Easy Trace от ООО "ИнтерВек" (Easy Trace Group). Пошаговая инструкция по работе в Easy Trace Инструменты ввода векторной информации

Лабораторная работа № 4. Изучение интерфейса и основ работы векторизатора Easy Trace 1

Цель работы

Знакомство с векторизатором Easy Trace.

Приобретение навыков работы в Easy Trace.

4.1. Предварительное знакомство с векторизатором Easy Trace

При оцифровке карт перед пользователем рано или поздно возникает вопрос – каким образом можно автоматизировать работу по созданию объектов? Самым простым решением вопроса является применение какого-либо векторизатора.Сразу можно отметить, что "автоматизировать" процесс полностью в данном случае не получится, т.е. загрузив растровое изображение карты, нажать кнопку "Старт" и получить готовый вектор. Однако значительно ускорить процесс векторизации действительно можно. В этом поможет программа Easy Trace . Несомненно, операция векторизации карт требует творческого подхода и определенного количества знаний по предмету. Рассмотрим пример векторизации одного тематического слоя, полученного из участка растровой карты. Описание этого процесса будет построено в виде пошаговых инструкций, повторив которые, Вы должны получить аналогичный результат. Но вначале немного о программе.

Easy Trace Group является российской компанией. В первую очередь наиболее очевидным преимуществом, которое можно оценить сразу же после первого опыта по векторизации, является степень "интеллектуальности" Easy Trace по сравнению с конкурентами. Следует отметить русский интерфейс программы и справочную систему, активную работу по усовершенствованию программы и небольшую, по отношению к ближайшим аналогам, стоимость.

Не менее важным является очевидная ориентированность программы на самодостаточность. Это выражается в том, что в ней изначально присутствуют все необходимые функции и инструменты. Весь процесс – сканирование, коррекция растра, цветоделение, привязка, векторизация и экспорт, происходят в одной программе. То есть для полноценной работы достаточно всего двух программ – векторизатора Easy Trace и той программы, куда планируется перенести готовые векторные объекты. В нашем случае это ArcView.

Скачать программу можно с сайта разработчика .

Задание 1:

1. Найти в меню Пуск \ Программы каталог Easy Trace 7.99 Pro.

2. Ознакомиться с презентацией возможностей программы, открыв файл «Демонстрация Easy Trace 8.7».

4.2. Автоматическая векторизация в Easy Trace

При любой векторизации недостаточно просто скопировать весь набор линий и символов, имеющихся на карте. Векторизация предполагает более существенную работу.

Задачи векторизации:

Восстановление геометрических характеристик объектов – если это изоли­нии, то они непрерывные, гладкие и не могут пересекаться. Если это области, то корректные полигоны, а не просто наборы фрагментов, составляющие их границы. Объекты могут подчиняться дополнительным требованиям. Напри­мер, контуры зданий, как правило, имеют прямые углы и выровнены вдоль осевых линий улиц.

Разнесение объектов по слоям – это нечто большее, чем разбиение по формаль­ным признакам, таким как толщина линий или длина пунктира.

Тополологическая связность объектов – это корректные общие границы, об­щие вершины или узлы. Согласованные связи между точечными, линейными и полигональными объектами. В общем, соблюдение всех тех требований, которые и обеспечивают корректную топологию модели данных, принятой в вашей ГИС.

Создание производных объектов и характеристик – сборка полигонов, фор­мирование границ населенных пунктов, буферных зон, расшифровка и при­своение атрибутивных значений и т. д.

Удаление посторонних объектов - дефектов, шумов, штриховок, фрагментов надписей и топографических символов.

Вряд ли можно представить набор параметров автовекторизатора, который мог бы формализовать все эти требования...

Как это реализовано в Easy Trace?

Сразу оставим надежду ограничиться вводом параметров и нажатием одной кноп­ки. Цель – формирование законченной цифровой модели местности. Именно полноценной модели, а не рисунка, очень похожего на исходный растр.

Для этого процесс векторизации разбит на ряд шагов. Каждый шаг поддерживается сво­ей утилитой или группой утилит. Причем порядок их применения не является догмой - все зависит от решаемой задачи и опыта оператора. Некоторые шаги - это ручная работа оператора.

В целом, подход к векторизации в Easy Trace лучше всего определяется следующей схемой (рис. 4.1.).

Рисунок 4.1. Схема векторизации данных с помощью Easy Trace

4.3. Пошаговая инструкция по работе в Easy Trace

Теперь рассмотрим все основные этапы работы на конкретном примере.

Начнем с подготовки исходного растра. Воспользуемся любым редактором растровых изображений, чтобы обрезать исходный растр до необходимых нам размеров.

Задание 2:

1. Обрезать карту в соответствии с выбранными Вами областями (5-6 квадратов вокруг объекта, определяемого вариантом Вашего задания).

2. Разрешение изображения достаточно установить равным 300-400 точек на дюйм.

Качество изображения имеет огромное значение для всей дальнейшей работы, что особенно важно учитывать при сканировании. Здесь следует помнить, что изначально на топографических картах имеется довольно ограниченное количество цветов. Обычно, в зависимости от количества топографических данных, их количество колеблется от пяти до восьми. Обратите внимание, как из одного цвета на карте получают два, перемежая этот цвет с белым фоном. В результате, кажется, что появился более светлый оттенок. В процессе эксплуатации и сканировании число цветов увеличивается за счет естественных факторов – старение, воздействие света, сгибы, настройка оптики сканера и т.п. Поэтому всегда следует сканировать как можно лучше передавая исходные цвета карты и исключая приобретенные. Рекомендуется преобразовать цветовую схему изображения. Наиболее подходящим будет преобразование в формат индексированных цветов. Это позволит значительно ограничить их количество и сократить размер памяти, занимаемой картой в памяти компьютера. Обычно хватает 8 цветов. Впрочем, каждое изображение достаточно индивидуально и требует такого же подхода. В результате у нас получится изображение, состоящее из нескольких цветов. Эта операция и называется цветоделением .

После подготовки растра перед векторизацией или как еще говорят – трассировкой перейдем к следующему этапу. Этим этапом будет создание проекта в Easy Trace. Проект содержит всю информацию о состоянии Вашей работы. В нем, в виде слоев, будут храниться все данные. Проект содержит векторные слои и исходные растровые данные. Они хранятся тоже в виде слоев, только растровых.

Существует несколько вариантов создания нового проекта. Мы рассмотрим всего одну схему работы. Создание проекта сопровождается очень удобным мастером. В нашем случае наиболее подходящим вариантом, будет создание проекта на основе растрового файла. Для этого вызываем мастер создания нового проекта - "Файл/Новый проект... " После чего появляется следующее окно (рис. 4.2.).

Рисунок 4.2. Создание проекта

Отмечаем галочкой пункт "Создать проект на основе растрового файла ". Нажимаем "Далее ".

Рисунок 4.3. Задание координат растра

А на втором шаге немного остановимся. Для удобства дальнейшего ввода координат для точек привязки, будет лучше использовать показанную на рисунке 4.3. ориентацию осей координат. Масштаб можно поставить исходя из масштаба, указанного в бумажной карте. Единицы измерения – пикселы. Разрешение изображения нужно поставить в соответствии с теми параметрами, которые Вы устанавливали при предобработке растра. Координаты углов остаются как есть. Они соответствуют размеру нашей растровой карты. На этом процесс создания проекта заканчивается. После этого должно появиться окно проекта. Сохраним наш проект, присвоив ему любое имя - "Файл/Сохранить как... "

Задание 3:

1. Создать проект в соответствии с приведенным выше способом.

2. Самостоятельно изучить другие варианты создания проекта.

В окне проекта сразу будет виден растр. Давайте посмотрим, что у нас еще имеется на данный момент. Для этого вызовем окно настройки слоев - "Проект/Слои проекта... " Появится окно, показанное ниже (рис. 4.4.).

Рисунок 4.4. Слои проекта

Здесь всегда можно увидеть все имеющиеся слои. Как видно, они разбиты на две группы – растровые и векторные. По умолчанию мы имеем по одному слою в каждой группе. Но, помимо информационной, основная функция этого окна, это управление слоями. Именно тут можно добавлять, удалять, переименовывать, настраивать, скрывать слои и т.д.

Кратко опишем возможные настройки в этом окне. Текущие настройки можно наблюдать и изменять с помощью специального поля с символами, расположенными слева от каждого слоя в окнах растровых и векторных слоев.

Для растровых слоев можно задать видимость или невидимость слоя – галочка поставлена или отсутствует, активность или неактивность данного растра при трассировке – карандаш или снежинка, и задать имя слоя. Так же здесь указан текущий цвет для бинаризованных слоев. Его можно менять, исходя из собственных предпочтений.

Для векторных слоев настроек немного больше. Функции и обозначения видимости и активности для этих слоев остались такими же, как и для растровых слоев. Далее мы видим маленький ромбик на фоне квадрата. Это установка типа объекта. В программе Easy Trace возможно создание объектов следующих типов – линии и полигоны. Соответственно, для первого типа ромбик будет пустым, а для полигонов – закрашенным. Далее мы можем задать имя слоя. А затем идет поле, определяющее способ отображения объектов обоего типа в окне проекта. Вариантов достаточно, чтобы достаточно комфортно работать со всеми данными. Как Вы понимаете, для линий возможно изменять только цвет, а вот для полигонов настроек больше. Помимо выбора цвета, можно применять несколько вариантов заливки.

Мы сейчас рассмотрели окно настройки слоев проекта. Но есть еще один вариант оперативного управления видимостью и активностью слоев. Это, появившееся рядом с панелями инструментов, небольшое окно с указанием текущего слоя. Если нажать на раскрывающееся поле, то можно видеть все существующие в данное время слои. Но, в отличие от окна настройки слоев, здесь мы можем только включать или выключать видимость слоя. Это делается простым снятием или постановкой галочки в нужном слое. Или делать нужный слой активным. Для этого нужно просто выбрать пункт нужного слоя.

Теперь посмотрите на доступные инструменты. Они совершенно разные для двух групп слоев. Для векторных слоев набор выглядит так:

Мы сейчас должны работать с растровым слоем. Он у нас пока один. Выберем его, как было описано выше.

Приступим к практической работе. Определим цель. Целью будет получение векторных горизонталей, озер и рек, изображенных на Вашем растре, а также отображение облесенных участков. Сначала займемся горизонталями. Горизонтали несут достаточно важную информацию о высотах и рельефе. Поэтому сначала отработаем технологию векторизации именно на них. Перейдем на растровый слой. Свидетельством этого будут инструменты для обработки растра – см. выше. Допустим, наше изображение выглядит так (рис. 4.5.).

Рисунок 4.5. Пример растра

Здесь можно заметить, что в процессе обработки количество цветов уменьшено до минимально возможного количества. Теперь давайте посмотрим поближе, как выглядят наши горизонтали (рис. 4.6.).

Рисунок 4.6. Увеличенный фрагмент растра

Здесь гораздо яснее видно ограниченное количество цветов. Теперь следует подготовить этот растр к трассировке. Залогом успешной трассировки всегда является максимально возможная чистка растра от лишних данных. В нашем случае лишним является все, что не является горизонталями. Соответственно, нам надо удалить ненужные и оставить все цвета, которые относятся к горизонталям. Это коричневые оттенки. Для этого существует специальный инструмент. Он называется "Бинаризация ". Вызвать его можно или через меню - "Редактирование/Бинаризация... " или выбрав в поле инструментов соответствующую иконку. В панели инструментов для растров она вторая слева.

Суть этого инструмента очень проста - с его помощью можно выделять нужные цвета. Увеличим изображение так, чтобы были видны отдельные пикселы. Примерно так, как показано на рисунке выше. И последовательно выделяем только те цвета, из которых состоит наша линия изобат. Те цвета, которые были выделены меняют цвет. Последовательное выделение нескольких оттенков коричневого должно дать в результате примерно следующее (рис. 4.7.).

Рисунок 4.7. Процесс применения инструмента Бинаризация

Теперь нам надо перенести выделенные цвета, как растровую подложку в наш проект. Но перед этим необходимо выполнить последнюю операцию для растра. Это команда "Бинаризовать ". Вызывается она в окне настроек инструмента. После этого мы увидим, что все, что было выделено, осталось в виде белых областей на черном фоне, а прочее исчезло. После этого нам надо избавится от небольшой "грязи" на нашем изображении. Она выражается в наличии одно- двухпиксельных точек хаотично разбросанных по полю. Для их удаления есть особый инструмент. Он вызывается командой "Редактирование/Чистка растра... ". Посмотрите окно настройки инструмента, и Вы сами поймете принцип его действия. Однако в нашем случае лучше применить другой способ редактирования полученного растра. Не подумайте, что сейчас начнется сложнейший процесс, состоящий из десятка операций. Вернее операций будет много, но они будут выполняться в автоматическом режиме. Выберем инструмент - "Редактирование/Фильтрация растра... ". В появившемся окне выберем пункт "Thin isolines " и начнем обработку. Если в результате получится не совсем то, что хотелось, то всегда можно отменить это действие. Сохраним полученный файл - "Файл/Сохранить как... ".

На самом деле отдельные точки обычно не мешают трассировке. Но в дальнейшем эти инструменты могут очень пригодиться. Важно то, что Вы теперь о них знаете.

Теперь нажмем правой кнопкой мыши на полученном изображении и выберем пункт "Редактирование/Добавить к проекту... ". После этого возникнет окно с вариантами привязки растра. Но в нашем случае ничего привязывать пока не надо. Поэтому выберем "Без коррекции (в заданную точку проекта) ". В следующем окне укажем, что данный растр будет использовать параметры нашего основного растра. После этого мы снова попадем в окно проекта.

Однако где же наш новый слой? Его почти не видно. Оказывается, он отображается вместе с нашим первым слоем и не очень хорошо заметен на его фоне. Это легко исправить. Раскроем меню текущего слоя и снимем видимость нашего первого слоя. После закрытия этого окна, останется видимым только новый слой с изобатами. Правда можно и не убирать основной растр. Однако необходимо исключить его из процесса векторизации. Для этого вызовем окно настройки слоев и нужном растре вместо карандашика поставим снежинку. Это "заморозит" данный растр.

Рисунок 4.7. Результат применения инструмента Бинаризация

Только теперь и наступает черед автоматики. И хотя в выборе вариантов трассировки есть полностью автоматическая трассировка - "Утилиты/Автоматическая трассировка/Трассировка линий... или Оконтуривание... ". Зато работа в полуавтоматическом режиме позволяет контролировать и управлять всем процессом. Именно такой способ и будет показан далее.

Выбираем нужный инструмент трассировки. Чаще всего, как и в этом случае, будет необходим инструмент "Кривая ". Он стоит самым крайним слева на меню инструментов для векторных слоев (см. меню инструментов для векторных слоев). Выбрав его, нужно указать курсором на произвольное место нужной изобаты. От этого места сразу пойдет линия. Это уже наш вектор. В местах, вызывающих затруднения для распознавания направления движения, прокладка будет останавливаться и ждать Ваших подсказок. Помогайте ей, переводя курсор к месту продолжения кривой. Если вдруг что-то пошло не так, можно остановить процесс автоматической трассировки, щелкнув правой кнопкой мыши. После этого все действия прекращаются, и появляется дополнительное меню инструмента.

В этом окне выберите режим "Откат ". Он позволяет, щелкая левой кнопкой мыши, последовательно убирать ненужные участки кривой. Уберите все необходимое и, выбрав в этом же меню режим "Автоматическая трассировка ", продолжите создание кривой. Если линия замкнутая, как, например, в левом верхнем углу моего примера, то трассировщик сам замкнет ее. Если линия не закончена, то дойдя до ее конца, надо просто два раза нажать правой кнопкой мыши, и процесс трассировки продолжится уже с другой стороны. Окончить создание можно также дважды щелкнув правой кнопкой мыши или нажав кнопку Esc. Здесь не описаны все операции, доступные в показанном меню работы с инструментом, но все подсказки на русском языке и достаточно понятны. В результате должно получиться примерно следующее (рис. 4.8.).

Рисунок 4.8. Слой горизонталей

Обратите внимание, что задан стандартный цвет для линий горизонталей – коричневый. Это делается перед началом трассировки в окне менеджера слоев проекта. Можно изменить цвет и позже.

Задание 4:

1. Создать векторный слой горизонталей.

2. Сгладить линии, полученные в автоматическом или полуавтоматическом режиме, с помощью инструмента «Утилиты/Автоматическая трассировка/Оптимизация формы линий …».

3. Скорректировать горизонтали в соответствии с исходным растровым слоем.

4. Самостоятельно создать векторный слой для рек.

1По материалам учебного курса "Создание и редактирование векторных карт для навигационно-информационной системы ГИС Русса".

– пакет программ для полуавтоматической интерактивной векторизации цветных и черно-белых растровых изображений. Он предназначен для переноса графической информации с бумажных носителей в компьютер и ориентирован, прежде всего, на обработку картографических материалов.
Easy Trace является мощным средством ввода данных в системы, использующие векторное представление графической информации.
Решаемые задачи:

• Оцифровка черно-белых растровых изображений.
• Оцифровка растровых изображений любой цветности в их исходном виде.
• Оцифровка полноцветных и индексных изображений с разделением на цветовые слои, для чего в пакете имеются встроенные средства цветоделения и цветозамены. Для работы с цветоделенным растровым материалом предусмотрена возможность как совместного открытия, так и быстрого переключения растровых подложек и векторной графики в рамках проекта.
• Сканирование, непосредственно из оболочки Easy Trace. Возможно использование любых доступных сканеров, в том числе и сканеров малых форматов.
• Полный цикл подготовки растровых фрагментов к векторизации: повороты, сшивка, фильтрация шума, выравнивание, обрезка и т.д.
• Трансформация растров с применением кусочно-проективных, аффинных и квадратичных преобразований. Встроенные средства трансформации позволяют уменьшить нелинейные искажения, привносимые процессом сканирования или присутствующие на исходном материале.
• Автоматическое прослеживание отдельных объектов с полным интерактивным контролем над процессом векторизации. В сочетании с мощным редактором векторных примитивов это дает возможность обрабатывать растровые изображения любого качества и самой высокой степени сложности.
• Оцифровка линий любого типа: простых, пунктирных, точечных, ортогональных, специальных. Автоматическое оконтуривание залитых и заштрихованных областей.
• Полуавтоматическая оцифровка 3D-полилиний (линий имеющих свою высоту в каждой точке).
• Создание сложной иерархической структуры слоев. Распределения векторных объектов по слоям в зависимости от логической принадлежности этих объектов.
• Учет требований конечной ГИС (САПР) при создании векторной топологической структуры графических данных. Автоматического формирования узлов или вершин в местах пересечения линий. Легкости копирования совпадающих участков векторов со слоя на слой, автоматического замыкания полигонов.
• Верификация топологии, т.е. проверки на само- и взаимопересечения, висячие и псевдоузлы, на незамкнутость полигонов и т. д.
• Контроль корректности ввода информации путем поддержки специальных типов линий и библиотеки условных знаков (блоков), облегчающих этот процесс.
• Полуавтоматическое присвоение полилиниям Z-координаты.
• Определение структуры баз данных в формате DBF отдельно для точечных и линейных объектов слоя. Установление связи между ними и векторными объектами Easy Trace через пользовательские идентификаторы объектов. Заполнение БД в любой момент процесса векторизации. Автоматический перенос в базу данных Z-координаты полилиний.
• Контроль целостности векторной и атрибутивной информации в процессе векторизации.
• Экспорт полученной векторной информации в наиболее распространенные ГИС и САПР - AutoCAD, ArcCAD, Arc/Info, Intergraph, MapInfo, CREDO и др. через специфические и стандартные форматы.
• Импорт векторной графики из вышеуказанных систем в пакет Easy Trace.
• Распределение работы на несколько рабочих мест, с последующим интерактивным объединением векторных сегментов.

Easy Trace имеет единую оболочку для модулей обработки растровых и векторных документов. Все поле экрана программы разбито на зоны. Зоны имеют постоянную смысловую нагрузку, неизменную во время всего сеанса работы.

Рабочим окном (1) называется центральная часть экрана, ограниченная двойной рамкой (рамкой скроллинга). Это окно служит для вывода и редактирования растрового изображения и векторных примитивов.
Рамкой скроллинга (2) называется двойная рамка, ограничивающая рабочее окно. Перемещение курсора на рамку (при загруженном проекте или растровом файле) приводит к ее «зажиганию» и замене курсора на стрелку, указывающую ожидаемое направление скроллинга. Нажатие левой клавиши «мыши» приводит к плавному скроллингу, правой - к скоростному, перемещающему экран приблизительно на треть его ширины (и/или высоты). Внутри двойной рамки скроллинга внизу и справа находятся прямоугольники (3) , условно отображающие текущее положение видимой части изображения. Размеры прямоугольников позволяют судить об отношении видимой части ко всей площади поля проекта.
Строка меню (4) расположена непосредственно после заголовка окна программы и содержит списки команд, выпадающие при нажатии левой клавишей «мыши» на имени соответствующего меню. Выбор команды осуществляется так же, как и выбор меню - левой клавишей «мыши». При выборе команды, имя которой оканчивается многоточием, открывается соответствующее диалоговое окно. Содержание строки меню меняется в зависимости от наличия загруженных растровых и векторных файлов, а также в зависимости от используемой модификации программы. Если загруженных файлов нет, Вы увидите только меню Файл, Вид, Сервис и Справка .
Панель Файл (5) , расположена в верхней части левой границы рабочего окна. Она содержит пиктограммы команд Открыть и Создать , а также пиктограмму команды Сохранить . Главную панель команд можно включить или выключить с помощью команды Панель Файл меню Вид .
Панель инструментов (6) расположена ниже панели Файл . Ее содержание меняется в зависимости от типа загруженного в активное окно файла (растрового или векторного). Панель инструментов и режимов редактирования можно включить/выключить с помощью команды Панель Инструменты меню Вид .
Панель вид (7) доступна только при наличии загруженного файла. Она находится в нижней части левой границы экрана и содержит команды перерисовки (регенерации экрана) и различных вариантов масштабирования.
Панель режимов (13) служит для быстрого переключения режимов отображения векторного документа. Эти режимы запоминаются при закрытии программы и снова устанавливаются при ее запуске.
Строка управления (8) расположена сразу за нижней границей рамки скроллинга. Она предназначена для управления параметрами текущего инструмента векторизации. Содержание строки управления для каждого инструмента приведено в его описании. во многих векторных инструментах присутствует также поле образца линии, показывающее цвет и тип линии текущего векторного слоя.
Панель текущего слоя (10) расположена в левом нижнем углу экрана. При нажатии на стрелку спава от поля текущего слоя открывается Окно управления слоями , где можно поменять текущий слой. Двойной щелчок мыши в поле текущего слоя открывает окно Настройка слоев проекта. С помощью команды Панель Слой меню Вид вы можете также включить или вы-
ключить эту панель.
Панель специальная (14). Редко используемые инструмены, такие как 3D-полилиния (см. стр. 7-10) , инструмент простановки высот («Z») (см. стр. 7-26) , создание цветовых наборов («Пипетка») (см. стр. 15-35) , инструмент удаления объектов («Стерка») (см. стр. 15-33) теперь вынесены на специальную панель. Видимость этой панели управляется командой Панель Специальная меню Вид .
Строка состояния (12) расположена в нижней части экрана под строкой управления. Она служит для вывода сообщений о выполняемых командах и возможных вариантах действия оператора. В левом нижнем углу экрана выводятся (а также вводятся) текущие координаты курсора (9) (в единицах координат, указанных при создании проекта). Рядом указан текущий масштаб (11 ). Вы можете включить/выключить эту строку с помощью команды Строка состояния меню Вид .

Теперь рассмотрим все основные этапы работы на одном конкретном примере. Как в любой пошаговой инструкции, невозможно показать многие возможности столь интересной программы. Однако сухого перечисления последовательностей выбираемых инструментов и команд для такой работы явно недостаточно, поэтому придётся иногда останавливаться и объяснять некоторые моменты. Я надеюсь, что поняв общие принципы работы, Вы пойдёте дальше и постепенно познаете все возможности программы. А их, я Вас уверяю, очень много.

Начнём со сканирования. Так как у нас есть ограничения на размер изображения, то для сканирования мы воспользуемся любым редактором растровых изображений. Например популярнейшим Adobe Photoshop. Разрешение вполне достаточно установить равным 300-400 точек на дюйм. Не буду учить Вас как в нём работать. Нам просто надо вырезать из полученного изображения квадрат размером 2000 пиксел. Приведу только самый простой вариант - с помощью инструмента "Rectangular Marquee Tool ". Единственное что Вам ещё придётся сделать это установить для этого инструмента фиксированный размер выделения "Style: Fixed Size " и указать высоту и ширину этого выделения - 2000 px. После этого надо разместить выделение на нужном участке изображения.

Далее идёт обрезка по выделению - "Image/Crop " и в результате мы получили изображение требуемого размера. Сохраняем полученное изображение в формате BMP или TIFF. Эти форматы позволяют сохранять изображения без потери качества.

Пришла пора поработать с растром. Качество отсканированного изображения имеет огромное значение для всей дальнейшей работы. Не даром разработчик программы рекомендует один раз поэкспериментировать с настройками драйвера сканера, чтобы в дальнейшем минимизировать трату времени на обработку полученного изображения. Здесь следует помнить, что изначально на топографических картах имеется довольно ограниченное количество цветов. Обычно, в зависимости от количества топографических данных, их количество колеблется от пяти до восьми. Возьмите карту и посчитайте сами. Обратите внимание, как из одного цвета на карте получают два, перемежая этот цвет с белым фоном. В результате кажется, что появился более светлый оттенок. В процессе эксплуатации и сканировании число цветов увеличивается за счёт естественных факторов - старение, воздействие света, сгибы, настройка оптики сканера и т.п. Поэтому всегда следует сканировать как можно лучше передавая исходные цвета карты и исключая приобретённые. Настройка драйвера индивидуальна для каждого случая. Рекомендую в Adobe Photoshop сразу преобразовать цветовую схему изображения. Наиболее подходящим будет преобразование в формат индексированных цветов. Это позволит значительно ограничить их количество и сократить размер памяти, занимаемой картой в памяти компьютера. Но я делаю это не с помощью команд "Image/Mode/Indexed Color ", где невозможно провести тонкую настройку, а через специальную программу, которая идёт вместе с Adobe Photoshop. Она называется Adobe ImageReady и предназначена для подготовки различных изображений для их опубликования в Интернет. Причём операция по сокращению цветов проходит в самом Adobe Photoshop - "File/Save for Web... "

Здесь выбираем целевой формат. В нашем случае это GIF, и работаем над сокращением цветов. Обычно хватает 16-32 цветов, полученных с режимом фильтрации "Adaptive". Впрочем, каждое изображение достаточно индивидуально и требует такого же подхода. В результате у нас получится изображение, состоящее из нескольких цветов. Эта операция и называется цветоделением . Но, так как Easy Trace не работает с форматом GIF, то пересохраним наше изображение в любом из указанных выше форматах.

После подготовки растра перед векторизацией или как ещё говорят - трассировкой, наступает черёд закрыть Adobe Photoshop и перейти к следующему этапу. Этим этапом будет создание проекта в Easy Trace. Проект содержит всю информацию о состоянии нашей работы. В нём, в виде слоёв, будут храниться все данные. Помимо векторных слоёв, назначение которых мы рассматривали выше, проект содержит и исходные растровые данные. Они хранятся тоже в виде слоёв, только растровых. В процессе работы, количество растровых слоёв будет возрастать. Как правило, их количество равно количеству векторных слоёв. С чем это связано, мы рассмотрим ниже.

Как создавать новый проект? Всего существует пять вариантов. Мы рассмотрим всего одну схему работы. На мой взгляд эта схема наиболее проста и доступна каждому. Для её реализации нам не потребуются специальные программы других разработчиков. Создание проекта сопровождается очень удобным мастером. В нашем случае наиболее подходящим вариантом, будет создание проекта на основе растрового файла. Для этого вызываем мастер создания нового проекта - "Файл/Новый проект... " После чего появляется следующее окно:

Отмечаем галочкой пункт "Создать проект на основе растрового файла ". Именно такой способ показался мне наиболее практичным с точки зрения его дальнейшей привязки. Нажимаем "Далее ".

А на втором шаге немного остановимся. Для удобства дальнейшего ввода координат для точек привязки, будет лучше использовать показанную на рисунке ориентацию осей координат. Масштаб можно поставить исходя из масштаба, указанного в бумажной карте. Единицы измерения - пикселы. Разрешение изображения нужно поставить в соответствии с теми параметрами, которые Вы устанавливали при сканировании. Координаты углов остаются как есть. Они соответствуют размеру нашей растровой карты. На этом процесс создания проекта заканчивается. После этого должно появиться окно проекта. Сохраним наш проект, присвоив ему любое имя - "Файл/Сохранить как... "

В окне проекта сразу будет виден наш растр. Не спешите начинать трассировку. Осталось ещё совсем немного. Давайте посмотрим, что у нас имеется на данный момент. Для этого вызовем окно настройки слоёв - "Проект/Слои проекта... " Появится окно, показанное ниже.

Здесь мы всегда сможем увидеть все имеющиеся слои. Как видно, они разбиты на две группы - растровые и векторные. По умолчанию мы имеем по одному слою в каждой группе. Но, помимо информационной, основная функция этого окна, это управление слоями. Именно тут мы можем добавлять, удалять, переименовывать, настраивать, скрывать слои и т.д. Не буду описывать все возможные варианты. Главное знайте, если нужно получить информацию или изменить настройки для любого слоя, то Вам сюда.

Кратко опишу возможные настройки в этом окне. Текущие настройки можно наблюдать и изменять с помощью специального поля с символами, расположенными в слева каждого слоя в окнах растровых и векторных слоёв.

Для растровых слоёв можно задать видимость или невидимость слоя - галочка поставлена или отсутствует, активность или неактивность данного растра при трассировке - карандашик или снежинка и задать имя слоя. Так же здесь указан текущий цвет для бинаризованных слоёв. Его можно менять, исходя из собственных предпочтений.

Для векторных слоёв настроек немного больше. Функции и обозначения видимости и активности для этих слоёв остались такими же, как и для растровых слоёв. Далее мы видим маленький ромбик на фоне квадрата. Это установка типа объекта. В программе Easy Trace возможно создание объектов следующих типов - линии и полигоны. Соответственно, для первого типа ромбик будет пустым, а для полигонов - закрашенным. Далее мы можем задать имя слоя. А вот далее идёт поле, определяющее способ отображения объектов обоего типа в окне проекта. Вариантов достаточно, чтобы достаточно комфортно работать со всеми данными. Как Вы понимаете, для линий возможно изменять только цвет, а вот для полигонов настроек больше. Помимо выбора цвета, можно применять несколько вариантов заливки.

Мы сейчас рассмотрели окно настройки слоёв проекта. Но есть ещё один вариант оперативного управления видимостью и активностью слоёв. Это, появившееся рядом с панелями инструментов, небольшое окно с указанием текущего слоя. Если нажать на раскрывающееся поле, то можно видеть все существующие в данное время слои. Но, в отличие от окна настройки слоёв, здесь мы можем только включать или выключать видимость слоя. Это делается простым снятием или постановкой галочки в нужном слое. Или делать нужный слой активным. Для этого нужно просто выбрать пункт нужного слоя.

Теперь посмотрите на доступные инструменты. Они совершенно разные для двух групп слоёв. Для векторных слоёв набор выглядит так:

А для растровых совершенно иначе:

Я специально не привожу полный перечень всех инструментов. Большинство из них достаточно привычны, а остальные снабжены достаточно хорошими подсказками.

Но давайте вернёмся к нашей работе. Мы сейчас должны работать с растровым слоем. Он у нас пока один. Выберем его, как было описано выше.

Чтобы не загромождать лекцию описанием каждого инструмента, давайте приступим к практической работе. Определим цель. Допустим целью будет получение векторных лесов, озёр и изобат, изображённых на нашем растре. Сначала займёмся изобатами. Почему именно ими? Например потому, что работа по их ручной векторизации достаточно однообразна и неинтересна. Очень не многие наносят на свои карты линии изобат. Вместе с тем, изобаты несут достаточно важную информацию о высотах и рельефе. Поэтому давайте сначала отработаем технологию векторизации именно на них. Перейдём на растровый слой. Свидетельством этого будут инструменты для обработки растра - см.выше. Допустим, наше изображение выглядит так:

Здесь можно заметить, что в процессе обработки, количество цветов уменьшено до минимально возможного количества. На самом деле их здесь всего 12. Теперь давайте посмотрим поближе, как выглядят наши изобаты.

Здесь гораздо яснее видно ограниченное количество цветов. Теперь нам следует подготовить этот растр к трассировке. Залогом успешной трассировки всегда является максимально возможная чистка растра от лишних данных. В нашем случае лишним является всё, что не является изобатами. Соответственно, нам надо удалить ненужные и оставить все цвета, которые относятся к изобатам. Это коричневые оттенки. Для этого существует специальный инструмент. Он называется "Бинаризация ". Вызвать его можно или через меню - "Редактирование/Бинаризация... " или выбрав в поле инструментов соответствующую иконку. В панели инструментов для растров она вторая слева.

Суть этого инструмента очень проста - с его помощью можно выделять нужные цвета. Увеличим изображение так, чтобы были видны отдельные пикселы. Примерно так, как показано на рисунке выше. И последовательно выделяем только те цвета, из которых состоит наша линия изобат. Те цвета, которые были выделены меняют цвет. Последовательное выделение нескольких оттенков коричнево должно дать в результате примерно следующее:

Теперь нам надо перенести выделенные цвета, как растровую подложку в наш проект. Но перед этим необходимо выполнить последнюю операцию для растра. Это команда "Бинаризовать ". Вызывается она в окне настроек инструмента. После этого мы увидим, что всё, что было выделено, осталось в виде белых областей на чёрном фоне, а прочее исчезло. После этого нам надо избавится от небольшой "грязи" на нашем изображении. Она выражается в наличии одно- двухпиксельных точек хаотично разбросанных по полю. Для их удаления есть особый инструмент. Он вызывается командой "". Посмотрите окно настройки инструмента и Вы сами поймёте принцип его действия. Однако в нашем случае лучше применить другой способ редактирования полученного растра. Не подумайте, что сейчас начнётся сложнейший процесс, состоящий из десятка операций. Вернее операций будет много, но они будут выполняться в автоматическом режиме. Выберем инструмент - "Редактирование/Фильтрация растра... ". В появившемся окне выберем пункт "Thin isolines " и начнём обработку. Если в результате получится не совсем то, что хотелось, то всегда можно отменить это действие. Сохраним полученный файл - "Файл/Сохранить как... ".

На самом деле отдельные точки обычно не мешают трассировке. Но в дальнейшем эти инструменты могут очень пригодиться. Важно то, что Вы теперь о них знаете.

Теперь нажмём правой кнопкой мыши на полученном изображении и выберем пункт "Редактирование/Привязать к проекту... ". После этого возникнет окно с вариантами привязки растра. Но в нашем случае ничего привязывать пока не надо. Поэтому выберем "Без коррекции (в заданную точку проекта) ". В следующем окне укажем, что данный растр будет использовать параметры нашего основного растра. После этого мы снова попадём в окно проекта.

Однако где же наш новый слой? Его почти не видно. Оказывается он отображается вместе с нашим первым слоем и не очень хорошо заметен на его фоне. Сейчас всё поправим. Раскроем меню текущего слоя и снимем видимость нашего первого слоя. После закрытия этого окна, останется видимым только новый слой с изобатами. Правда можно и не убирать основной растр. Однако необходимо исключить его из процесса векторизации. Для этого вызовем окно настройки слоёв и нужном растре вместо карандашика поставим снежинку. Это "заморозит" данный растр.

Только теперь и наступает черёд автоматики. И хотя в выборе вариантов трассировки есть полностью автоматическая трассировка - "Утилиты/Автоматическая трассировка/Трассировка линий... или Оконтуривание... ", но лично я предпочитаю работать в полуавтоматическом режиме. Это позволяет контролировать и управлять всем процессом. Именно такой способ и будет показан далее.

Выбираем нужный инструмент трассировки. Чаще всего, как и в этом случае, будет необходим инструмент "Кривая ". Он стоит самым крайним слева на меню инструментов для векторных слоёв (см. меню инструментов для векторных слоёв). Выбрав его, нужно указать курсором на произвольное место нужной изобаты. От этого места сразу пойдёт линия. Это уже наш вектор. В местах, вызывающих затруднения для распознавания направления движения, прокладка будет останавливаться и ждать Ваших подсказок. Помогайте ей, переводя курсор к месту продолжения кривой. Если вдруг что-то пошло не так, можно остановить процесс автоматической трассировки, щелкнув правой кнопкой мыши. После этого все действия прекращаются и появляется дополнительное меню инструмента.

В этом окне выберите режим "Откат ". Он позволяет, щёлкая левой кнопкой мыши, последовательно убирать ненужные участки кривой. Уберите всё необходимое и, выбрав в этом же меню режим "Автоматическая трассировка ", продолжите создание кривой. Если линия замкнутая, как например в центральной части моего примера, то трассировщик сам замкнёт её. Если линия не закончена, то дойдя до её конца, надо просто два раза нажать правой кнопкой мыши и процесс трассировки продолжится уже с другой стороны. Окончить создание можно также дважды щёлкнув правой кнопкой мыши или нажав кнопку Esc. Здесь не описаны все операции, доступные в показанном меню работы с инструментом, но все подсказки на русском языке и достаточно понятны. В результате должно получиться примерно следующее:

Обратите внимание, что я задал стандартный цвет для линий изобат - коричневый. Это делается в перед началом трассировки в окне менеджера слоёв проекта. Можно изменить этот цвет и позже.

Теперь давайте переведём в векторную форму участок леса. Не буду подробно описывать все подготовительные операции. Просто перечислю их:

в поле проекта создаём новый векторный слой с названием "Лес",

переходим на основную растровую картинку, она в цвете,

выбираем инструмент "Бинаризация" и отмечаем все зелёные оттенки, соответствующие обозначению лесистых участков. Должно получиться примерно так:

Вы уже догадываетесь что посте бинаризации у нас не будет одной полностью залитой области. Так и есть:

Вот теперь можно вспомнить и про чистку растра. Если мы сейчас начнём трассировку, то ничего хорошего из этого не получится. Вот типичный пример загрязнённого участка:

Поэтому выбираем инструмент "Редактирование/Чистка растра... " и, настроив этот инструмент, пробуем очистить наш рисунок от ненужной грязи. После выбора значений для данного инструмента равными 4 для удаления и 6 для заполнения и применения данного инструмента 3-4 раза, у меня получилось следующее:

Не идеально, но уже гораздо лучше. Теперь надо сгладить внешние границы этого участка. Как это сделать?

Давайте вспомним принципы работы с изображениями в Adobe Photoshop. Вспомнили? Если нет, ничего страшного. Я сам узнал об этом приёме от разработчиков программы.

Переведём наше изображение в полноцветный режим - "Редактирование/Цветовой режим/TrueColor (24bits) ". Выберем инструмент "Редактирование/Размытие..." В настройках для данного случая я выставил значения 95% для коэффициента и 4 для радиуса. Как будет видно, этим мы можем немного размыть и как бы сгладить очертания нашего леса. У меня получилось так:

Теперь с помощью инструмента "Редактирование/Улучшение контраста... " попробуем сделать так, чтобы получилось опять двухтоновое изображение. Для этого я установил значение левого верхнего движка линии настройки равным 85, а правого - 100. После чего опять перевёл изображение в монохромный режим. Вот что получилось в результате:

Как видно, после этой операции исчезли и оставшиеся ненужные участки. Общий вид теперь такой:

Этого вполне достаточно для нашей задачи. Но если вдруг некоторые ненужные участки черного или белого цвета остались, то значит пришла пора выполнить небольшую ручную работу. Для этого выберем инструмент "Редактирование/Редактирование растра ". В нижней части окна программы появится окно с настройками этого инструмента. Что бы понять как работает этот инструмент попробуйте использовать его в окне изображения с нажатой левой, а затем правой кнопкой мыши. Посмотрите, что при этом меняется. Всё достаточно просто. Не забывайте, что нам нужны только границы области, поэтому закрашивать все внутренние участки нет никакого смысла. Однако, если в нашем проекте есть вложенные участки - озёра, болота и т.п., то рекомендую Вам сразу сделать контуры и для них. Это нам очень пригодиться в недалёком будущем. В результате получаем изображение с которым уже можно работать дальше. сохраняем его под каким-либо именем и присоединяем к проекту. Векторный слой с названием "Лес" у нас уже есть.

Теперь опять пришла пора трассировки. Выбор инструмента прежний - Кривая. Но если мы сейчас начнём векторизацию, то у нас ничего не получится. Почему? Да потому что в случае с изобатами нам для векторизации нужна была середина растровой линии, а в данном случае нам нужно обводить край растрового участка. Поэтому сменим стратегию растеризации - "Сервис/Параметры трассировки... ". Выставим там режим "Трассировать по контуру ". После этого можно приступать к процессу. Внимательно смотрите на каком из векторных слоёв Вы сейчас находитесь. все объекты будут располагаться только на текущем слое.

Обязательно надо сказать про настройку стратегий растеризации. Обязательно используйте настройки параметров трассировки. Это может сохранить много времени и нервов. Посмотрите на параметры и попытайтесь найти наилучшие значения для необходимых параметров. Я, например, обычно немного уменьшаю допустимый разрыв контура и увеличиваю угол поиска продолжения. После трассировки и оптимизации формы векторных линий - "Утилиты/Автоматическая трассировка/Оптимизация формы линий... ", результат не заставил себя ждать:

Вот так уже достаточно интересно. Правда оптимизацию векторных линий я сделал больше для наглядности. Обычно этой функцией нужно пользоваться умеренно. Потому что все эти векторные данные в последствии ещё будут подвергаться генерализации в программе GPSMapEdit. Напомню, что у нас всего два векторных слоя. Давайте подумаем сколько слоёв нам ещё может понадобится. На исходном изображении видно, что у нас пока не сделаны озёра, ручьи, автомобильные дороги, железные дороги, населённые пункты и болота. Всего шесть слоёв. Но на самом деле их будет немного больше. Объясню почему. Дело в том, что на данном этапе мы работаем только с линиями и полигонами. Посмотрите на рисунок с растровым слоем перед трассировкой леса. Вы видите, что на нём есть не залитые участки, которые остались от озёр, болот и т.п. Этих участков сейчас нет на нашем слое с лесом. Это сделано специально. Если мы обведём этот участок, то в последствии, при экспорте этого слоя, полигон обозначающий Лес и другой полигон, обозначающий отсутствие леса, будут одного цвета и внутренний просто не будет виден. Это осложнит работу по вырезанию одного из другого. Поэтому внутренний участок лучше поместить на отдельный слой и при экспорте задать для него другой цвет. Таких нюансов довольно много, поэтому внимательно посмотрите Ваш участок карты и сразу продумайте свои действия.

Ещё немного про дальнейшие действия. С лесом мы почти разобрались. Теперь наступила очередь озёр. Можно немного упростить процесс трассировки озёр. Ведь у нас уже есть слой на котором есть очертания нескольких озёр. Это тот же самый растровый слой, который мы использовали для трассировки лесистых участков. Можно воспользуемся им. Но перед этим, конечно, создадим векторный слой "Озёра" и сделаем пока невидимыми ненужные векторные и растровые слои. В остальном процесс подготовки растра и трассировка не отличается от описанной выше. Через некоторое время у меня получилось следующее:

Здесь я специально дал вид только очертаний объектов для того, чтобы они не перекрывали друг друга. Как Вы можете видеть здесь уже присутствуют пять слоёв - изобаты, лес, озёра, реки и железная дорога. Кстати для железной дороги очень кстати пришлась функция оптимизации формы линии с чуть большими параметрами, чем обычно. Это позволило значительно сократить количество узлов и сгладить её очертания до исходных.

Ещё один момент. После векторизации таких ответственных объектов как например дороги, часто возникает необходимость в коррекции некоторых узлов на получившейся линии. Как например, для удаления лишних узлов на линии железной дороги в местах, где она пересекает реки. Там стоит символ моста и линия трассировки проходит через него, отклоняясь от основной линии. Для этого выберем инструмент для редактирования узлов - "Редактирование/Редактор ". Работа с этим инструментом достаточно проста. Сначала нужно выбрать объект. Выбранный объект становится активным и на нём теперь видны все узлы. Увеличим нужный участок. Если нам надо переместить узел, отмечаем его с помощью левой кнопки мыши и перетаскиваем на нужное место. Если узел требуется удалить, то просто щёлкаем на нём правой кнопкой мыши. Добавить узлы можно щёлкая в нужное место левой кнопкой мыши. Линии также можно объединять, разрывать, замыкать и пр. Это делается этим же инструментом, стоит только переключиться между режимом создания точек в режим захвата отрезков. Этот переключатель Вы найдёте в нижнем поле настройки инструментов. Рекомендую Вам почаще обращать внимание на это поле. Там можно найти очень интересные настройки практически для всех инструментов.

На этом и остановимся.

Перед началом привязки, хочу остановиться вот на чём - весь описанный выше процесс, ни в коем случае не является догмой. Все настройки и используемые инструменты выбирались, исходя из конкретной ситуации и подходят только для карт, подобных взятой для данного примера. И хоть я и постарался взять самую распространённую топологическую основу, но в каждом случае Вам придётся находить свои варианты использования настроек и инструментов. Это творческий процесс, не терпящий однообразия. Вполне может быть, что Вы найдёте ещё не один способ сделать всё ещё точнее и быстрее.

Теперь перед нами стоит одна из самых ответственных задач - перенести все эти данные в программу GPSMapEdit. Этим и займёмся. А как же привязка карты, спросите Вы. И будете абсолютно правы. Без привязки на данном этапе не обойтись.

Привязка карты в любой программе является одним из самых сложных моментов. Не является исключением и Easy Trace. И если ранее я специально указывал на существование различных подходов к процессу трассировки, то сейчас прошу строго следовать моим рекомендациям по процессу привязки. Для реализации качественной привязки нам, как и в любом другом случае, потребуются заранее известные точки, которые можно однозначно определить на карте и их точные координаты. И конечно наша растровая карта, как основа. Лучше всего иметь точки, самостоятельно сделанные с помощью навигаторов. Точнее этих данных нам вряд ли удастся что либо добыть. Да и нет такой необходимости в нашем случае. Лучше всего располагать точки привязки равномерно по всему полю карты. Наилучший результат обычно получается, если расположить четыре точки привязки по краям рисунка и одну поместить в центр. Это будет основа. Остальные имеющиеся точки можно ставить по всему полю. Они будут выравнивать небольшие искажения. Весь процесс привязки, описанный ниже, будет строится именно на базовой системе точек привязки, состоящей из пяти штук. Я понимаю, что это не всегда выполнимо в реальности, но, как Вы увидите далее, этот способ допускает коррекцию привязки по мере получения большего количества точных данных. С этим понятно. Приступим к практической работе.

Первым делом нам надо определить точное расположение точек привязки на нашем растре. Эти значения нам нужны в пикселах. Самым простым способом мне представляется использование всё того же Adobe Photoshop. Откроем в нём нашу карту и, с помощью вкладки "Info ", определим координаты наших точек привязки на растре. Не забудьте переключить единицы измерения на пикселы. По умолчанию там, кажется, дюймы или сантиметры.

Ориентирами для наших точек могут быть мосты, развилки, пересечения просек и т.п. В данном примере я взял:

Для первой точки привязки - место впадения ручья в озеро:

Для второй - впадение ручья в реку;

Третья и четвёртая - слияние двух рек;

И пятая точка - это выдающаяся острая заводь на озере.

Для удобства, я ниже привожу схему расположения точек. Сами точки расположены в центрах окружностей. Не забываем, что именно по этим точкам у меня уже должны быть точные геодезические координаты. Впрочем, эти данные можно взять и из карт к программе ГИС Русса. Загрузив их в программу GPSMapEdit, всегда можно посмотреть координаты нужной точки. Не забудьте установить параметры представления координат в "Lat/Lon hdddºmm"ss,s" .

В результате у нас есть координаты точек привязки в пикселах на нашей растровой карте и, соответствующие им, координаты на местности в датуме WGS84. Теперь нам потребуется перевести данные из геодезических координат, выраженных в градусах, в линейную систему координат, выраженную в метрах. Для этого можно воспользоваться любым калькулятором для перевода координат из градусов в метры. Вот один из них. Он позволяет рассчитать координаты с точностью до одного метра. В нашем случае этого вполне достаточно.