данных (Georeferencing) в разделе Описание функций.

2. Добавьте на карту слой Countries из базы данных упражнения 3.

3. Добавьте на карту растр SwissRegions.gif. Появится диалог, предупреждающий вас, что добавляемый файл не имеет пространственной привязки. Нажмите ОК (Рис. 5.1):

   

   Рис. 5.1: Предупреждение о неизвестной пространственной привязке

4. Убедитесь, что контур страны отображается примерно посередине экрана.

5. Откройте панель инструментов Georeferencing. Выберите в меню команду Fit to Display, чтобы переместить непривязанный растр на середину области отображения (Рис. 5.2):

   

   Рис. 5.2: Вписывание изображения в экран с помощью панели Georeferencing

6. Сделайте растровый слой прозрачным на 50%.

7. Используя инструмент расстановки контрольных точек, укажите 3-6 соответствующих точек по границе страны на характерных выступах контура (Рис. 5.3):

   

   Рис. 5.3: Инструмент расстановки контрольных точек

8. Выберите команду меню Georeferencing > Update Georeferencing, чтобы завершить привязку растра. При этом по умолчанию будет применено аффинное преобразование с минимизацией среднеквадратической ошибки отклонения исходных и целевых координат (Рис. 5.4):

   

   Рис. 5.4: Привязанная карта физико-географических регионов

Снимок экрана №1. Привязанная карта физико-географических регионов

5.2.2 Карта туристического маршрута

1. Добавьте на карту слой WineSafariRoute.jpg.

2. Выберите его в списке на панели Georeferencing (Рис. 5.5):

   

   Рис. 5.5: Выбор слоя для привязки

3. Отключите слой SwissRegions.gif в таблице содержания.

4. Привяжите растр WineSafariRoute аналогично предыдущему растру, используя контрольные точки (Рис. 5.6):

   

   Рис. 5.6: Привязка карты маршрута по контрольным точкам

5. Выберите команду Georeferencing > Update georeferencing, чтобы завершить привязку второго растра.

Снимок экрана №2. Привязанная карта маршрута

5.3 Создание базы данных и классов пространственных объектов

В начало упражнения ⇡

1. Прочитайте параграф База геоданных в разделе Описание функций.

2. Создайте в папке Ex05 базу геоданных под названием RouteMap.gdb.

3. Создайте в базе данных классы пространственных объектов со следующими параметрами:

Название	Модель пространственных объектов	Атрибутивные поля	Проекция
Regions	Полигональная (polygon features)	NAME (text)	WGS_1984_UTM_Zone_32N (импортируйте у слоя карты)
Routes	Линейная (line features)	-	WGS_1984_UTM_Zone_32N (импортируйте у слоя карты)
Places	Точечная (point features)	NAME (text)	WGS_1984_UTM_Zone_32N (импортируйте у слоя карты)

По завершению создания слоёв они автоматически будут добавлены в таблицу содержания карты (Рис. 5.7):

Рис. 5.7: Созданные слои в таблице содержания карты

5.4 Векторизация регионов

В начало упражнения ⇡

1. Прочитайте параграф Редактирование в разделе Описание функций.

2. Оставьте включенными только слои Regions, SwissRegions и Countries.

3. Уберите прозрачность у слоя SwissRegions.

4. Откройте сеанс редактирования для слоя Regions. Появится панель редактирования Editor, а также окно шаблонов объектов Create Features (Рис. 5.8):

   

   Рис. 5.8: Панель Editor и окно Create Features

5. Щелкните на шаблоне объекта Regions в окне Create Features и выберите режим создания объектов Polygon (Рис. 5.9):

   

   Рис. 5.9: Выбор режима создания объектов

6. Последовательно щелкая мышкой на точках вдоль границы, обведите регион Prealpine Zones (Предальпийские зоны) в центре карты. По завершению дважды щелкните мышкой (Рис. 5.10):

   

   Рис. 5.10: Ручная векторизация границы Предальпийской зоны

7. Чтобы появилась возможность пристыковать остальные регионы к границам стран, выделите в слое Countries все страны, кроме Швейцарии, скопируйте их в буфер обмена и вставьте в слой Regions (Рис. 5.11):

   

   Рис. 5.11: Вставка границ стран в слой с границами физико-географических зон

8. Выделите опять шаблон Regions в окне Create Features.

9. Используя режим Auto-Complete Polygon, оцифруйте границы оставшихся регионов в следующем порядке:

   • Сначала небольшие регионы, примыкающие к границам (Рис. 5.12):
   

   Рис. 5.12: Регионы, примыкающие к границе

   • Затем область второго порядка дальности от границы (горы Юра, Рис. 5.13):
   

   Рис. 5.13: Векторизация региона гор Юра

   • Наконец, границу между центральными регионами (Рис. 5.14):
   

   Рис. 5.14: Граница между центральными регионами

10. Выделите в слое Regions границы стран и удалите их.

11. Выберите команду Editor > Save Edits, чтобы сохранить результаты редактирования (Рис. 5.15).

Рис. 5.15: Результат векторизации границ физико-географических регионов

Снимок экрана №3. Векторный слой физико-географических регионов

5.5 Атрибутирование регионов

В начало упражнения ⇡

1. Уберите заливку регионов, линии сделайте толщиной 1.5-2 пиксела (Рис. 5.16):

   

   Рис. 5.16: Оформление границ регионов

2. Откройте атрибутивную таблицу слоя Regions.

3. Поочередно выделяя каждый объект в таблице или на карте, заполните его атрибуты в соответствии с легендой (Рис. 5.17):

   

   Рис. 5.17: Заполнение атрибутов объектов

4. Сохраните изменения и завершите сеанс редактирования.

Снимок экрана №4. Атрибутированные регионы

5.6 Цифрование маршрутов и точек интереса

В начало упражнения ⇡

1. Выключите слои Regions и SwissRegions.gif.

2. Включите слои WinSafariRoute, Routes и Places.

3. Оцифруйте объекты слоев Places и Routes, используя инструменты панели Сreate Features:

   • Начните с расстановки точек населённых пунктов (Рис. 5.18):
   

   Рис. 5.18: Расстановка точек населенных пунктов

   • Увеличьте масштаб, чтобы были хорошо видны изгибы линий (Рис. 5.19):
   

   Рис. 5.19: Линии маршрутов при увеличенном масштабе

   • Проведите линии через получившиеся точки, повторяя контур исходной линии на растровой подложке. Каждую линию начинайте в точке и завершайте двойным щелчком в перекрестке (Рис. 5.20):
   

   Рис. 5.20: Векторизация линий маршрутов

   После выполнения ручной векторизации всех маршрутов изображение должно принять примерно следующий вид (Рис. 5.21):

   

   Рис. 5.21: Векторизованные линии маршрутов

4. Заполните названия городов в слое Places (Рис. 5.22).

   

   Рис. 5.22: Заполнение названий городов в атрибутах точек

5. Сохраните изменения и завершите сеанс редактирования.

Снимок экрана №5. Слои маршрута и пунктов назначения

5.7 Оформление карты

В начало упражнения ⇡

1. Оставьте включенными слои Regions, Routes, Places и Countries. Остальные слои выключите.

2. Уберите заливку у слоя Countries.

3. Оформите слой Regions методом категорий по полю NAME (Рис. 5.23):

   

   Рис. 5.23: Настройка визуализации слоя Regions

4. Оформите слои Routes и Places по аналогии с нижеприведенным фрагментом (Рис. 5.24):

   

   Рис. 5.24: Образец оформления слоёв Routes и Places

5. Откройте панель Labeling и включите Maplex для размещения подписей.

6. Включите подписи для слоя Places со следующими настройками:

   Параметр	Значение
   Поле для подписей	NAME
   Шрифт	Tahoma
   Кегль (размер)	12
   Цвет	Черный
   Начертание	Обычное

   После настройки подписей картографическое изображение должно принять приблизительно следующий вид (Рис. 5.25):

   

   Рис. 5.25: Подписи населенных пунктов

Некоторые подписи могут быть размещены не очень удачно. Чтобы они не перекрывали линии маршрута и значки выполните следующие действия:

1. Откройте настройки весов подписей Label Weight Ranking на панели Labeling

2. Установите вес равным 1000 слоям Places и Routes (Рис. 5.26):

   

   Рис. 5.26: Редактирование весов для слоёв карты

   После настройки весов слоев количество графических конфликтов должно существенно уменьшиться (Рис. 5.27):

   

   Рис. 5.27: Отображение подписей после настройки весов слоёв

3. Добавьте на карту слой аналитической отмывки рельефа Hillshade из базы данных упражнения 3, разместите его над слоем Regions и установите прозрачность 80% (Рис. 5.28):

   

   Рис. 5.28: Карта со слоем аналитической отмывки

4. Добавьте на карту слой Lakes и присвойте ему символ полигона с голубой заливкой без обводки (Рис. 5.29).

   

   Рис. 5.29: Карта со слоем озёр

Снимок экрана №6. Оформление карты

5.8 Компоновка карты

В начало упражнения ⇡

1. Переключитесь в режим компоновки.

2. Установите альбомную ориентировку листа.

3. Оформите компоновку в соответствии с нижеприведенным образцом (Рис. 5.30):

   

   Рис. 5.30: Образец компоновки карты

   Снимок экрана №7. Компоновка карты

4. Экспортируйте карту в формат PNG с разрешением 300 dpi.

5. Сохраните документ карты.

5.9 Контрольные вопросы

В начало упражнения ⇡

1. Какова последовательность действий при создании каждой контрольной точки? Каково оптимальное расположение контрольных точек?

2. Какой метод трансформирования изображения вы использовали в работе?

3. Как пристыковать один полигон к другому, не оцифровывая их общую границу? Опишите последовательность действий.