ArcScan for ArcGIS

ArcScan – дополнительный модуль для ArcGIS, разработанный для преобразования растровых данных в векторные. Этот простой в использовании продукт представляет собой набор мощных команд и инструментов для оцифровки бумажных карт.

Благодаря тому, что этот модуль полностью интегрирован в среду ArcGIS, имеется возможность задавать топологические правила для векторизуемых слоев, и работать с моделями данных, разработанными в ArcGIS, поддерживая, таким образом, целостность данных уже на этапе оцифровки.

При работе с модулем можно использовать все предоставляемые ArcMap возможности для редактирования растровых и векторных данных.

Начиная с ArcGIS версии 9.1, ArcScan уже включен в ArcEditor и ArcInfo, так что дополнительно приобретать его нужно лишь при работе с ArcView.

Используя ArcScan возможно:

• Создавать линейные и полигональные векторные объекты в форматах базы геоданных или шейп-файла непосредственно по растровому изображению
• Векторизовать объекты (переводить из растрового формата в векторный) в интерактивном или автоматическом режимах
• Подготавливать (очищать) изображения для векторизации в автоматическом режиме
• Задавать среду замыкания для растров
• Выбирать группы ячеек растров путем запроса к связанным с ним областям

ArcScan позволяет выполнять векторизацию в трех режимах:

• автоматическом (batch mode)
• полуавтоматическом или интерактивном (tracing)
• ручном (head-up digitizing)

Автоматическая векторизация существенно сокращает время, затрачиваемое на оцифровку растровых изображений. В этом режиме существуют два способа векторизации: centerline и outline.

В режиме centerline строятся центральные линии растровых линейных объектов и границы площадных объектов.

В режиме outline строятся границы всех растровых связанных компонент в виде полигонов. Результатом является множество полигонов.

Centerline и Outline

Полуавтоматическая или интерактивная векторизация (трассирование) применяется в тех случаях, когда требуется больший контроль над процессом векторизации или нужно векторизовать небольшую часть изображения.

С помощью курсора задается начальная точка и направление трассирования, после чего автоматически строится центральная линия от начальной точки до конца растровой линии, если по пути не встретится площадной объект или точка пересечения с другой линией. Если центральная линия попадает в точку пересечения, то трассировщик останавливается и ждет, пока оператор снова укажет направление, в котором нужно продолжить трассирование. Если центральная линия остановилась на границе площадного объекта, то оператор должен перейти в режим ручного цифрования и оцифровать этот объект.

Трассировка

Ручная оцифровка позволяет оператору осуществлять непрерывный контроль над процессом векторизации, задавая с помощью курсора положение каждой вершины центральной линии. Ручная оцифровка используется для векторизации растровых изображений плохого качества, изображений, содержащих сразу нескольких тематических слоев, а также при наличии сложных видов линий. Ее также целесообразно использовать для оцифровки прямых линий.

В данном режиме есть особый инструмент – raster snapping, позволяющий автоматически привязывать начальную точку к центральной линии, точке пересечения линий, концам линий или углам. Быстрое наведение курсора на специфические точки повышает точность и увеличивает эффективность оцифровки, так как отпадает необходимость в частом изменении масштаба изображения на экране.

Установка опций замыкания для растра и примеры замыкания

ArcScan также можно использовать для редактирования черно-белого растрового изображения до начала векторизации. Для этого имеются стандартные инструменты (Brush, Fill, Line, Erase), обычно используемые в других векторных редакторах. Есть еще два инструмента: Swap - для инвертирования цвета фона и объектов, и Magic Erase - для удаления целиком связанной компоненты.

Имеются также инструменты, сочетание которых удобно для автоматического удаления изолированных шумов (белых и черных пятен) с растрового изображения перед автоматической векторизацией.

До и после очистки растра

Когда результат получен, то ArcScan позволяет провести векторную постобработку - сгладить и, затем, генерализовать полученные в результате векторизации линии и границы полигонов. Важно, что в используемом алгоритме интенсивность сглаживания и генерализации не зависят от толщины линии.

Центральные линии могут быть прерывистыми из-за использования сложных условных знаков (штриховые линии и т.п.) и других помех. Одной из операций векторной постобработки является автоматическое замыкание пробелов. Этот алгоритм использует два параметра: максимальную длину пробела и угол, внутри которого может лежать продолжение.

Параметры векторизации

Настройка: выбор порогов и управляющих параметров - производится в интерактивном режиме. Оператор меняет значения параметров и сразу же видит результаты сглаживания, генерализации и замыкания пробелов в режиме предварительного просмотра видимой части изображения. Подобрав необходимые параметры, можно запустить режим автоматической или полуавтоматической векторизации.

Однажды выбрав оптимальные параметры для векторизации карт определенного типа, их можно сохранить в отдельный стиль, и использовать в дальнейшем.

Стили