Содержание
Введение
1. Особенности создания цифровых топографических карт и планов
1.1 Понятие о цифровой и электронной картах
1.2 Используемые технические средства
1.3 Программное обеспечение
2. Технология создания цифровых топографических карт и планов
2.1 Создание цифровых карт по материалам полевых измерений
2.2 Цифрование картографического изображения
3. Прикладные задачи, решаемые с использованием цифровых и электронных карт
Заключение
Список использованной литературы
В настоящее время в картографии интенсивно развивается направление по созданию электронных карт, моделей виртуальной реальности, картографических анимаций, мультимедийных атласов, ГИС - технологий.
Уровень развития информационных технологий предоставляет возможность использования цифровых моделей рельефа, данных дистанционного зондирования, баз геоданных и программных средств для разработки новых методов и подходов к процессу составления и оформления карт. Это позволяет повысить качество, полноту, достоверность, современность и выразительность картографической информации.
Появлению новых технологий в области составления и подготовки к изданию карт способствовали в первую очередь следующие достижения научно-технического прогресса:
· создание персональных ЭВМ, достаточно мощных для работы с большими объемами графических данных;
· разработка программных средств, позволяющих вести комплексные составительско-оформительские работы;
· развитие сканирующей техники, появление цветных и большеформатных сканеров;
· создание и совершенствование фотонаборных комплексов, способных осуществлять вывод высококачественных цветоделенных фотоформ из различных графических пакетов;
· развитие средств оперативной полиграфии (принтеры, копировальные аппараты, ризографы).
Применение компьютерных методов позволяет значительно упростить и формализовать целый ряд приемов выполнения графических работ. Так, за последние годы существенно изменился инструментарий картографа. Вышли из употребления такие чертежные материалы и принадлежности, как: тушь, краски, чертежные бумаги и пластики, линейки и трафареты различного типа и назначения, чертежные перья и ручки, рейсфедеры, кисти и другие традиционные чертежные инструменты и приспособления. Их функции успешно выполняют вычислительная техника, специализированные программные средства и высокопроизводительное оборудование. Картограф, владеющий приемами компьютерной графики, может оперативно выполнять сложные картосоставительские работы с высоким графическим качеством.
Преимуществами компьютерных технологий являются: прежде всего высокие точность и качество графических работ, разнообразнейшие оформительские возможности, значительное увеличение производительности труда и снижение производственных затрат, повышение полиграфического качества картографической продукции. Поэтому составление и подготовку карт к изданию необходимо выполнять путем комплексного использования средств компьютерной картографии.
В данной курсовой работе рассматривается компьютерная технология создания картографических произведений. Целью моей курсовой работы является создание крупномасштабной цифровой карты с применением компьютерных технологий. Основные задачи работы:
Ø определить понятия электронная и цифровая карты;
Ø изучить технические средства для создания цифровых и электронных карт;
Ø рассмотреть особенности и функционал программ векторной и растровой графики.
В курсовой работе рассмотрены особенности программ обработки векторной и растровой графики. Изучены технологические возможности графического редактора векторной графики CorelDraw. Показана разница между двумя основными видами компьютерной графики - растровой и векторной.
цифровая топографическая карта план
Географические знания существовали в доисторические времена. Первобытные народы умели ориентироваться при длинных переходах, рисовали карты на коре, на скалах, дереве и песке, описывали страны и по-своему объясняли происхождение различных явлений в своих сказаниях и легендах.
Потребность в географических познаниях по необходимости вытекала из охотничьих и военных предприятий, переселений и торговли по сухопутным, речным и морским путям. По мере роста культуры и развития общества потребности эти становились всё более разнообразными, а самые знания всё более точными и систематическими.
Потребность в карте возникает на самых ранних ступенях культуры, особенно в условиях охотничьего быта. Так называемые "карты первобытных народов" - тунгусов, чукчей, индейцев, эскимосов и других, - представляющие примитивные планы иногда весьма значительных территорий, удивляют своей детальностью, пропорциональностью частей и географическим правдоподобием. Все они построены как планы, представляют изображение местности сверху и лишены надписей.
Ориентированы они обычно по направлению реки или морского берега, но не по странам света. Обитая на земной поверхности, осваивая её в хозяйственных целях, путешествуя и переселяясь, человек неминуемо должен был изучать местность, определять расстояние между городами, площади земельных участков, высоту и протяжённость горных хребтов, неровности почвы и т.п., что привело к необходимости производить на земной поверхности линейные и угловые измерения. Результаты таких измерений стремились изобразить графически, в виде чертежей, которые у разных народов назывались по-разному.
Термин "карта" появился в средние века, в эпоху Возрождения, до этого употреблялись слова tabula и descriptions (изображение). Этот термин происходит от латинского charta (лист, бумага), производного от греческого "хартес"-бумага из папируса.
В России изначально карту называли "чертежом". Лишь при Петре I появился термин "ландкарта". В толковом словаре В. Даля (1881)"карта" определяется как "чертеж какой-либо части земли, моря, тверди небесной".
Международный многоязычный словарь терминов картографии дает следующее определение карты: уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли, других небесных тел или небесной сферы, построенное по математическому закону на плоскости и показывающее посредством условных знаков размещение и свойства объектов, связанных с этими поверхностями.
Существуют также и другие трактовки этого термина, где уделяется внимание тем или иным качествам картографического изображения. Топографическая карта - уменьшенное, точное, подробное и наглядное изображение земной поверхности с помощью условных знаков, выполненное в определённой картографической проекции.
Для создания и полноценного использования географических карт необходимо знать их свойства и особенности. Поэтому изучение и разработка карт требуют аналитического подхода, расчленения карт на составляющие их элементы, умения понимать смысл, значение и функции каждого элемента, видеть их связи между собой. В карте различают ее содержание, передаваемое картографическими знаками (картографическое изображение), математическую основу, легенду, вспомогательное оснащение и дополнительные данные.
Содержание - главная часть любой географической карты - заключает в себе некоторую совокупность сведений (информацию) о показанных на карте природных и социально-экономических объектах (явлениях), их размещении, свойствах, иногда также динамике. Оно может быть расчленено на отдельные географические элементы по однородным группам объектов, показываемых на карте. Например, элементами содержания топографических карт являются: опорные геодезические пункты, воды, рельеф земной поверхности, растительный покров, грунты, населенные пункты, пути сообщения и средства связи" некоторые объекты промышленности, сельского хозяйства, культуры, политического и административного деления.
Математическая основа, определяющая математические законы построения карты и геометрические свойства картографического изображения, устанавливает координатную связь между объектами в натуре и их изображением на карте. В математическую основу входят картографическая проекция, координатная сетка (или сетки), масштаб и опорная геодезическая сеть. Картографическая проекция, выражающая функциональную зависимость между координатами точек поверхности земного эллипсоида и его изображения на плоскости, передается на карте через координатную сетку (или сетки) - плоское изображение системы координатных линий, избранную на поверхности эллипсоида. Опорная геодезическая сеть обеспечивает переход от физической поверхности Земли к поверхности эллипсоида и правильное положение географических элементов карты относительно координатной сетки. Геодезическая сеть, необходимая в процессе съемок, обычно показывается на топографических картах и таким образом включается в их содержание.
Легенда карты - систематический свод использованных на карте знаков с необходимыми к ним пояснениями - служит ключом к чтению и анализу содержания карты. В легенде обязательны: исчерпывающая полнота, т.е. включение всех примененных на карте знаков; логичность в группировке, размещении и соподчинении знаков (например, по отдельным элементам содержания в порядке их значения); безусловная ясность и по возможности краткость текстов, объясняющих смысловое значение знаков. Правильно построенная легенда раскрывает содержание карты - перечень элементов, классификации и показатели, использованные для каждого элемента, а также степень их обобщения. Легенда помещается на полях карты или на свободных пространствах внутри ее рамки. Для многолистных карт легенду иногда печатают на отдельном листе или в виде брошюры.
Чтобы не потеряться в великом множестве географических карт, необходима их классификация, т.е. распределение карт на группы (виды), руководствуясь теми или иными их признаками. Научная классификация карт: облегчает изучение свойств и закономерностей, присущих отдельным видам карт; находит отражение в организации картографического производства и способствует его рациональной постановке; необходима для каталогизации карт, их систематического размещения и хранения; наконец, что особенно важно для картохранилищ, облегчает поиск нужных карт и выдачу их потребителям. Строгая классификация - обязательное условие для внедрения автоматизации в информационно-картографические службы.
Любая научная классификация должна удовлетворять ряду логических требований. Во-первых, обязательна последовательность перехода от общего понятия (например, класса) к частным (подклассу, роду и виду), т.е. постепенность расчленения широкого понятия на более узкие. Во-вторых, на каждой ступени классификации необходимо применять определенное основание деления. В-третьих при расчленении широкого понятия на более узкие сумма последних должна равняться объему широкого. Группы, выделенные на каждой ступени классификации должны четко различаться между собой, чтобы исключить возможность отнесения одной и той же карты к разным группам. Чем дробнее классификация, тем труднее реализация этого требования на практике.
Значение классификации карт по масштабу определяется влиянием масштаба на содержание и особенности использования карт. В советской картографии различают карты:
· крупномасштабные (1: 200 000 и крупнее),
· среднемасштабные (мельче 1: 200000 до 1: 1000000 включительно),
· мелкомасштабные (мельче 1: 1000 000).
В применении к общегеографическим картам эти группы карт называют топографическими, обзорно-топографическими и обзорными. Часто рубеж топографических карт переносят на масштаб 1: 100 000. Для топографических карт используют также внутреннее деление на подгруппы: 1: 5 000 и крупнее (часто называемые топографическим планами), мельче 1: 5000 до 1: 25 000 включительно, мельче 1: 25000. В других странах можно встретить иные рубежи масштабной классификации с другой терминологией, хотя различия не принципиальны.
Территориальная классификация различает карты по пространственному охвату. В соответствии с требованиями, предъявляемыми к логически обоснованной классификации, при подразделении карт по территории обязательна последовательность перехода от более общих понятий к частным. Поэтому первую рубрику классификации составляют карты, изображающие земной шар в целом (Наиболее полные классификации по пространственному охвату можно начинать с карт звездного неба, солнечной системы и ее планет.). Далее раздельно классифицируются карты суши и Мирового океана. Карты суши первоначально делятся по ее наиболее крупным частям - материкам. Внутри материков можно группировать карты двояко: либо по политическому и затем административно-территориальному делению, либо руководствуясь физико-географическим районированием.
При политико-административной группировке карты классифицируются первоначально по государствам, после чего для каждого государства используются внутренние рубрики в соответствии с его административно-территориальным делением первого и, если надо, последующих более низким порядком.
Всеобщая информатизация и компьютеризация проявляются кроме всего прочего в создании цифровых моделей самых разных объектов и явлений. В этом смысле топографические карты, являясь графической моделью земной поверхности, уже не удовлетворяют современным требованиям, и основным продуктом топографии становятся цифровые и электронные топографические карты.
В основу большинства существующих и перспективных информационных технологий заложены электронные карты местности.
Как известно, ЭВМ вошли в практику в 50-х годах. В 1964 г. была сконструирована "автоматическая система для картографии", задуманная для автоматизированного изготовления издательских оригиналов после предварительного перевода в цифровую форму первичных оригиналов карт. Она включала ЭВМ и автоматический координатограф.
Для следующего этапа в развитии автоматизированной картографии, падающего на 70-е годы, характерны: совершенствование автоматизированных картографических систем (АКС) с включением в них цифрователей (приборов для перевода карт в цифровую форму), видеоэкранов (дисплеев) для вывода на ЭВМ информации в графической форме и для ее редактирования, а также графопостроителей - автоматических чертежных машин; начало систематических работ по созданию банков цифровой картографической информации; разработка оригинальных программ для ЭВМ АКС, начало инвентаризации, сводок и публикации программ.
В 80-е годы автоматизированная картография, развивая те же направления, приступила к проектированию сетей взаимосвязанных банков топографической и ведомственной тематической информации с возможным непосредственным ее выводом на удаленные терминалы - автоматизированные рабочие места картографов, оснащенные видеоэкранами и графопостроителями.
В основе автоматизации лежит идея математического моделирования процессов составления карт, т.е. их описания на языке математики, например математической формализации процессов генерализации, построения изолиний по сетям точек и т.п. Описание алгоритма для конкретной математической модели картосоставления позволяет расчет модели на ЭВМ и при выводе результатов на графопостроитель - автоматическое построение карты. Предварительно необходим перевод исходных данных, например содержания карт-источников, в цифровую форму посредством фиксации координат и кодовых обозначений на магнитных лентах или других накопителях информации.
Развитие вычислительной техники и появление автоматических чертежных приборов (графопостроителей) привело к созданию автоматизированных систем для решения различных инженерных задач, связанных с проектированием и строительством сооружений. Часть этих задач решается с использованием топографических планов и карт. В связи с этим появилась необходимость представления и хранения информации о топографии местности в цифровом виде, удобном для применения компьютеров.