13015

Алгоритм визуализации картографической информации. Методы формирования картографических срезов

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Для получения картографического изображения некоторой прямоугольной области земной поверхности задаваемой географическими координатами на экране устройства отображения предлагается метод суть которого состоит в следующем: Сначала задаются элементы содержания в ...

Русский

2013-05-07

83 KB

16 чел.

Для получения картографического изображения некоторой прямоугольной области земной поверхности, задаваемой географическими координатами, на экране устройства отображения предлагается метод, суть которого состоит в следующем:

Сначала задаются элементы содержания, в рамках которых необходимо построить картографическое изображение. Далее, необходимо определить ЦММ, покрывающие отображаемую прямоугольную область. В  пределах каждой ЦММ для каждого элемента содержания необходимо отобрать картографические объекты, находящиеся в отображаемой области. Каждый такой картографический объект проверяется на соответствие критериям генерализации  изображения. В случае соответствия одному из критериев генерализации, если картографический объект содержится в отображаемой прямоугольной области частично, необходимо произвести отсечение метрического описания этого объекта по видимому образу, или, как еще говорят, произвести кадрирование. Затем метрическое описание объекта с учетом масштабных коэффициентов преобразуется в координаты графического окна устройства вывода и далее, используя функции языка графических примитивов, объект отображается в виде соответствующего условного обозначения.

Алгоритм визуализации картографической информации представлен на рис.3.7.1.

П.1. Начало программы.

П.2. Задаются координаты отображаемой прямоугольной области земной поверхности и координаты прямоугольного графического окна устройства вывода.

П.3. Определяются элементы содержания (картографические слои) для построения требуемого изображения.

П.4. Исходя из заданных координат отображаемой области земной поверхности определяется список ЦММ (номенклатурных листов карты), покрывающих (полностью или частично) отображаемую область.

П.5. Счетчик текущего номера ЦММ I устанавливается в 1.

П.6. Счетчик текущего номера элементов содержания J устанавливается

в 1.

      П.7. Счетчик текущего номера картографических объектов K устанавливается в 1.

П.8. Если картографический объект не содержится в отображаемой

области, происходит переход к п.16.

П.9. Если ни один из критериев генерализации для картографического объекта не выполнен, происходит переход к п.16.

П.10. Если картографический объект является точечным, происходит переход к п.13.

П.11. Если картографический объект полностью находится в отображаемой области, происходит переход к п.13.

       П.12. Производится отсечение невидимой части картографического объекта (кадрирование).



      
П.13. Координаты картографического объекта преобразуются к координатам прямоугольного графического окна устройства вывода.

П.14. Формируется условное обозначение картографического объекта (точка, линия, полигон).

П.15. Производится отображение картографического объекта в виде условного обозначения в графическом окне устройства вывода.

П.16. Если картографический объект последний для данного элемента содержания, происходит переход к п.18.

П.17. Счетчик K текущего номера картографических объектов увеличивается на 1.

П.18. Если элемент содержания последний, происходит переход к п.20.

П.19. Счетчик J текущего номера элементов содержания увеличивается периодически на 1.

П.20. Если ЦММ последняя, происходит переход к п.22.

П.21. Счетчик I текущего номера ЦММ увеличивается на 1.

П.22. Конец программы.

Как следует из рисунка, процесс отображения картографической информации можно разделить на два основных этапа: извлечение данных, их генерализация при помощи Паскалевских процедур средствами Turbo Vision и непосредственный вывод  объектов на экран дисплея.

При выводе изображений потоком, использование этих процедур в сочетании с методами сжатия, позволяет существенно уменьшить общий объем информации передаваемой удаленным от АГК системам последующей обработки и визуализации

3.7. Метод построения картографических срезов в геоинформационных системах оперативного управления

Рисование электронной карты, представляющей несколько слоев, длится секунды или десятки секунд и более. Неудовлетворительно выглядит  медленный скроллинг, когда сдвигается карта, а затем в освободившейся области медленно подрисовывается очередная часть изображения, а  низкая скорость вывода на экран картографической информации создает  серьезные временные задержки и режим реального времени может быть не обеспечен.        

      Существует несколько путей решения данной проблемы. Во-первых, аппаратное ускорение вывода графики, т.е. создание систем в виде специальных  скоростных графических станций. Такой подход решает проблему, но ограничивает широкое применение таких систем, в основном из-за повышенной стоимости. Во-вторых, применением специальных аппаратурных и программных способов ускорения.

Практика построения картографического фона позволяет сделать вывод о том, что для получения картографического изображения некоторой прямоугольной области земной поверхности, задаваемой определенными географическими координатами, часто не требуется отображения всех элементов содержания. Вполне достаточно иметь один или два таких элемента, только лишь для того, чтобы иметь возможность осуществлять пространственную привязку. Многие ГИС оперативного управления могут выполнять свои задачи, оперируя с неполным комплектом картографических элементов и «довольствуясь» только частью картографических данных, которую мы предложили называть картографическим срезом .

Нами предлагается метод построения картографических срезов, который реализован алгоритмом формирования и визуализации картографического среза, представленным на рис. 3.14. Сначала определяют координаты отображаемой местности и окна вывода. Затем задаётся число элементов содержания, в рамках которых формеруется срез картографического изображения. Далее определяется список ЦММ, отображающих выделенную прямоугольную область. Причем в пределах каждой ЦММ для каждого элемента содержания, отбираются картографические объекты, попадающие в отображаемую области. Каждый такой картографический объект проверяется на соответствие критериям генерализации  изображения. В случае соответствия одному из критериев генерализации, если картографический объект содержится в отображаемой прямоугольной области частично, необходимо выполнить отсечение метрического описания этого объекта по видимому образу, т.е. произвести кадрирование. Затем метрическое описание объекта с учетом масштабных коэффициентов преобразуется в координаты графического окна устройства вывода и далее, с помощью языка графических примитивов, объект отображается в виде соответствующего условного обозначения.

Алгоритм формирования и визуализации картографического среза представлен на рис.3.14.

1. Начало программы.

2. Определяются координаты отображаемой прямоугольной области земной поверхности и координаты прямоугольного графического окна устройства вывода.

3. Определяется число и тип элементов содержания необходимых для решения прикладной задачи.

      4. Исходя из заданных координат отображаемой области земной поверхности определяется список ЦММ, покрывающих (полностью или частично) выделенную область.

5. Счетчик текущего номера ЦММ I устанавливается в 1.

6. Счетчик текущего номера элементов содержания J устанавливается в 1.

7. Счетчик текущего номера картографических объектов K устанавливается в 1.

8. Выполняется условие: если картографический объект не содержится в отображаемой области, то осуществляется  переход к п.16.

9. Выполняется условие: есть ли критерий генерализации для картографического объекта, и если «Нет», то осуществляется переход к п.16, а если «Да», то осуществляется переход к п.10.

10. Определяется является ли картографический объект точечным, и если «Да», то происходит переход к п.11, а если «Нет», то осуществляет переход к п. 13.

11. Определяется находится ли картографический объект полностью в отображаемой области, и если «Да», то происходит переход к п.13, а если «Нет», то к п. 12.

12. Производится отсечение невидимой части картографического объекта.

13. Координаты картографического объекта приводятся к координатам прямоугольного графического окна устройства вывода.

14. Производится формирование условного обозначения картографического объекта с помощью утилит: точка, линия, полигон.

15. Производится отображение картографического объекта в виде элемента картографического среза в графическом окне устройства вывода.

16. Выполняется условие: если картографический объект последний для данного элемента содержания, осуществляется переход к п.18, а если «Нет», то к п. 17.

17. Счетчик K текущего номера картографических объектов увеличивается на 1.

18. Выполняется условие: если элемент содержания последний, осуществляется переход к п.20, а если «Нет» то к п.19.

19. Счетчик J текущего номера элементов содержания увеличивается на 1.

20. Выполняется условие: если ЦММ последняя в спсиске, то осуществляется переход к п.22, а если «Нет», то к п.21.

21. Счетчик I текущего номера ЦММ увеличивается на 1.

22. Конец программы.

Процесс реализации метода формирования и визуализации картографических срезов с помощью представленного выше алгоритма включает два этапа: извлечение данных и генерализация при помощи Паскалевских процедур средствами Turbo Vision и непосредственный вывод картографических  данных на экран дисплея.

При выводе изображений потоком, использование этих процедур в сочетании с методами сжатия, позволяет существенно уменьшить общий объем информации передаваемой удаленным от ГИС ОУ системам  для последующей обработки данных и визуализации, причем экономия вычислительных ресурсов, в зависимости от сложности прикладной задачи, достигала 70%.

PAGE  1


Рис.
3.7.1. Алгоритм визуализации картографической информации.

J <= JMAX

18

Начало

1

Определить координаты отображаемой области и окна вывода

2

Задать элементы

содержания карто-

 граф. изображения

3

Конец

22

E

Преобразовать коорд. объекта к координатам окна вывода

13

Увеличить счетчик

K на 1

17

A

Отобразить объект

В  окне вывода в виде

усл.овн .  обознач.

15

Да

Нет

B

Нет

Определить список ЦММ, покрывающих отображаемую область

4

Установить счетчик ЦММ

I в 1

5

Установить счетчик элементов содержания

J в 1

6

Установить счетчик картографических

объектов K в 1

7

8

Объект

в отображаемой

области

9

Критерий

генерализации

10

Объект

точечный

11

Объект

в отображаемой

области

D

C

Да

Да

Да

Да

Нет

Нет

Нет

Нет

A

B

Отсечение

невидимой части объекта

12

Сформировать условное обозначение объекта

14

16

Последний

содержания

объект элемента

18

Последний

элемент содер-

жания

20

Последняя

ЦММ в списке

Увеличить счетчик

J на 1

19

Нет

Увеличить счетчик

I на 1

21

Да

Да

C

D


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71118. Тепловой эффект ферментации и тепловой баланс ферментера (классификация ферментеров). Тепловой эффект процесса ферментации 84.5 KB
  Основой роста и размножения клеток является ассимиляция веществ из окружающей среды. Это – т.н. конструктивный (строительный) обмен или анаболизм. Он немыслим без расхода энергии. Он также невозможен без процессов противоположного типа - катаболизма.
71119. Отделение клеток для получения конечного продукта 87 KB
  Наиболее желательно фильтрование с образованием слоя осадка. В производственных условиях при эксплуатации установок систематически проводят промывку продувку и сушку осадка на фильтрах. В процессе фильтрования движущая сила и сопротивление осадка меняются поэтому скорость м с величина...
71120. Некоторые особенности механического разделения культуральной жидкости 1.76 MB
  Для улучшения отделения жидкости от мицелиальной массы, с целью минимального содержания жидкости в массе предлагается обрабатывать ферментационное сусло на гидравлических прессах (рис. 2). Гидравлическому уплотнению под действием перепада давления подвергают фильтрующий слой...
71121. Экстракция и адсорбция. Флотация. Вакуум-выпарка 696 KB
  Жидкость каждый раз отделяется на решётке а к сырью подаются новые порции растворителя и газ. Культуральную жидкость с аминокислотой пропускают через колонну. В вертикальной конструкции культуральная жидкость подаётся на разных уровнях.
71122. СУШКА И СУШИЛКИ 1.6 MB
  Для сушки микробиологических суспензий и жидкостей применяют распылительные сушилки. Для сушки пастообразных веществ вакуумные аппараты кипящего слоя вальцеленточные и сублимационные сушилки. Распылительные сушилки При распылении продукта на мелкие частицы создаётся большая...
71123. МОДЕЛИРОВАНИЕ И МАСШТАБИРОВАНИЕ 1.14 MB
  Моделированием называется исследование проблем применения к промышленному оборудованию результатов лабораторных исследований и данных по опытным установкам Это необходимо для правильного конструирования аппаратов. Некоторые такие вопросы уже были нами рассмотрены.
71124. Контрольно-измерительная аппаратура 4.23 MB
  Многие контрольно-измерительные приборы в биотехнологии не имеют отличий от работающих на химических предприятиях (для измерения скорости потока, температуры, влажности, давления и уровня жидкости).
71125. Количество и конструктивный расчет аппаратуры 80.5 KB
  Целью этих расчетов является определение оптимальных объемов и производительности основной и вспомогательной аппаратуры и количества аппаратов, необходимых для заданной производительности. Расчет основан на тех материальных потоках, которые должны проходить через аппараты за определенный...
71126. Классификация биотехнологических производств по технологическим признакам 1.95 MB
  Основные характеристики процесса ферментации при глубинном культивировании С точки зрения проектирования и методики расчета оборудования наибольшее значение в биотехнологии имеет классификация процессов по способу организации: 1 периодические; 2 непрерывные; 3 многоциклические...