Мацібора О. В.

Кіровоградський держ. педаг. ун-т ім. В.Винниченка, природничо-географ. фак-т, студ. III курсу

Науковий керівник: проф., зав. каф. географії та геоекології, д.геогр.н. А.І. Кривульченко

МЕТОДИЧНІ АСПЕКТИ РОЗРОБКИ КАРТИ ГІДРОГРАФІЧНОЇ МЕРЕЖІ

Відомо, що в межах певного регіону водні об’єкти утворюють гідрографічну мережу, яка має певну ландшафтоформуючу функцію і значною мірою впливає на господарську діяльність людини. Оцінюючи певні параметри гідрографічної мережі в цілому (густота річкової сітки) та окремих водотоків (витрата води, площа водозбірних басейнів), можна встановити рівень забезпеченості водними ресурсами тієї чи іншої території, що для деяких регіонів є особливо актуальною проблемою.

Визначення багатьох кількісних характеристик водних об’єктів, що пов’язано з обробкою великих об’ємів цифрової інформації, є трудомістким процесом, який потребує багато часу. Значно спростити і прискорити отримання результатів дозволяє застосування сучасних комп’ютерних технологій для аналізу картографічних творів з подальшим створенням електронних карт (ЕК).

На даний час вивчення гідрографічної мережі певної території здійснюється на основі аналізу відповідного шару в геоінформаційних системах (ГІС). Таким чином можна побудувати карти лінії току, траєкторії руху води на схилах, виділити контури водозбірних басейнів водотоків [1]. Створення повноцінної ГІС є складним процесом, який потребує:

1. 1)апаратного забезпечення (персональний комп’ютер з певним рівнем технічних характеристик: постійна пам’ять, оперативна пам’ять, відеопам’ять, тактова частота мікропроцесору та інші);
2. 2)наявності відповідного програмного забезпечення;
3. 3)володіння методиками як обробки вихідних матеріалів (відсканованих топографічних карт), так і представлення результатів обробки.

Виконання перших двох умов не викликає значних труднощів, але для забезпечення останньої потрібен не лише час для опанування вищезазначених методик, але і високий рівень кваліфікації фахівця, який має на меті розробку повноцінної ГІС. Тому виникає потреба в створенні ЕК альтернативним, дещо спрощеним шляхом.

Метою даного дослідження була розробка способу побудови електронного варіанту карти гідрографічної мережі в растровому (позиційному) вигляді, за відсутності третьої складової процесу створення ГІС. Такий спосіб має бути простим в опануванні, не повинен потребувати спеціальної підготовки фахівця, який бажає його використовувати. Цей спосіб також не потребує високих технічних характеристик персонального комп’ютера.

Однією з основних задач, яку повинен розв’язувати даний метод, є спрощення і прискорення процесу зміни назв водних об’єктів, адже внесення подібних коректив у паперову карту викликає деякі ускладнення, і є довготривалим.

Важливим завданням в процесі обробки сканованих зображень топографічних карт також є збереження вихідного масштабу, кольорів, взаєморозміщення об’єктів та їх розмірів. Такі умови є необхідними в тому випадку, коли виникне потреба у проведенні вимірювань і обчислень деяких параметрів гідрографічної мережі як з допомогою електронного, так і паперового варіантів карти.

Процес створення електронного варіанту карти гідрографічної мережі включає такі основні етапи: сканування топографічних карт, виокремлення об’єктів гідрографії, коректування зображення, нанесення назв водних об’єктів, збереження результатів. Розглянемо по-окремо ці етапи.

Сканування топографічних карт. До периферичних пристроїв автоматичного введення просторової інформації належать сканери (scanner), за допомогою яких все поле карти перетворюється в графічний растровий файл [1]. До початку роботи зі сканером необхідно визначити два основні параметри: глибину кольору (бітність), з якою буде проводитись сканування, та кількість точок на одиницю площі (dpi) в майбутньому растровому файлі. Як показує практика, найкраще працювати з повнокольоровим зображенням, тобто показник True color повинен бути не меншим ніж 24 bit per pixel (bpp). Величину показника dpi визначають в залежності від найтоншої лінії на карті, тому для топографічних карт є оптимальним використання 254 dpi – 10 пікселів на міліметр і вище [2]. Після визначення обох вищенаведених параметрів проводиться сканування. В більшості випадків відсканувати всю територію в цілому за один раз неможливо, що пояснюється невеликою площею, яку може опрацювати пристрій (найчастіше аркуш формату А4, рідше А3), тому в результаті буде отримано декілька частин зображення території, яка вивчається. Відскановані зображення рекомендується зберігати в растровому форматі JPEG, щоб спростити роботу з ними в подальшому, адже більшість графічних редакторів підтримує цей формат.

Виокремлення об’єктів гідрографії. Результатом процесу сканування є один чи декілька фрагментів топографічної карти в електронному вигляді. На етапі виокремлення об’єктів гідрографії використовується пакет графічних програм Corel Graphic Suite 11, а саме одна з його складових – Corel PHOTO-PAINT 11 (Corel PP). Всі подальші дії проводяться в середовищі даної програми. Перед безпосереднім виділенням об’єктів гідрографії необхідно, працюючи з вищеназваною програмою, створити Документ 1 в форматі JPEG з розмірами не меншими ніж ті, які має досліджувана територія на карті, з якої проводилось сканування та з таким же показником dpi. Отже, буде створено документ, в який здійснюватиметься копіювання виділених об’єктів і в кінцевому результаті він матиме такий же масштаб, що і паперова карта.

Імпортувавши в середовище Corel PP файл зі сканованим зображенням топокарти (розпочинати рекомендується з тих файлів, на яких зображені найбільш західні фрагменти території), проводиться безпосереднє виділення об’єктів гідрографії. Воно здійснюється з допомогою інструменту „Magic Wand Mask Tool (W)”, який виділяє ті об’єкти, що мають однаковий колір та лінійне простягання. Опрацювавши таким чином найбільш західний аркуш, виділений фрагмент необхідно скопіювати через „буфер обміну” в раніше створений Документ 1. Важливою особливістю цього процесу є те, що під час копіювання потрібно виконати команду з контекстного меню „Вставить как новый объект”. В такому випадку скопійований фрагмент набуде властивостей об’єкту і його буде можливо переміщувати в межах документу, залежно від потреби. Перший (розташований найбільш західніше) виділений фрагмент рекомендується розташовувати поряд з лівою рамкою Документу 1. Таким чином, копіювання необхідно повторити з іншими сканованими аркушами, додаючи виділені фрагменти в Документ 1, зберігаючи при цьому взаєморозміщення об’єктів, шляхом порівняння з паперовою топографічною картою.

Коректування зображення. Не зважаючи на зручність використання „Magic Wand Mask Tool (W)” в результаті його роботи можуть виникати деякі дефекти – утворюються розриви ліній, разом із зображенням гідрографічної мережі копіюються фрагменти об’єктів, які були випадково виділені інструментом. Для усунення розривів ліній застосовується інший інструмент – „Paint Tool (P)”, а для того, щоб позбутися зайвих об’єктів, використовують „Eraser Tool (X)”.

Нанесення назв водних об’єктів. Для того, щоб карта гідрографічної мережі була повноцінною, необхідно нанести назви відповідних об’єктів на зображення. Для цього використовується інструмент для роботи з текстом „Text Tool (T)”. Він дає змогу обрати потрібний тип шрифту (рекомендується Times New Roman), його розмір (залежно від масштабу карти) та колір (багатокольорова палітра робить можливим вибір будь-якого відтінку).

Збереження результатів. Після усунення всіх недоліків, зображення гідрографічної мережі та нанесення назв водних об’єктів необхідно зберегти отримані результати. Це здійснюється командою меню „Файл” → „Сохранить как”. В діалоговому вікні необхідно ввести ім’я файлу та його тип (рекомендується JPEG). В наступному вікні, що з’явиться на екрані комп’ютера, потрібно встановити показники „Компрессия” та „Сглаживание” на 0. Цим досягається висока чіткість зображення та якість під час друку.

Наслідком проходження всіх вищезазначених етапів є створення растрового файлу, який містить зображення гідрографічної мережі певної території.

Результатом проведеного дослідження є розробка методики створення ЕК гідрографічної мережі на основі сканованих картографічних творів. Зображення отримане таким шляхом зберігає масштаб, кольори, розміри та розміщення водних об’єктів один відносно одного у повній відповідності до топографічної карти, з якої здійснювалося сканування. Важливою особливістю даного способу є універсальність, що полягає в можливості його застосування як до топографічних карт (масштабу 1:200 000 і крупніше), так і до загально географічних карт, які охоплюють значні території.

Створені, згідно даної методики, ЕК можуть бути використані в навчальних, краєзнавчих та наукових цілях. Враховуючи те, що зображення гідрографічної мережі має растровий формат відображення даних, то воно може бути конвертоване у векторний формат і послужити, в подальшому, основою для створення одного з тематичних шарів відповідної ГІС [3].

Література:

1. 1.Светличный А.А., Андерсон В.Н., Плотницкий С.В. Географические информационные системы: технологии и приложения. – Одесса: Астропринт, 1997. – 196 с.
2. 2.http://giscraft.ru
3. 3.http://gis-lab.info
4. 4.http://ecartes.narod.ru/Ukraine.htm
5. 5.http://www.tsp.by/index.jsp?id=gis
6. 6.http://liber.rsuh.ru/Conf/Istochnik_man/barsuk.htm