Сканирование и склейка карт.

     Каждый, в первый раз самостоятельно создавший небольшую электронную карту для личного использования, наверняка помнит те ощущения, которые были у него, когда в "боевой обстановке" он, с её помощью, был способен найти практически что угодно в нужном районе. Это ощущение сродни полёту, когда с высоты видишь всю окружающую местность с чётким обозначением целей движения и себя, бодро шагающего с ружьём по сопкам, неторопливо собирающего грибы-ягоды, плывущего на байдарке по извилистой реке или просто гуляющего с собакой за городом. Конечно, всё это стало возможным не само по себе. Перед этим Вы уже наверняка ходили по этим местам, собирали точки привязки и записывали треки, искали и сканировали обычную бумажную карту нужного района, скачивали спутниковые снимки. Все эти данные были использованы Вами при создании карты с помощью программы GPSMapEdit. Наверняка использовалась программа OziExplorer. В последней производилась привязка карты к общепринятой картографической сетке координат. А в первой Вы собственно и создавали векторную карту, готовую для загрузки в навигатор с поддержкой картографических возможностей или в программу ГИС Русса, которая предназначена для работы на КПК с приёмником GPS.

Когда первый опыт проходит успешно, то большинству деятельных людей чаще всего хочется сделать что-то ещё более глобальное. При наличии хороших бумажных карт масштабов 1:100000 или даже больше, сделать это кажется достаточно легко. Однако, буквально на самом первом этапе, у многих возникают достаточно большие трудности, как с методикой сканирования, так и со склейкой получившегося материала. Именно этим вопросам и будет посвящена эта статья.

Редко в какой стране мира увидишь так много людей с достатком, позволяющим им иметь на своём компьютере, с последней версией Windows, такие недешёвые программы как сразу всю линейку продуктов от Adobe, пакет Corel DRAW, 3D Studio MAX вместе с Maya, Microsoft Office распоследней версии и ещё гигабайтов 6-7 всякой "мелочёвки". В каждой шутке есть доля шутки, но факт остаётся фактом - с программным обеспечением у нас пока "всё нормально". Поэтому основным инструментом, про который пойдёт речь, будет графический редактор Adobe Photoshop, как самый распространённый среди нашего населения. Но начнём мы немного раньше - со сканирования.

Подготовка к сканированию.

К любой ответственной процедуре необходимо хорошо подготовиться. Поэтому давайте рассмотрим те вопросы, которые можно решить на данном этапе. Во первых, конечно, посмотрим на наши карты и сканер. Карты у нас находятся "на бумажном носителе". Каждый лист имеет свой номенклатурный номер. Средний размер одного такого листа масштаба 1:100000 составляет 580х460мм. Бывают листы как с большими, так и с меньшими габаритами. Хорошо, если листы были свёрнуты в трубку. В этом случае удаётся избежать искажений, связанных со сгибами. Хуже, когда листы были сложены. Тут нам гарантированно придётся увидеть резкие сгибы, потертости и небольшие разрывы. Сама бумага материал не долговечный и страдает от множества факторов - влага, солнечные лучи, насекомые, изменение свойств краски и т.п. Таким образом, надо стремиться к тому, чтобы карты были как можно свежее и содержались в свёрнутом состоянии.

Теперь сканер. В подавляющем большинстве случаев, мы увидим устройство для сканирования листов формата А4, что составляет 210х297мм. Больше - нельзя, меньше - можно. Ограничение по максимальному размеру преодолеть нельзя. Но вот обойти можно. Что мы можем сделать, чтобы сканировать как можно качественнее? В первую очередь, по возможности, расправить листы с нужными картами на любой плоскости и прижать их сверху, чтобы они немного распрямились. Особенно это касается карт со сгибами. Как показала практика, обычно лист хорошо выглядит уже через пару дней.. Дальше обмеряем рабочее поле сканера и идём к стекольщику. За стеклом. Этим стеклом мы будем прижимать бумагу при сканировании. Как Вы понимаете, размеры прижимного стекла должны быть миллиметров на 30-40 меньше, чем рабочее поле сканера. Это для того, чтобы не помять кромкой сканера не помещающиеся части бумажного листа. Толщина - не менее 4мм. Попросите стекольщика постараться и выдержать максимально точными прямые углы стекла. В этом случае кромка стекла иногда может помочь в позиционировании листа. Обязательно пусть обработает кромки, чтобы не порезаться самому и не испортить карты. С помощью суперклея приклейте две подходящие ручки к одной из сторон стекла и дайте высохнуть. Всё! У нас есть прижим, через который мы будем видеть, как именно у нас будет ложиться лист карты. Родные крышки сканеров для этой цели совершенно не годятся, так как рассчитаны на прижим листов только допустимых размеров, не обладают достаточной жёсткостью и под ними не видно дефектов прижима и перекосов.

Сканирование.

Сначала определимся с параметрами сканирования. В данном случае имеется задача отсканировать топографическую карту для создания электронной карты в программе GPSMapEdit или для её векторизации с помощью трассировщика Easy Trace Pro. Первым делом начнём с разрешения. Не мудрствуя лукаво, скажу, что вполне комфортным значением этого параметра будет 400-500dpi. Это связано и с характером рисунка, и с конечным объёмом файла, и требованиями, предъявляемыми необходимыми программами. Меньше задавать пожалуй не стоит - пикселизация при небольшом увеличении будет уже видна. Большие значения, как правило, уже не дают прироста качества, за счёт особенностей отображения топографических данных. Для работы только в GPSMapEdit разрешение можно устанавливать несколько меньше - 300-400dpi. За количеством цветов также гоняться не стоит. Вспомним, что на обычных карта исходное количество цветов составляет всего 5-8. Все остальные цвета являются приобретёнными. Но не стоит слепо доверять сканеру при выборе цветов при 8-битовом кодировании. Лучше всего это сделать самому в процессе работы и сохранения материала в Adobe Photoshop. Поэтому смело ставим разрядность цвета равной 16 или 24 бит и сохраняем полученные сканы в графические форматы, не допускающие потерю информации - BMP, TGA, TIFF.

Настройки драйвера сканера по яркости, контрастности и пр. не столь важны и каждый пользователь может подобрать их по своему усмотрению. Обычно вполне можно доверится автоматической настройке.

Теперь приступим к сканированию. Но перед этим, исходя из указанных выше размеров сканера и листов карты, сделаем небольшой рисунок для чёткого плана сканирования. Какую основную задачу нам необходимо выполнить при сканировании? В первую очередь нужно попытаться сделать так, чтобы наши сканы не потеряли параллельности относительно друг друга. В этом нам могут помочь только границы листа. По ним и будем позиционироваться. Здесь стоит остановиться немного подробнее. Что считать базой в случае с картами? Ответ не столь очевиден. Если мы возьмём за базу границы самой топографической карты, то перекосы нам будут гарантированы. Ведь они построены по линиям широты и долготы. А они далеко не параллельны друг другу. Чем дальше к северу, тем сильнее искажения. Поэтому, например, основание карты в нашем полушарии всегда больше её верхней части. А середина имеет прогиб вниз. 

Поэтому ориентироваться в первую очередь нужно на окантовку карты. Причём только на верхнюю её часть. И то не всегда. Нужно на всякий случай проверить отсутствие изгиба, приложив к началу и концу верхней и нижней окантовки длинную линейку. Если изгиб есть, то следует самому провести прямую линию от начала до конца по верхнему и нижнему краю карты. Таким образом, базой у нас могут быть только верхняя и нижняя кромки карты. Эти моменты нужно учитывать именно при склейке карты в Adobe Photoshop. Но при самом сканировании нам очень помогут физические края карты. Обычно они имеют ровные параллельные края с углами 90 градусов на концах плоскостей. При этом за основу нужно брать так же верхние и нижние края.

Второй задачей является сведение к минимуму различных искажения, возникающих при сканировании и склейке получившихся файлов. Роль искажений нельзя приуменьшать. Вот простой пример. В одном 1см карты масштаба 1:100000 помещается 1км на местности. Если при сканировании не достаточно хорошо выправить простой сгиб листа, то в результате можно получить искажение до 2мм. Это 200м на местности. Причём на территории, начинающейся от места сгиба. Если на этом листе есть ещё сгибы, а это можно считать обычным случаем, то эти 200м вполне могу превратиться в 300-400м. При склейке карты из-за этих самых искажений, придётся подгонять листы к тому, что есть. Очень хорошо, если на этом этапе не прибавится ещё 200-300м. Таким образом, на заключительном этапе работы мы будем иметь от 400м до 700м достаточно неравномерных искажений. Допустим, что при хорошей привязке нам может быть удастся выправить половину. Но, согласитесь, что и 200-300м это довольно большое расстояние.
Позиционирование первого участка у нас будет самым простым - у него есть две базовые плоскости - верхняя и левая. Напомню, что в данном случае я говорю о физических краях самого листа. Именно этот лист необходимо позиционировать с максимальной точностью, так как он у нас будет базой для всего остального. В случае каких-либо несоответствий по плоскостям, нужно ориентироваться по верхнему или нижнему краю листа. Прижимное стекло лучше переместить к базовым краям. Искажения с другой стороны перекроются перехлёстом со следующего фрагмента.

При сканировании следующего фрагмента обязательно необходимо обеспечить достаточное перекрытие зоны сканирования для наложения этого листа на предыдущий. Не забывайте очень точно выкладывать верхний край этого фрагмента относительно поля сканирования. Иначе не избежать перекоса.

Третий фрагмент сканируем так-же, как и первый, только выравниваем его по верхнему и правому краю сканера. Не забываем про достаточное перекрытие фрагментов.

Теперь у нас есть вся верхняя половина карты. Таким же образом необходимо отсканировать оставшееся пространство. В любом случае выравниваем по краям карты и рабочему полю сканера, прижимаем карту стеклом так, чтобы под стеклом не было задиров, а по краям перекосов.

В данном примере у нас должно получиться шесть частично перекрывающих друг друга участков исходной карты, сохранённых в отдельных файлах. Теперь перейдём к работе в графическом редакторе. Подойдёт любая версия. Я привык работать в программе с оригинальным языком, поэтому все настройки и инструменты будут приведены на английском языке. 

 Дата - 02.05.2005г.