МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ІНСТИТУТ ЕКОЛОГІЇ, ПРИРОДООХОРОННОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ТА ТУРИЗМУ
ІМ. В. ЧОРНОВОЛА
Калібрування (прив’язка) растрових карт у програмі oziexplorer
Методичні вказівки до виконання
лабораторної роботи
з курсу “GPS-технології”
для студентів галузі знань 1401 «Сфера обслуговування»
напряму підготовки 6.140103 «Туризм»
Затверджено
на засіданні кафедри
туризму
Протокол № __ від ___________
Львів – 2013
Мета роботи: ознайомитися з типами карт, датумами, різними видами представлення географічних координат, роботою програми OziExplorer і на практиці навчитись калібрувати (прив’язувати) растрові карти в середовищі програми OziExplorer та конвертувати їх в середовищі програми Img2ozf.
Матеріали для роботи:
Компютерна програма OziExplorer Trial 3.95.5
Компютерна програма Img2ozf 3.16
Компютерний файл з зображенням частини карти в районі ІЕПТ НУ «Львівська політехніка»
Компютерний файл зі сканованою картою М-35-073 генерального штабу СРСР
Усі програми та карти розміщені на робочому столі кожного комп’ютера лабораторії.
Пояснення
Карти, що використовуються у системах позиціонування поділяються на два типи – векторні та растрові. У векторних картах інформація про місцевість закодована математично як сукупність координат, сполучених між собою лініями. Вектори описуються функціями, що визначають довжину лінії і їх напрям. Растрові карти – це оцифровані зображення, де кожна точка зображення описується певним кольором. І векторні і растрові карти створюються використовуючи аерофотознімання, знімки земної поверхні з супутників та паперові карти. Для того, щоб комп’ютерне зображення перетворилось у растрову карту, необхідно визначити географічні координати кожної з точок цього зображення. Для того, щоб створити з зображення векторну карту необхідно усе зображення перевести у векторний формат. Це означає, що кожна ділянка на карті (наприклад те, що ми бачимо як ділянку лісу), потрібно представити як сукупність точок, сполучених лініями. Таким чином, карту треба повністю «перемалювати», що вимагає значних затрат часу. Векторні карти займають набагато менше комп’ютерної пам’яті, робота з ними є більш зручною, проте на створення їх необхідно більше ресурсів та складних спеціалізованих програм. Тому, якщо у туриста виникає потреба у створенні нової карти для систем позиціонування, то найлегшим варіантом є створення растрової карти.
Абсолютним лідером серед програм, що працюють з векторними картами є програма OziExplorer, яка має версії як для персонального комп’ютера під керуванням ОС Windows, так і для мобільних пристроїв, що працюють під управлінням ОС Windows CE та Android. Програма, в основному, є корисною для подорожі по пересічній місцевості, оскільки при руху по місту чи автомобільними шляхами не дозволяє автоматично планувати маршрут. Робота з програмою подібна до роботи зі звичайними паперовими картами, оскільки програма не пропонує спеціальних маршрутів чи цікавих для відвідання місць, всі пункти маршруту потрібно наносити самостійно. Після нанесення маршруту карту з контрольними точками можна завантажити в GPS приймач. При руху по маршруту програма може показувати поточну та середню швидкість руху, пройдену відстань, запам’ятовує маршрут, по якому відбувався рух. Додатково можна відображати графік зміни висоти та швидкості руху.
Для того, щоб створити растрову карту для систем позиціонування необхідно:
Отримати комп’ютерне зображення карти. Для прикладу, якщо растрова карта створюється на основі паперової карти, то таку карту потрібно відсканувати та зберегти в одному з форматів комп’ютерної графіки.
Визначити географічні координати 2 або більше точок на карті.
Використовуючи комп’ютерний файл з зображенням карти та інформацію про координати створити растрову карту у програмі OziExplorer (або іншій спеціалізованій програмі).
Слід зазначити, що чим більше координат точок буде ідентифіковано на карті, тим точнішою буде створена карта. Як правило, для створення карти високої точності достатньо 4 точок, що розміщені в різних кутах карти. Для того, щоб ідентифікувати певні координати не достатньо лише мати інформацію про довготу та широту; необхідною умовою є також датум, відносно якого отримані ці координати. Датум — набір параметрів, які використовуються для зміщення та трансформації референц-еліпсоїда в локальні географічні координати. Різні датуми використовують різні апроксимації земної поверхні. Оскільки Земля є не точним еліпсоїдом, то точно апроксимувати її поверхню за допомогою одного глобального датуму є неможливо. Найбільш відомим глобальним датумом є WGS 84. Локальні датуми використовуються тоді, коли необхідно більш точно описати поверхню на певній території земної кулі. Так, для прикладу, локальний датум Pulkovo 1942 використовує еліпсоїд Красовського, який найкраще описує європейську територію колишнього СРСР. Загальноприйнятим у GPS навігації є використання датуму WGS 84, проте при створенні растрової карти з паперової, слід пам’ятати, що координати можуть бути подані не у датумі WGS 84. Так, на усіх старі карта часів СРСР координати вказані з використанням датуму Pulkovo 1942. Якщо при створенні растрової карти вказаний неправильний датум для координат, то це може привести до неточності від нуля до сотень метрів, в залежності від конкретної місцевості, для якої створюється карта.
Визначення координат для точок зображення може здійснюватись двома методами:
використовуючи сітку координат наявну на паперовій карті, з якої створюється растрова карта;
визначення координат певних орієнтирів місцевості, для якої створюється карта, використовуючи GPS-приймач.
Другий метод є складніший, оскільки для калібрування карти необхідно попередньо відвідати декілька об’єктів місцевості, для якої створюється карта. Тому неможливо таким чином калібрувати карту місцевості завчасно, до прибуття на цю територію. Як варіант, можна отримати координати для орієнтирів використовуючи інші карти, на яких наявні лінії координатної сітки, або скористатись електронними картами (для прикладу програмою Google Earth).
Завдання перше: калібрувати комп’ютерне зображення невеликої карти району навколо ІЕПТ НУ «Львівська політехніка», попередньо отримавши координати орієнтирів використовуючи GPS-приймач.