51
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU GEODETSKI FAKULTET UNIVERSITY OF ZAGREB FACULTY OF GEODESY Zavod za inženjersku geodeziju - Institute of Engineering Geodesy Kačićeva 26, HR-10000 Zagreb, CROATIA Tel.: (+385 1) 456 12 22; Fax.: (+385 1) 48 28 081 DIPLOMSKI RAD Poluautomatska vektorizacija katastarskih planova i ocjena točnosti Izradio: Tomislav Tomić VII-5068 Bijeli brijeg II br. 7 Mostar Bosna i Hercegovina Mentor: prof. dr. sc. Miodrag Roić Zagreb, lipanj 2000.

DIPLOMSKI RAD · 2014. 9. 18. · Vektorska grafika koristi se i za izradu trodimenzionalnih grafičkih prikaza. Na slici 2 prikazana je linija koja je u vektorskom zapisu definirana

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • SVEUČILIŠTE U ZAGREBU GEODETSKI FAKULTET UNIVERSITY OF ZAGREB FACULTY OF GEODESY

    Zavod za inženjersku geodeziju - Institute of Engineering Geodesy Kačićeva 26, HR-10000 Zagreb, CROATIA

    Tel.: (+385 1) 456 12 22; Fax.: (+385 1) 48 28 081

    DIPLOMSKI RAD

    Poluautomatska vektorizacija katastarskih planova i ocjena točnosti

    Izradio: Tomislav Tomić

    VII-5068 Bijeli brijeg II br. 7

    Mostar Bosna i Hercegovina

    Mentor: prof. dr. sc. Miodrag Roić

    Zagreb, lipanj 2000.

  • 2

    Zahvala:

    U prvom redu, veliku zahvalnost dugujem svom mentoru prof. dr. sc. Miodragu Roiću koji mi je mnogobrojnim stručnim savjetima pomogao pri izradi ovog diplomskog rada.

    Također, zahvaljujem se svim prijateljima i prijateljicama s kojima sam proveo nezaboravne studentske godine, a najveća zasluga za ovo što sam postigao pripada mojim najbližima koji su mi maksimalnom potporom omogućili ovaj studij.

  • 3

    Sažetak:

    Ovaj rad prikazuje jedan od načina izrade vektorskog modela Katastarske općine Đurići i usporedbu dobivenih koordinata s dva, već postojeća, vektorska modela u svrhu ocjene točnosti digitaliziranih točaka.

    Vektorizacija je obavljena na MicroStation platformi, programom MicroStation Descartes 6.0 i cjelokupni postupak sastoji se od skaniranja katastarskih planova, konverzije skaniranih slika u format primjeren za vektorizaciju, geometrijske transformacije kojom se rasterski prikazi georeferenciraju i oslobađaju od deformacija i samog postupka vektorizacije pomoću programskih alata.

    Ocjena točnosti digitaliziranih točaka daje spoznaje o karakteru pogrešaka kao i zaključak o mogućnosti korištenja ovakvog vektorskog modela za izradu GIS-a, jer samo dovoljno točan vektorski model može poslužiti za izradu informacijskog sustava.

    Abstract:

    This graduation thesis describes one method of forming vectorial model of cadastral district Đurići and comparison of determined coordinates with two, already existing, vectorial models in order to estimate the accuracy of digitalised points.

    Vectorizing was performed on MicroStation platform with MicroStation Descartes 6.0 and the whole procedure is contained of scaning of cadastral plans, conversion of scanned images into adequate format for vectorization, geometrical transformation which is used for georeferencing raster images and removing deformations from them and vectorization by means of program tools.

    The result of precision estimating of digitalised points will be the definition of deviation character as well as the conclusion about possibilities in using this vectorial model for developing GIS, because only vectorial model which is accurate enough can be used for creating such information system.

  • 4

    S A D R Ž A J 1. UVOD...................................................................................................................................................... 5

    2. KATASTAR ZEMLJIŠTA.................................................................................................................... 6

    3. RAČUNALNA GRAFIKA .................................................................................................................... 8

    3.1. RASTERSKA GRAFIKA........................................................................................................................... 8 3.2. VEKTORSKA GRAFIKA .......................................................................................................................... 9

    4. DIGITALIZACIJA I VEKTORIZACIJA ......................................................................................... 11

    4.1. IZRADA VEKTORSKIH MODELA IZ IZVORNIH MJERENJA.......................................................................12 4.2. IZRADA VEKTORSKIH MODELA DIGITALIZATOROM.............................................................................13 4.3. IZRADA VEKTORSKIH MODELA EKRANSKOM VEKTORIZACIJOM..........................................................13

    5. DIGITALNI KATASTAR................................................................................................................... 15

    5.1. KATASTARSKI SUSTAV KAO ZIS.........................................................................................................15 5.2. NORMIZACIJA DIGITALNIH PROSTORNIH INFORMACIJA.......................................................................16 5.3. PLANIRANJE SIGURNOSTI U INFORMACIJSKOM SUSTAVU ....................................................................18 5.4. PREDNOSTI I MANE DIGITALNE KARTOGRAFIJE...................................................................................19

    6. PROGRAMSKA PODRŠKA .............................................................................................................. 20

    6.1. MICROSTATION 95 ............................................................................................................................. 20 6.2. MICROSTATION DESCARTES 6.0 ........................................................................................................ 25 6.3. COREL PHOTO-PAINT 8 ...................................................................................................................... 30

    7. VEKTORIZACIJA KATASTARSKIH PLANOVA K. O. ĐURIĆI............................................... 32

    7.1. ULAZNI PODACI.................................................................................................................................. 35 7.2. KONVERZIJA ULAZNIH PODATAKA U HMR FORMAT .......................................................................... 35 7.3. GEOMETRIJSKA TRANSFORMACIJA RASTERSKIH SLIKA....................................................................... 36 7.4. POSTUPAK VEKTORIZACIJE................................................................................................................. 38

    8. OCJENA TOČNOSTI DIGITALIZIRANIH TOČAKA.................................................................. 41

    8.1. NUMERACIJA DIGITALIZIRANIH TOČAKA ............................................................................................ 41 8.2. EDG (EDIT GRAPHICS) ....................................................................................................................... 42 8.3. OCJENA TOČNOSTI.............................................................................................................................. 44

    9. ZAKLJUČAK....................................................................................................................................... 49

    Literatura

    Životopis

  • 5

    1. Uvod

    Razvoj informacijske tehnologije, sve većim količinama memorije, bržim i kvalitetnijim prijenosom podataka, stvorio je sve uvjete za neminovan prijelaz katastarskog sustava na digitalni, informacijski sustav.

    Vektorizacija katastarskih planova je jedan od načina dobivanja digitalnog modela i taj postupak je samo jedan dio u cijelom postupku izrade digitalnog katastra.

    Izradi digitalnog katastarskog sustava može se prići bez obzira što nisu ispunjeni uvjeti za prelazak na tzv. međni katastar. Neusklađenost podataka iz knjižnog i tehničkog dijela katastarskog operata bila bi vidljiva u konačnom informacijskom sustavu koji ima sposobnost analiziranja prostornih podataka. Digitalni model mora biti uklopljen u službeni državni referentni koordinatni sustav preko homogene mreže stalnih geodetskih točaka s poznatim i dovoljno točnim koordinatama.

    Zadatak diplomskog rada je vektorizirati katastarske planove K. o. Đurići što znači pretvoriti grafičke podatke s planova u vektorski oblik, koristeći MicroStation i Descartes. Skanirani planovi transformirani su uz pomoć pravokutne koordinatne mreže i metodom poluautomatske vektorizacije dobiveni su grafički elementi u vektorskom obliku.

    Nadalje treba usporediti koordinate digitaliziranih točaka sa dva već postojeće modela napravljena ručnom digitalizacijom (digitalizator) i ekranskom vektorizacijom na vježbama iz predmeta Komunalni informacijski sustavi 1998. i 1999. godine. Analiza točnosti bi trebala rezultirati spoznajom o karakteru pogrešaka uzimajući u obzir čimbenike koji utječu na točnost digitalnog modela, a to su: deformacija planova i metoda vektorizacije.

  • 6

    2. Katastar zemljišta

    Katastar zemljišta je dio sustava društvenog informiranja u kojem se prikupljaju podaci o zemljištu, kao i neke činjenice vezane uz njega. Katastar zemljišta sadrži podatke o zemljištu u pogledu njegova položaja, oblika, površine, načina iskorištavanja, proizvodne sposobnosti, katastarskog prihoda i posjednika.

    Navedeni podaci se utvrđuju, obrađuju i evidentiraju u katastru zemljišta u odnosu na katastarsku česticu zemljišta. Katastarska čestica je dio zemljišta koji se iskorištava na isti način i pripada istom posjedniku. Svaku katastarsku česticu jednoznačno određuje broj katastarske čestice i naziv katastarske općine u kojoj se nalazi.

    Podaci o zemljištu su objedinjeni katastarskim operatom koji se izrađuje za područje katastarske općine na temelju podataka dobivenih katastarskom izmjerom i klasiranjem zemljišta i sastoji se od tehničkog i knjižnog dijela operata.

    Tehnički dio katastarskog operata sadrži:

    1. Zapisnik omeđivanja granica katastarske općine,

    2. Detaljne skice izmjere,

    3. Kopije katastarskih planova,

    4. Popis koordinata i apsolutnih visina trigonometrijskih, poligonskih i malih točaka.

    Knjižni dio katastarskog operata sadrži:

    1. Popis katastarskih čestica,

    2. Posjedovne listove,

    3. Sumarnik posjedovnih listova,

    4. Pregled po katastarskim kulturama i klasama zemljišta,

    5. Abecedni popis posjednika zemljišta.

    Iz sadržaja katastarskog operata je vidljivo da tehnički dio sadrži podatke o položaju i obliku svake katastarske čestice i objekata koji se na njoj nalaze, kao i koordinate točaka geodetske osnove, dok knjižni dio katastarskog operata evidentira podatke o površini, načinu iskorištavanja, proizvodnoj sposobnosti, katastarskom prihodu i posjedniku.

    Svrha katastra zemljišta je višestruka. Katastarski podaci se koriste za razne tehničke, upravne, ekonomske i statističke svrhe, te za izradu zemljišnih knjiga i kao podloga za oporezivanje prihoda od zemljišta.

    U tehničke svrhe, katastarski planovi služe kao podloga za projektiranje i izvođenje građevinskih radova. Katastarski planovi gradova i naselja koriste se za izradu urbanističke

  • 7

    regulative i razna druga projektiranja. Na temelju podataka koje sadrži katastar zemljišta, može se zaključivati o ekonomskoj snazi i poljoprivrednoj sposobnosti jednog područja ili jednog poljoprivrednog domaćinstva, te prema tim podacima planirati poljoprivredna proizvodnja. Statistika može dobiti podatke o površini zemljišta po pojedinim kulturama i klasama, o broju posjednika i veličini posjeda za bilo koje područje. Nadalje, katastarski planovi u izvornom obliku ili modificirani služe kao podloga za izradu ostalih vrsta katastara (katastar vodova, katastar zgrada i dr.). Zemljišna knjiga ne može se osnovati niti postojati bez katastra zemljišta. Ona preuzima od katastra zemljišta podatke o zemljištu, a koristi i katastarske planove. Ove dvije institucije, katastar zemljišta i zemljišna knjiga, dopunjavaju jedna drugu i jedna bez druge ne mogu u potpunosti postići svoju svrhu.

    Osim u navedenim djelatnostima, katastar zemljišta služi i u mnogim drugim. Tijela državne uprave pri rješavanju prava i obveza građana, koriste podatke katastra zemljišta. Sve agrarne operacije koje su se u prošlosti izvodile ili koje se i danas izvode kao što su agrarna reforma, arondacija, izvlaštenje, nacionalizacija, komasacija, ne mogu se uspješno i bez velikih poteškoća i troškova provesti ako ne stoje na raspolaganju podaci koje sadrži katastar zemljišta.

    Katastar zemljišta imao je u prošlosti samo dva zadatka, reguliranje pravnih odnosa i poreznih obveza. Danas katastar zemljišta treba biti takav da može poslužiti zahtjevima tradicionalne namjene, ali i za mnoge druge svrhe (Medić i dr. 1995).

  • 8

    3. Računalna grafika

    Računalna grafika i periferni uređaji kao što su digitalni fotoaparati, skaneri, printeri i ploteri razvili su se do te mjere da su primjerice svojom razlučivosti ugrozili klasični film kao medij. Rasterska i vektorska grafika kao plod grafike visoke rezolucije prate taj razvoj kroz sve višu kvalitetu prikaza i automatizaciju pri obradi. Grafički model može biti kombinacija rasterske i vektorske slike što se naziva hibridni grafički model.

    Danas se sve više teži standardizaciji u računalnoj grafici. Većina standarda proizašla je iz internih standarda pojedinih tvrtki ovisno o zahtjevima sklopovlja i programskog sustava koji se vremenom mijenjaju. Programski paketi za obradu grafike pružaju mogućnost jednostavne konverzije između većine formata koji se koriste.

    3.1. Rasterska grafika

    Rasterski grafički prikaz temelji se na primjeni slikovnih elemenata ili pixela. Slikovni element je geometrijski lik određenog oblika i površine, te se ne smije poistovjetiti s geometrijskom definicijom točke (Rožić 1996). Rasporedom pixela u slikovnoj matrici definiran je raster. Položaj svakog slikovnog elementa određen je brojem stupca i retka u kojem se nalazi pa se može govoriti o koordinatnom sustavu rasterskog grafičkog prikaza. Uz informacije o položaju pixela još je bitna informacija o njegovom sadržaju. U najjednostavnijem slučaju rastera sa dvije boje sadržaj može biti “0” ili “1”. Da bi rasterski prikaz bio kvalitetan mora sadržavati miliune pixela koji prepoznaju određen broj boja (16 ili 24 bita) pa bi takva datoteka bila dužine nekoliko MB. Svaki se pojedini slikovni element može posebno tretirati što neće utjecati na ostale pixele. Rasterski model je najčešće rezultat daljinske detekcije (satelitskih i avionskih snimki) ili rezultat skaniranja karata. Nedostatak takvog modela jest taj što zauzima mnogo memorijskog prostora, a pritom su i operacije s njim ograničene. Postoje razni formati zapisa rasterske slike od kojih se najviše koriste:

    JPEG-(Joint Photographics Expert Group) slikovni format koji nije ograničen brojem boja, često se koristi na Internetu jer omogućava velike stupnje sažimanja. JPEG je “loosy” slikovni format, što znači da se prilikom spremanja s velikim sažimanjem iz slike nepovratno izbacuju sve informacije za koje programski algoritam smatra da su suvišne.

    GIF -(CompuServe Graphic Interchange Format) format koji je neslužbeni standard za sve slike koje se koriste za izradu WWW stranica. Datoteke su minimalne veličine i ograničene su na prikaz samo 256 boja.

    TIFF-(Tagged-Image File Format) standardni slikovni format koji je definiran neovisno od sklopovlja i grafičkih korisničkih sustava. Datoteke u tom formatu su vrlo velike i podržavaju sažimanje bez gubljenja kvalitete i koriste se uglavnom u profesionalne svrhe.

    BMP-(Windows Bitmap) standardni format zapisa u okruženju Windows operacijskog sustava.

  • 9

    Datoteke u rasterskom obliku su općenito veće od vektorskih, ali nam omogućuju višestruko smanjenje veličine konverzijom u pogodniji format i reduciranjem broja boja.

    Na slici 1 prikazana je linija u rasterskom obliku koja je uvećana da bi se vidio stepeničasti oblik linije. Točnost rasterskog prikaza ovisi o veličini pixela.

    Slika 1. Rasterski prikaz linije

    3.2. Vektorska grafika

    Vektorska grafika definira grafičke prikaze korištenjem linija. Svaka linja, pravocrtna (dio pravca) ili krivocrtna (dio krivulje) definirana je položajem početne i krajnje točke u odgovarajućem koordinatnom sustavu, te parametrima krivulje. Pri tome, najjednostavniji element grafičkog prikaza koji je ujedno i nositelj geometrijske informacije, je točka čiji je položaj određen pripadajućim koordinatama. Ako niz točaka spojimo linijama (vektorima) definira se objekt. Vektorski grafički prikazi su vrlo precizni i mogu biti vrlo složeni. Njihova složenost ne djeluje na kvalitetu dvodimenzionalnih grafičkih prikaza kojima je dobro prilagođena, posebno uz mogućnost korištenja linija različitih vrsta, debljina i boja. Vektorska grafika koristi se i za izradu trodimenzionalnih grafičkih prikaza.

    Na slici 2 prikazana je linija koja je u vektorskom zapisu definirana sa koordinatama početne i krajnje točke (geometrijski podaci) i atributima kao što su debljina, vrsta i boja linije.

    Slika 2. Vektorski prikaz linije

  • 10

    Formati zapisa koji se najviše koriste su:

    DXF-(Data Exchange Format) format definiran u programskom sustavu AutoCAD i opće prihvaćen kao standard za razmjenu podataka.

    DWG-(drawing file) također AutoCAD-ov format koji ima iste entitete (elemente) kao i DXF.

    DGN-(design file) format prilagođen radu na MicroStation platformi.

    IGES-(International Graphics Exchange Format) format velikih mogućnosti koji zauzima sve veće mjesto kao standard u CAD/CAM sustavima (Bentley Systems 1995). Zapis je u ASCII kodu tako da je sadržaj IGES datoteke moguće pročitati pomoću bilo kojeg text editora.

    Na slici 3 prikazana je IGES datoteka otvorena s programom Notepad. Ta datoteka sadrži elemente sa slike 2 (jednu liniju i dva teksta).

    Slika 3. IGES datoteka

  • 11

    4. Digitalizacija i vektorizacija

    Digitalizacija je postupak pretvaranja analognih grafičkih podataka u digitalni oblik. To je sekundarni način dobivanja grafičkih podataka u digitalnom obliku. U osnovi razlikujemo dvije vrste digitalizacije:

    • Κ Ručna (vektorska) digitalizacija, obavlja se primjenom ručnog digitalizatora.

    • Κ Automatska (rasterska) digitalizacija, obavlja se primjenom automatskih digitalizatora, tj. skanera.

    Kod ručne digitalizacije, grafički izvornik se postavlja i fiksira na radnu plohu digitalizatora, te se pokazivač (kursor) koincidira s nizom karakterističnih točaka nekog objekta čije ga koordinate definiraju u digitalnom obliku. Objektima koji definiraju grafički prikaz u geometrijskom smislu mogu se pridružiti i odgovarajući atributi koji su naročito bitni zbog klasifikacije samih objekata. Ovakav postupak digitalizacije može se nazvati vektorska digitalizacija (Rožić 1996).

    Ova metoda danas nije prikladna za digitalizaciju većih područja, nego za dopunu postojećih karata i slične potrebe. Potrebno je napomenuti da druge metode dobivanja vektorskih podataka daju nešto veću točnost.

    Kod rasterske digitalizacije skaner automatski pretvara grafičke podatke u rasterski oblik i prosljeđuje ih procesoru računala ili pohranjuje na magnetni medij u obliku datoteke primjerenog formata.

    Rasterski i vektorski podaci definirani u digitalnom obliku predmet su različitih vrsta obrade. U pojedinim slučajevima neophodno je jednu vrstu podataka transformirati u drugi oblik. Tako razlikujemo dva postupka pretvorbe podataka, a to su:

    Rastriranje (transformacija vektorskih podataka u rasterski oblik),

    Vektoriziranje (transformacija rasterskih podataka u vektorski oblik).

    Shematski prikaz digitalizacije i vektorizacije

    Rasterska slika Vektorski model

    skaniranje vektorska digitalizacija

    vektorizacija

    Analogni plan ili karta

    U tehničkom pogledu postupak rastriranja je u okruženju računalnog sustava rutinski postupak koji računalo automatski obavlja jer grafičke izlazne jedinice kao što su monitor i printer rade u rasterskom modu rada tako da npr. monitor prikazuje i vektorske podatke u rasterskom obliku zbog toga što monitor prikazuje sve podatke kao kombinaciju određenog

  • 12

    broja pixela. Pri rastriranju od korisnika se zahtjeva definiranje parametara rastriranja kao što su: rezolucija, broj boja i sl.

    Postupak vektoriziranja je znatno složeniji i slojevitiji. Vektorizacija može biti:

    • Κ Ručna

    • Κ Poluautomatska

    • Κ Automatska

    Ručna vektorizacija obavlja se na ekranu monitora, gdje kao predložak služi grafički prikaz u rasterskom obliku, a postupak vektoriziranja je na određeni način podudaran s postupkom ručnog digitaliziranja. Na ekranu monitora se pomoću miša definiraju karakteristične točke objekta čije koordinate programski sustav pretvara iz rasterskog koordinatnog sustava u vektorske koordinate. Ovaj postupak se može nazvati i ekranska vektorizacija i daje veću točnost od vektorizacije pomoću digitalizatora zbog mogućnosti ekranskog povećavanja.

    Poluautomatska vektorizacija obavlja se također pomoću ekrana monitora, ali vektorizacija je olakšana posebnim programskim sustavom koji može automatski vektorizirati linije koje su rasterski definirane između čvorova, a stručnjak mora intervenirati u sjecištima linija.

    Kod automatske vektorizacije cjelokupni postupak obavlja se u potpunosti automatski. Vektorizaciju obavlja poseban programski sustav koji omogućava da se analizom rasporeda slikovnih elemenata u rasterskom obliku prepoznaju određeni objekti. Uspješnost automatske vektorizacije je funkcija složenosti ili jednostavnosti grafičkog prikaza u rasterskom obliku.

    Vektorski modeli izrađuju se sljedećim metodama:

    1. Izrada vektorskih modela iz izvornih mjerenja

    2. Izrada vektorskih modela vektorskom digitalizacijom

    3. Izrada vektorskih modela iz rasterske slike

    4.1. Izrada vektorskih modela iz izvornih mjerenja

    Vektorski modeli izrađuju se iz izvornih mjerenja za područja koja su izmjerena numeričkim metodama. Numeričke metode su sve one koje omogućavaju ponovljivost izrade planova. Karakteristika im je da se na terenu registriraju numeričke veličine iz kojih se mogu izračunati koordinate mjerenih točaka. Za razliku od grafičke metode kojom se registriraju grafički podaci (geodetski stol). Katastarski planovi izrađeni podacima izmjere numeričkom metodom kartirani su na nosioc crteža rekonstrukcijom izmjerenih oblika na terenu temeljem registriranih mjerenja. Na isti način se mogu ti isti numerički terenski podaci rekonstruirati i u računalu. Uzimajući u obzir specifičnost računalne obrade i koncepcije tih alata rezultat je iste točnosti, ali druge kvalitete. Kvaliteta digitalnih prikaza je njihova jednostavna portabilnost i korištenje. Ova metoda je najkvalitetniji način dobivanja vektorskih modela, jer nema koraka u kojem se gubi točnost (Husak 1997).

  • 13

    4.2. Izrada vektorskih modela digitalizatorom

    Vektorski modeli izrađeni digitalizatorom rezultat su obrade datoteke koordinata dobivene digitalizacijom. Digitalizacijom vektorskim digitalizatorom kreiraju se datoteke koordinata ili vektorski crteži. Obradom vektorskog crteža izrađuju se vektorski modeli. Ovaj način nije prikladan za opsežnu digitalizaciju.

    4.3. Izrada vektorskih modela ekranskom vektorizacijom

    Vektorizacija skaniranih planova i karata je najčešći način digitalne obrade radi izrade vektorskih digitalnih modela. To je u današnje vrijeme redovit način izrade digitalnih modela.

    Shematski prikaz izrade vektorskog modela iz rasterske slike

    geometrijska transformacija

    ekranska vektorizacija

    vektorski model

    geokodirani rasterski prikaz

    skanirani plan ili karta(raster)

    Takvi modeli se izrađuju ekranskom (ručnom), poluautomatskom ili automatskom vektorizacijom objekata po vrstama. Skanirani planovi su prethodno transformirani u koordinatni sustav tako da je svaki vektorizirani detalj u tom sustavu. Objekti se raslojavaju po vrstama u posebne slojeve. Takvi raslojeni prikazi su prikladni za učitavanje u GIS (geoinformacijski sustav).

    Odabir metode vektorizacije ovisit će o opsegu same vektorizacije i kvaliteti podloge, tj. rasterskog prikaza. Važno je napomenuti da rasterska podloga koja se koristi za vektorizaciju, nakon što je geokodirana predstavlja digitalni rasterski prikaz s obzirom da se nalazi u određenom koordinatnom sustavu. Takav geokodirani rasterski prikaz može biti i konačni rezultat izrade digitalnog modela koji odgovara sitnijim mjerilima i koristi se uglavnom u interpretacijske svrhe kao kontekst postojećem sadržaju.

    Ova metoda izrade vektorskog modela koristi se kada se potrebna točnost može ostvariti digitalizacijom. Ovako izrađen digitalni model ima točnost jednaku ili nešto manju od papirnatog originala, ali pretvorba iz analognog u digitalni oblik daje planu (karti) novu dimenziju. Točnost očitanja koordinate x odnosno y na karti je (Lovrić 1998):

    [ ],2,0, mmMm xy ⋅±=

    gdje je, M – nazivnik mjerila karte.

  • 14

    Ta je točnost uglavnom zadržana i na digitalnoj podlozi.

    Važno je napomenuti da su digitalni prikazi pohranjeni u mjerilu 1:1, a tek u izlaznom uređaju (ploter ili monitor) prikaz može biti u željenom mjerilu. Elementi čija veličina je ovisna o mjerilu prikaza (npr. tekst), moraju biti odgovarajuće veličine. Takva fleksibilnost elemenata je jako bitna s obzirom na primjerenost prikaza u različitim mjerilima.

  • 15

    5. Digitalni katastar

    Prostorni podaci koje evidentira katastar zemljišta čine temelj razvoja moderne države. Takvi podaci, organizirani u okviru “prostornog informacijskog sustava”, mogu poslužiti svojoj svrsi samo ako prikazuju stvarno stanje na terenu. Danas se postavljaju sve veći zahtjevi koje katastarski sustav mora zadovoljiti. Te promjene su rezultat društvenih i ekonomskih promjena (pretvorba vlasništva, denacionalizacija, prodaja i zakup državnog zemljišta, novo teritorijalno ustrojstvo, promjene poreznog sustava i dr. ). Digitalni model katastarskog plana ima neke karakteristike nepoznate klasičnom katastarskom planu, a to su: smanjena ovisnost o mjerilu, neovisnost o podjeli na listove, fleksibilnost grafičkih elemenata s obzirom na selektivne oblike prikaza sadržaja, mogućnost prijenosa podataka u druge prostorne informacijske sustave itd.

    5.1. Katastarski sustav kao ZIS

    Nedvojbeno je da je budućnost katastarskog sustava u vidu zemljišnog informacijskog sustava (ZIS-a). ZIS se svojim sadržajem i točnošću zasniva na planovima i kartama krupnijih mjerila (do 1:10000). Osnova ZIS-a je geokodirana baza podataka. Ona obuhvaća objekte (entitete) koji su locirani u prostoru i vremenu, a definirani su zemljišnim koordinatama. Njima su pridruženi opisni, atributni, odnosno tabelarni podaci o tim entitetima.

    Kao planovi krupnijeg mjerila prvenstveno se koriste katastarski planovi. Na području Hrvatske ima blizu 20 milijuna katastarskih čestica s oko 2,2 milijuna posjednika. Taj broj stalno se mijenja zbog spajanja, podjele, promjena vlasništva i namjena, te drugih razloga. Katastarske čestice prikazane su isključivo u grafičkom obliku na planovima, dok su u koordinatnom (digitalnom) obliku izrađeni ili se tek izvode neki “pilot” projekti.

    Katastarski planovi obuhvaćeni novom izmjerom ili komasacijom čine samo 20% teritorija Hrvatske, dok je ostatak obuhvaćen starom austro-ugarskom izmjerom u mjerilu 1:2880, i to bez visinskog prikaza.

    Katastarski planovi, prvenstveno, služe za identifikaciju vlasničkih odnosa, odnosno katastarskih čestica i objekata na terenu. Njima su pridruženi opisni katastarski podaci, kao što su površina, kultura, klasa i dr. Ovi potonji su obuhvaćeni elektroničkom obradom podataka (100%).

    Podaci o katastarskim česticama služe za procjenu njihove vrijednosti, izračunavanja čistog katastarskog prihoda, te upravama prihoda za razrezivanje poreza. Ti podaci, dopunjeni s pedološkim, klimatskim, hidrološkim podacima, reljefom (nagibom) zemljišta, te ekonomskim parametrima (udaljenost, pristupni putevi, mogućnost odvodnjavanja i navodnjavanja i dr.), mogu poslužiti za realno bonitiranje svake čestice, pa prema tome i za realno utvrđivanje upotrebne i prometne vrijednosti, te za objektivno izračunavanje prihoda i poreza. Takav moderan i sveobuhvatan pristup je i svrha uvođenja novih tehnologija i može biti jedna od zadaća ZIS-a.

    U krupnim mjerilima rade se i planovi komunalnih vodova, za potrebe katastra vodova. Tu se ubrajaju vodovodi, toplovodi, plinovodi, električna mreža, telekomunikacijski vodovi i

  • 16

    dr. Poznavanje točnog položaja tih vodova posebno je važno pri izgradnji novih objekata ili vodova i pri rekonstrukciji postojećih objekata, npr. ulica, raskrižja i sl. Mogućnosti višenamjenskog korištenja takvih podataka pretpostavka su za brže, učinkovitije i jeftinije radove.

    Planovi u mjerilu 1:1000 podloga su za sve detaljne (izvedbene) projekte građevinskih i drugih objekata, kao što su zgrade, ceste, pruge, vodoprivredni objekti (kanali) i dr. (Brukner 1992).

    5.2. Normizacija digitalnih prostornih informacija

    Normizacija digitalnih prostornih podataka važna je za uspostavu sustava razmjene prostornih informacija među različitim korisnicima, aplikacijama, sustavima i lokacijama. U tu je svrhu potrebno normirati procedure pri definiranju i opisivanju prostornih informacija, metode za struktuiranje i kodiranje podataka kao i načine pristupa, razmjene i održavanja tih informacija. Višestruka upotreba istih podataka kroz njihovu razmjenu među proizvođačima i korisnicima preduvjet je za širu i sigurniju upotrebu.

    Postavlja se pitanje zašto stvarati nove norme ako već postoje razmjenski formati kao što je npr. DXF? Norme poput DXF-a nepotpune su budući da podržavaju razmjenu geometrijskih podataka i teksta, dok su ostali podaci skoro u potpunosti zanemareni. Osim toga, proizvođačke norme ipak su u pravilu vlasništvo jednog ili više proizvođača softvera i hardvera, što ograničava njihov daljnji razvitak i prilagodbu pojedinačnim zahtjevima korisnika. Nacionalne infrastrukture prostornih podataka trebaju biti neovisne o hardveru i softveru.

    Proces razmjene počinje od sustava koji šalje podatke (sending system). Prvi je korak slanje tzv. podatkovne sheme (data shema) u pretvarač, koji podatke i shemu iz sustava pošiljaoca pretvara u oblik nazvan razmjenski metafile (transfer metafile). Taj se metafile sastoji od prostornih podataka i od konvertiranog skupa metapodataka koji specificiraju strukturu podataka radi kasnijeg pretvaranja u podatkovnu shemu sustava što prima podatke (reciving system). Kako bi se razmjenski metafile proveo do sustava primaoca potreban je tzv. mehanizam prijenosa (transfer vehicle), obično je to neka već postojeća međunarodna norma (npr. ISO 9735/EDIFACT ili ISO 8211). Kada razmjenski metafile stigne do sustava primaoca, najprije se šalje do pretvarača koji dekodira podatke i metapodatke u razmjenskom metafileu. Tijekom tog procesa pretvarač upotrebljava podatkovnu shemu sustava primaoca zajedno s metapodacima iz razmjenskog metafilea, te ih zajedno pretvara u podatkovnu shemu sustava primaoca koji se kasnije uvodi u pripadajuću bazu podataka.

    Početkom 1991. Komisija koja se bavi normama za razmjenu prostornih podataka Međunarodne kartografske udruge (International Cartographic Association – ICA Commission on Standards for Transfer of Spatial Data) počela je razvijati skup univerzalnih tehničkih karakteristika koje moraju poštovati norme za razmjenu prostornih podataka. Godine 1994. objavljeno je 13 osnovnih kategorija informacija koje sadrži neka razmjenska norma:

  • 17

    1. Upravne informacije (administrative information), čine ime i status norme, ime nadležne institucije, dostupnost popratne dokumentacije, dostupnost pripadajućeg softvera i sl.

    2. Sadržaj razmjene (transfer context) daje općeniti pregled razmjenske norme.

    3. Opis metode razmjene (transfer specification method) pokazuje služi li se razmjenska norma formalnim ili neformalnim jezikom razmjene te od koliko se dijelova norma sastoji. Rezultat je te specifikacije tablica sadržaja norme (table of context).

    4. Koncepcijski model/shema podataka (Conceptual data model/shema) daje odgovor na pitanje što definira koncepcijski model/shemu podataka (objekte, semantiku, strukturu).

    5. Proces razmjene (transfer proces) daje pregled protokola razmjene između jednog i drugog sustava.

    6. Elementi razmjene (transfer elements) daju pregled svih elemenata sadržanih u razmjenskom metafileu.

    7. Informacije o održavanju (update information). Neke norme imaju mogućnost s pomoću funkcija kao što su dodaj, briši, zamjeni izvršiti nadogradnju podataka koji se šalju.

    8. Informacije o upitima (query information) omogućavaju postavljanje upita kako bi se izdvojili pojedinačni podaci iz baze podataka.

    9. Informacije o kvaliteti (quality information) dobijemo kroz pregled čimbenika koji definiraju kvalitetu (položajna točnost, pouzdanost atributa i dr.) i opis načina njihova struktuiranja.

    10. Informacije o objektima (feature/object information) prezentiraju način na koji su objekti definirani.

    11. Informacije o atributima (attribute information) prikazuju strukturu i način kodiranja atributa.

    12. Informacije o vezama (relationship information), odnosno topološke ili semantičke veze između različitih objekata.

    13. Informacije o podacima (metadata information), odnosno osnovni podaci o prostornim podacima (točnost, sadržaj podataka i atributa, izvori, cijene i sl.).

    Tih 13 osnovnih tehničkih karakteristika sadržava oko 85 sekundarnih, a one pak oko 220 tercijarnih karakteristika, koje pomažu potpunom razumjevanju neke norme.

    Međunarodna organizacija koja na globalnom planu donosi norme iz različitih područja ljudske djelatnosti, pa tako i iz područja prostornih digitalnih informacija, jest Međunarodna organizacija za normizaciju (International Organisation for Standardization – ISO). Tehnički odbor koji se bavi donošenjem normi iz područja prostornih informacija nosi oznaku ISO/TC 211. Norme koje donosi taj odbor odredit će “metode, alate i servise za upravljanje podacima, prikupljanje, procesiranje, analiziranje, pristupanje, prezentiranje

  • 18

    i razmjenu digitalnih prostornih podataka između različitih korisnika, sustava i lokacija”. Na europskoj je razini za ista pitanja nadležan Europski komitet za normizaciju (Comité Européen de Normalisation – CEN), a preko svojih odbora CEN/TC 287 i CEN/TC 278 bavi se i normiranjem prostornih informacija.

    U Hrvatskoj je na poticaj Državne geodetske uprave, u suradnji s Državnim zavodom za normizaciju i mjeriteljstvo pokrenut proces izrade normi digitalnih prostornih informacija. Očigledno je, imajući u vidu iskustva drugih zemalja, da je taj proces zahtjevan i dugotrajan, ali zanimanje i potrebe korisnika su svakim danom sve veće. Izradom jedinstvene nacionalne norme, usklađene s smjernicama CEN-a i ISO-a, možemo izbjeći nezahvalnu situaciju postojanja različitih, međusobno neusklađenih normi koje diktiraju proizvođači softvera, te osigurati lakše uključivanje u međunarodna tijela i institucije, odnosno međunarodnu podjelu rada (Roić i dr. 1999).

    5.3. Planiranje sigurnosti u informacijskom sustavu

    Pitanje vlasništva i autorstva, kao i pitanje sigurnosti i tajnosti podataka, te prava korištenja podataka, mora pratiti određena zakonska regulativa.

    Sve suvremene baze podataka imaju zaštitu od neovlaštenog korištenja podataka uz pomoć lozinki ili ključeva. Zaštititi se može cijela baza podataka, pojedini dijelovi (tablice) ili pojedini podaci (kolone u tablicama). Bitna je i djelomična zaštita, kojom se ograničava korisnika u operacijama nad podacima. Primjerice, nekome može biti dozvoljen uvid u podatke, ali ne i unos, izmjena ili brisanje podataka. Fizička sigurnost baze podataka na diskovima osigurava se izradom kopije na nekom vanjskom mediju (Brukner 1992).

    Zaštita informacijskog sustava trebala bi se planirati, projektirati i implementirati usporedo s ostalim aktivnostima na projektiranju i izgradnji informacijskog sustava. Na samom početku potrebno je definirati strategiju ili politiku zaštite. Strateški dokument koji je podloga za razradu i realizaciju zaštitnih mjera predstavlja usvojenu politiku zaštite (Security Policy). Politika zaštite sadrži pitanja na koja treba odgovoriti: tko može koristiti potencijalne mogućnosti informacijskog sustava, što se smatra regularnim korištenjem sustava, tko dodjeljuje ovlaštenja, tko smije koristiti ovlaštenja za upravljanje sustavom, koja su prava administratora prema korisniku, kako se postupa s klasificiranim podacima. Dopunski elementi u planiranju sigurnosti su: definicija svrhe i pravilne uporabe informacijskog sustava, popis svih subjekata koji sudjeluju u radu sustava, popis svih izvora prijetnji sustavu, popis elemenata informacijskog sustava koji se štite, obveze pojedinih subjekata u planiranju, projektiranju, provođenju i nadzoru sigurnosti informacijskog sustava i nadzor provođenja zaštite.

    Preporučljivo je objediniti elemente zaštite informacijskog sustava u jedan opći pravilnik o zaštiti, kojeg kreira stručno osoblje, a potvrđuje, odnosno usvaja najviše rukovodstvo poslovnog sustava (tvrtke ili organizacije). Pri kreiranju pravilnika potrebno je razmotriti i eventualno navesti pojedine odredbe zakona i propisa koji se odnose na temu sigurnosti: Zakona o informatičkoj djelatnosti, Zakona o zaštiti arhivske građe, Zakona o autorskom pravu, Zakona o zaštiti na radu i Zakona o zaštiti tajnosti podataka.

    Sve ovo upućuje na potrebu tijesne suradnje stručnjaka za sigurnost informacijskog sustava s pravnicima i rukovodstvom prilikom izrade pravilnika o sigurnosti i zaštiti. Pritom treba

  • 19

    imati na umu da sigurnost sustava nije sama sebi svrhom i da ne smije sprečavati i otežavati obavljanje svakodnevnog redovitog posla cijelog poslovnog sustava (Benak 2000).

    5.4. Prednosti i mane digitalne kartografije

    Prednosti kompjutorske tehnologije u izradi karata su:

    • Κ ubrzanje izrade karata

    • Κ ubrzanje osuvremenjivanja

    • Κ pojeftinjenje izrade karata

    • Κ poboljšanje uvjeta rada

    • Κ poboljšanje kvalitete karata

    • Κ rješavanje zadataka koje do sada nije bilo moguće rješiti na jednostavan način (npr. prenošenje sadržaja karte iz jedne projekcije u drugu).

    Uvođenje računala ima i negativne učinke. Količina tehničkih umijeća kojima kartograf mora ovladati u posljednje vrijeme je enormno porasla. Kartograf danas mora biti stručnjak za kompjutorsko programiranje, baze podataka, digitalnu obradu slika, daljinska istraživanja i geoinformacijske sustave. Drugi nedostatak koji su računala donijela kartografiji je da danas i kartografski nestručnjaci mogu izrađivati karte. Sa sve savršenijim softverom, lakim za upotrebu, kartografi gube monopol na izradu karata. Da bi išli u korak s vremenom, morat će svoje aktivnosti od čisto kartografskih pomaknuti ka upravljanju, kontroli i eksploataciji kartografskih baza podataka (Frančula 1996).

  • 20

    6. Programska podrška

    Programski alati korišteni za izradu tehničkog dijela diplomskog rada, uglavnom su programi za obradu računalne grafike. To su u prvom redu, MicroStation 95 (profesionalni CAD alat s kvalitetnom integracijom različitih modula) i MicroStation Descartes 6.0 (MDL program s alatima za geokodiranje, transformaciju i vektorizaciju rasterske slike u MicroStation okruženju). Za eventualne intervencije na rasterskoj slici prije vektorizacije korišten je Corel Photo-Paint 8.

    CAD (Computer Aided Design) programski sustav je sustav za interaktivno geometrijsko modeliranje dvodimenzionalnih i trodimenzionalnih geometrijskih modela s mogućnošću njihovog dopunjavanja različitim grafičkim sadržajima, opisnim tekstualnim ili alfanumaričkim podacima, te raspolažu mogućnostima ažuriranja, korištenja i trajnog pohranjivanja grafičkih podataka na vanjski medij u obliku datoteke. Prvi CAD programski sustav za PC računala, pojavio se 1982. godine pod imenom AutoCAD. Temeljni razlozi koji su doprinjeli razvoju i uspješnosti CAD programa su: multidisciplinarna primjenjivost, prilagodljivost potrebama korisnika, univerzalnost u pogledu primjene na različitim vrstama računalnog sklopovlja, jednostavnost interaktivnog korištenja pomoću odgovarajućeg korisničkog sučelja i mogućnost prijenosa grafičkih podataka između različitih CAD i drugih grafičkih programskih sustava.

    CAD programski sustavi našli su široku primjenu i u geodeziji. Naime, oni su sastavna i nezamjenjiva komponenta geoinformacijskih sustava u kojima su objedinjeni gotovo svi zahtjevi za vizualizacijom geodetskih podataka.

    6.1. MicroStation 95

    MicroStation je vrlo raširen CAD programski sustav. Razvila ga je tvrtka Bentley Systems, Inc. u okviru korporacije Intergraph (SAD). Podržava rad jedne osobe i rad u mreži. Primjenjuje se također na različitim vrstama računalnog sklopovlja i operacijskih sustava. Omogućava vrlo kvalitetno 2D i 3D modeliranje i raspolaže grafičkim korisničkim sučeljem vrlo visoke kvalitete (slika 4), te u tom području uvodi praktički novi standard.

    MicroStation omogućuje definiranje vlastitih biblioteka simbola, povezivanje s relacijskim bazama podataka, npr. DBASE, Oracle, Informix, Xbase, pomoću posebnog modula RIS (Relational Interface Systems), te zapis podataka u formatima DXF, IGES, odnosno TIFF, PCX, JPEG, GIF i dr. Raspolaže posebnim programskim jezikom MDL (MicroStation Development Language) za programiranje pomoću višeg programskog jezika C (Rožić 1996).

    MicroStation 95 omogućuje i korištenje makroa. Makroi su BASIC programi kojima se automatiziraju kraći nizovi operacija. Karakteristika MicroStation BASIC naredbi je da imaju prefiks “Mbe” (MicroStation BASIC Extensions).

    UCM (User Comands) je također makro, ali sa posebnom logikom i sintaksom UCM jezika.

  • 21

    Slika 4. Korisničko sučelje MicroStation-a

    Prva karakteristika koja je uočljiva prilikom pokretanja MicroStation-a je da se ne otvara programsko sučelje nego MicroStation Manager (slika 5), prozor koji objedinjuje osnovne programske funkcije kao što su kreiranje nove i otvaranje već postojeće datoteke. MicroStation Manager omogućuje i kreiranje backup kopije, brisanje, promjenu imena i kompresiju datoteka kao i sjedinjavanje više datoteka u jednu (Merge). Programsko sučelje se otvara tek nakon odabira datoteke koju želimo otvoriti.

    Slika 5. MicroStation Manager

  • 22

    MicroStation koristi Kartezijev pravokutni koordinatni sustav određene veličine, a vrijednosti koordinata sprema kao 32-bitni cijeli broj tako da radna površina ima 232 (4.294.967.296) mjernih jedinica po svakoj koordinatnoj osi (slika 6). Te mjerne jedinice nazivaju se UOR (units of resolution). GO (global origin) je ishodište koordinatnog sustava i moguće je, primjerice, pomaknuti ishodište u donji lijevi kut radne površine tako da bi sve koordinate imale pozitivnu vrijednost.

    Slika 6. Radna površina MicroStation-a u 2D okruženju

    Iako MicroStation obavlja sve operacije preko UOR mjernih jedinica, dopušta definiranje uobičajenih mjernih jedinica (working units), npr. metar i centimetar ili stopa i inč. Mjerne jedinice se iskazuju preko glavne jedinice (master unit) i pod-jedinice (sub-unit). Broj UOR jedinica po pod-jedinici naziva se radna rezolucija (working resolution) i ona definira “preciznost” tj. najmanju veličinu koju MicroStation može očitati. Na slici 7 prikazane su postavke gdje jedan UOR odgovara jednom milimetru.

    Slika 7. Design File Settings (dialog box u okviru kojeg se definiraju mjerne jedinice)

  • 23

    Bitna karakteristika MicroStation-a je i korištenje referentnih datoteka. One mogu biti DGN (design files) ili rasterske. Referentne datoteke su pridružene određenom vektorskom modelu i mogu biti prikazane u izlaznom uređaju zajedno sa glavnom datotekom. Važno je napomenuti da ne možemo mijenjati sadržaj referentne datoteke.

    Definiranje DGN datoteke kao referentne obavlja se u okviru Reference Files settings box prozora (slika 8), kojeg aktiviramo iz File menija MicroStation-a. Referentni rasterski prikazi definiraju se u istom prozoru nakon što smo odabrali opciju “raster” u Display meniju (slika 9).

    Slika 8. Vektorske datoteke kao referentne

    Slika 9. Rasterske datoteke kao referentne

    Key-ins su teksualne instrukcije koje se unose preko Key-in prozora (slika 10). Skoro sve Key-in instrukcije mogu se dobiti i preko grafičkog korisničkog sučelja, međutim Key-in može biti brži način dobivanja određene naredbe, naročito od kada MicroStation prepoznaje skraćenice (npr. naredba za pokretanje MDL programa, MDL LOAD �ime programa� može biti napisana kao MDL L �ime programa�). Key-in je nezamjenjiv u slučaju da moramo crtati po zadanim koordinatama.

  • 24

    Slika 10. Key-in prozor

    EdG (Edit Graphics) je program koji omogućava pretraživanje, izmjenu i prikazivanje elemenata DGN datoteke u komandnom (ne grafičkom) okruženju (slika 11). Instaliran je “edg” direktoriju i pokreće se iz sistemskog prompta. Svakom elementu je pridružen redni broj pomoću kojeg EdG manipulira sadržajem datoteke. EdG objedinjuje više vrsta naredbi, a to su:

    • Κ SET naredbe (služe za namještanje različitih postavki)

    • Κ SHOW naredbe (služe za provjeravanje postavki)

    • Κ naredbe za izmjenu elemenata datoteke

    • Κ naredbe za obnavljanje “oštećene” datoteke

    • Κ pomoćne naredbe (služe za kreiranje nove DGN datoteke od određenih elemenata postojeće).

    Slika 11. EdG okruženje

    EdG ima mogućnost izrade tekstualne datoteke koja sadrži sve ono što smo prikazali u EdG okruženju. Takva tekstualna datoteka naziva se journal file i ima ekstenziju “jnl”.

  • 25

    6.2. MicroStation Descartes 6.0

    Descartes je program za obradu rasterske slike na MicroStation platformi. Dizajniran je kao MDL (MicroStation Development Language) aplikacija i omogućava integraciju sa drugim MicroStation GIS i CAD softverom. Program se odlikuje brzinom prikaza, interaktivnim i intuitivnim sučeljem i kvalitetnim funkcijama za transformaciju.

    Slika 12. Image Manager (osnovni prozor MicroStation Descartes-a)

    Proizvela ga je tvrtka HMR, Inc. (Kanada) po kojoj je rasterski format, prilagođen Descartes-u, dobio ime. Inačica 6.0 donosi mnoge novitete i poboljšanja u odnosu na prethodnu inačicu 5.5. Sučelje MicroStation Descartes-a 6.0 temeljito je ispitano i potpuno integrirano u MicroStation 95 okružje. Pokretanjem Descartes-a otvara se Image Manager (Slika 12) kojeg je sada moguće otvoriti iz MicroStation 95 File menija. Podržan je 24-bitni prikaz i višestruko proširen broj podržanih rasterskih formata koje Descartes sada može otvoriti, editirati i snimiti. Podržani su sljedeći formati:

    • Κ HMR (*.hmr)

    • Κ Intergraph RLE (*.rle)

    • Κ Intergraph CIT (*.cit)

    • Κ Intergraph COT (*.cot)

    • Κ TIFF (*.tif)

    • Κ CALS (T1) (*.cal)

    • Κ IMG File (*.p)

    • Κ PCX (*.pcx)

    • Κ IMG (24-bit) (*.a)

    • Κ Intergraph TG 4 (*.tg4)

    • Κ Intergraph BUM (*.bum)

    • Κ Intergraph Raster Files (*.int)

  • 26

    • Κ Intergraph RGB (*.rgb)

    • Κ Targa (*.tga)

    • Κ JPEG (*.jpg)

    • Κ RCL (*.rcl)

    • Κ SUN Raster (*.rs)

    • Κ BMP (*.bmp)

    Novitet u Descartes-u je također i alat za konverziju između svih podržanih formata (Batch Import-Export). Dialog kojim se priprema proces konverzije (Batch Conversion Dialog Box, Slika 13) sadrži odabir ulazne datoteke (Image Selection) i odabir nove, izlazne datoteke sa opcijama za format, broj boja, vrstu kompresije i ime direktorija u kojem će se nalaziti novonastala datoteka (Output).

    Slika 13. Batch Conversion Dialog Box

    Rasterska slika koja je definirana kao referentna (Raster Reference) sada može biti importirana u Image Manager i sačuvana u okviru MicroStation Descartes projekta. MicroStation Descartes projekt može također biti pridružen DGN datoteci. Pri otvaranju takve DGN datoteke učitava se projekt (*.prj) sa svim datotekama (*.nod, *.rsp, *.thm i dr.) koje definiraju sačuvane parametre. Rasterska slika u MicroStation Descartes-u može također biti eksportirana u Raster Reference.

    Register je alat za geometrijsku transformaciju rasterskih ili vektorskih podataka. Postupak se sastoji od definiranja modela transformacije i samog procesa transformacije. Definiranje modela transformacije obavlja se u okviru prozora Register (slika 14), gdje se definiraju vrsta transformacije i koordinate kontrolnih točaka u oba koordinatna sustava (Base System i Uncorrected System). Nakon definiranja modela transformacije potrebno je sačuvati ga u

  • 27

    obliku register datoteke sa ekstenzijom “rgr”. Ponuđene vrste transformacije su: The Helmert model, Similitude model, Affine-1 model, Projective model i Polynomial-2 and 3 models.

    The Helmert model transformacija zahtjeva minimalno dvije kontrolne točke i uključuje translaciju po X i Y i rotaciju, međutim promjena mjerila nije ugrađena u ovaj model.

    The Similitude model, također zahtjeva minimalno dvije kontrolne točke, a osim rotacije i dvije translacije uključuje i promjenu mjerila sa istim faktorom u smjeru obe osi.

    The Affine-1 model uključuje rotaciju, dvije translacije i različitu promjenu mjerila u smjeru osi X i Y. Formule za afinu transformaciju su:

    222

    111

    cxbyaxcxbyay

    ++=′++=′

    Za izračunavanje šest parametara transformacije a1, b1, c1, a2, b2, i c2 dovoljno je poznavati koordinate triju točaka u oba sustava.

    The Projective model pruža veće mogućnosti od afine transformacije. Najzornije ćemo njene mogućnosti opisati ako kažemo da omogućuje da se kvadrat iz jednog sustava dovede do poklapanja s bilo kakvim četverokutom u drugom sustavu. Formule za projektivnu transformaciju su:

    1

    1

    33

    222

    33

    111

    ++++

    =′

    ++++

    =′

    xbyacxbyax

    xbyacxbyay

    Za izračunavanje osam parametara transformacije a1, b1, c1, a2, b2, c2, a3 i b3 dovoljno je poznavati koordinate četiri točke u oba sustava (Frančula 1996).

    The Polynomial-2 model zahtjeva minimalno šest, dok The Polynomial-3 model zahtjeva minimalno deset kontrolnih točaka. Ovi modeli se koriste, primjerice, za transformaciju aero-fotografija područja sa blagim nagibima (gradska područja), međutim nisu pogodni za planinska područja sa većim nagibima.

    Slika 14. Register dialog box, alat za definiranje modela transformacije

    U okviru prozora Register dialog box (slika 14) prikazani su podaci o kontrolnim točkama koje smo prethodno definirali. Podaci obuhvaćaju sljedeće stupce: Control Point # (redni

  • 28

    broj kontrolne točke), On (x označava da je određena kontrolna točka uključena u model transformacije), Base System (koordinate kontrolnih točaka koje želimo postići transformacijom), Uncorrected System (koordinate kontrolnih točaka netransformiranog modela), Residuals (X i Y predstavljaju koordinatne razlike između stvarnog položaja kontrolne točke nakon transformacije i željenog položaja koji smo definirali u Base System, dok XY predstavlja udaljenost između te dvije točke), On/Total (označava koliko točaka je uključeno u model transformacije od ukupnog broja kontrolnih točaka) i Standard Deviation (standardna devijacija koordinatnih razlika).

    Nakon štoje definiran model, potrebno je otvoriti Resampling dialog box (slika 15), u okviru kojeg se pokreće proces transformacije. Resamling dialog box sadrži opcije za odabir ulazne datoteke, modela transformacije i izlazne (transformirane) datoteke. Sve postavke u okviru Resampling dialog boxa mogu se sačuvati u obliku datoteke s ekstenzijom “rsp”. Nakon odabira svih postavki, proces transformacije pokrećemo pomoću funkcije Run Page (slika 15).

    Slika 15. Resampling dialog box

    MicroStation Descartes 6.0, u odnosu na prethodnu inačicu, doživio je najviše noviteta vezanih uz alate za vektorizaciju. Noviteti se odnose na djelomičnu automatizaciju vektorizacije, korištenje čvorova (nodes) i Theme Stylera, alata kojim se definiraju određeni atributi vektoriziranih elemenata.

    Slika 16. Vectorize tool box

    Vectorize tool box (slika 16) sadrži niz alata za vektorizaciju i posebnu tipku (posljednu u nizu) kojom se otvara Vectorize settings dialog box u okviru kojeg se definiraju postavke vezane za vektorizaciju. Svi elementi vektorizirani ovim alatima spremaju se kao complex chain (vrsta elementa u MicroStation okružju koji može sadržavati linije i lukove) i moguće ih je “razbiti” u jednostavnije elemente.

  • 29

    Prva tri alata, Place element, Continue element i Insert element koriste se za kreiranje novih i nadopunjavanje i editiranje već postojećih elemenata. Sljedeća četiri alata, Convert lines, Convert all connected lines, Convert contour lines i Convert circle su nešto više automatizirani i primjereni su samo u slučaju ako imamo kvalitetan rasterski prikaz. Place nodes i Delete nodes, sljedeća dva alata, služe za ručno kreiranje i brisanje čvorova s obzirom da se, prilikom vektorizacije, čvorovi mogu kreirati automatski.

    Čvor, kao pojam iz topologije, predstavlja točku početka i kraja linije i topološki je povezan sa svim linijama koje se u njemu sjeku. Grafički, čvor je mjesto gdje se sjeku minimalno tri linije (ESRI 1996).

    Descartes kreira čvorove kao kvadratiće određene veličine (slika 17) koji se mogu sačuvati u obliku tzv. node datoteke s ekstenzijom “nod”.

    Slika 17. Čvorovi (nodes) u MicroStation Descartes okruženju

    Pravila vezana za čvorove u MicroStation Descartes okruženju su:

    • Κ Svaka točka, postavljena unutar tzv. kontrolnog područja (površine kvadrata) čvora, biti će snapirana tj. postavljena na najbližu već definiranu točku (čvor),

    • Κ Čvor se ne može postaviti unutar kontrolnog područja drugog čvora,

    • Κ Točka, postavljena na mjesto presjeka više kontrolnih područja različitih čvorova, snapira se u najbliži čvor.

    Korištenje tema (theme), također ima doprinos automatizaciji vektorizacije pod Descartesom. Tema je skup parametara koji definiraju uobičajene atribute vektorskih elemenata (boja, vrsta i debljina linije i dr. ) i može se automatski pridružiti vektoriziranom elementu. Teme se definiraju u okviru Theme Styler dialog boxa (slika 18) i mogu se sačuvati u obliku datoteke s ekstenzijom “thm”.

  • 30

    Slika 18. Theme Styler dialog box

    6.3. Corel Photo-Paint 8

    Corel Photo-Paint 8 je aplikacija iz programskog paketa CorelDRAW 8, koji je najpoznatiji proizvod kanadske tvrtke Corel i služi za obradu računalne grafike.

    Corelovi su počeci vezani za sredinu i kraj osamdesetih i grafički softver. U vrijeme kada su svi smatrali Macintosh jedinom platformom za grafiku, DTP, obradu fotografija i slične djelatnosti, Corel je bio među prvima koji su “podržali” tada gotovo sasvim nezrele Windowse za Intel kompatibilne PC-e i započeli posao s odista neizvjesnom budućnošću. Početkom i sredinom devedesetih CorelDRAW, tada u verzijama 4 i 5, bio je već vrlo ozbiljan i cjelovit programski paket, baš kao što je s vremenom i PC postao ozbiljna platforma za grafički dizajn. Corel je slijedio prokušanu taktiku softverskih divova, pa kada je postao “dovoljno velik” priuštio si je kupnju drugih, manjih softverskih tvrtki. Takvom integracijom različitih softverskih proizvođača, Corel je postao ozbiljan konkurent Microsoftu na području uredskih programskih paketa i operativnih sustava (Corel Linux-distribucija linuxa, alternativnog i uniksoidnog operativnog sustava koji je danas praktično jedini spomena vrijedan konkurent Windowsima) (Maštruko, 2000).

    Corel Photo-Paint 8 je program za obradu rasterske slike. Kao i drugi, slični programi, Corel Photo-Paint ima mogućnosti transformacije sivih tonova. Takvim transformacijama se reguliraju kontrast, zatamnjenost i osvjetljenost slike.

    Ulazni podaci, pri izradi ovog rada, su rasterski prikazi katastarskih planova dobiveni skaniranjem u 8-bitnom GrayScale modu. Te slike je bilo potrebno konvertirati u Descartesov HMR format i to kao 1-bitni (crno-bijeli) prikaz, s obzirom da takav prikaz zadovoljava potrebe vektorizacije, a datoteke su višestruko manje veličine. Problem se javlja kada su neke točke presvijetle tako da transformacijom u 1-bitni prikaz dobivaju bijelu boju, tj. gube se. Jedan od načina rješavanja tog problema je transformacija sivih

  • 31

    tonova korištenjem tonske krivulje. Tonska krivulja je jednostavni grafikon na čijoj se horizontalnoj osi nalaze ulazne, a na vertikalnoj izlazne vrijednosti (0-255). Ako je krivulja pravac koji spaja donji lijevi i gornji desni kut, tada je izlaz jednak ulazu.

    Na slici 19, prikazan je primjer zatamnjenja GrayScale prikaza pomoću kojeg će i svjetliji sivi tonovi biti vidljivi u 1-bitnom prikazu. Na gornjoj polovici slike prikazana je tonska krivulja kod koje je izlaz jednak ulazu i simbol za bunar u 8-bitnom i 1-bitnom prikazu (ulazni podaci), dok je na donjem dijelu slike prikazana tonska krivulja za djelimično zatamnjenje i simbol koji je rezultat takve transformacije. Vidljivo je da se tek u 1-bitnom prikazu transformirane slike vidi točka koja definira položaj bunara.

    Taj problem je moguće riješiti konvertiranjem ulaznih podataka u 1-bitni format u okviru Corel Photo-Paint-a naredbom convert to 1 bit. Ta naredba nam dopušta promjenu granične vrijednosti sivog tona, gdje će svaki piksel sa manjom vrijednosti biti crne boje, dok će pikseli sa većom vrijednosti sivog tona biti bijele boje. Povećanjem granične vrijednosti postižemo željeni efekt kojim će i svjetliji sivi tonovi biti crne boje u 1-bitnom prikazu. U tom slučaju, takav 1-bitni prikaz potrebno je konvertirati u HMR format koji će biti identičan tom 1-bitnom prikazu.

    Slika 19. Transformacija sivih tonova pomoću tonske krivulje

  • 32

    7. Vektorizacija katastarskih planova K. o. Đurići

    Katastarska općina Đurići (slika 20), nalazi se u jugo-istočnom dijelu Slavonije (Kotar Vinkovci) i stanovništvo je uglavnom ruralnog karaktera. Površina K. o. Đurići je 26,2 km2, a duljina granice 36376,18 m.

    Slika 20. Katastarska općina Đurići

    Postojeći katastarski planovi su još uvijek u hvatnoj mreži mađarskog koordinatnog sustava s ishodištem u triangulacijskoj točki I reda na brijegu Gelérthegu u Budimpešti, čije geografske koordinate ishodišta jesu:

    ϕ = 47° 29′ 09,64″ λ = 36° 42′ 53,57″

    Os x koordinatnog sustava je meridijan kroz ishodište s pozitivnim smjerom prema jugu, dok je os y pravac okomit na sliku meridijana s pozitivnim smjerom prema zapadu. Koordinatni sustav je podjeljen na kolone i zone. Kolone su označene rimskim brojevima istočno i zapadno od osi x, a zone arapskim brojevima počev od najsjevernije zone. Širina i visina zona i kolona je 4000 hvati i time su određene dimenzije tzv. temeljnog triangulacijskog lista koji se dijeli na 20 sekcija (listova mjerila 1:2880) veličine 1000x800 hvati s površinom svakog lista od 500 katastarskih jutara (slika 21). Podjelom takvog lista na četiri dijela (a, b, c i d) dobit će se listovi u mjerilu 1:1440 veličine 500x400 hvati i imati će broj lista iz kojeg su izvedeni sa dodatnom oznakom (a, b, c ili d).

  • 33

    Slika 21. Podjela temeljnog triangulacijskog lista na listove mjerila 1:2880

    Katastarska općina Đurići sadrži 25 listova od kojih su posljednja tri lista u mjerilu 1:1440 (intravilan).

    Na vježbama iz predmeta Komunalni informacijski sustavi, 1998. godine obavljena je vektorizacija katastarskih planova K. o. Đurići metodom vektorske digitalizacije (digitalizator). Na slici 22 prikazan je vektorski model (Đurići98) koji obuhvaća južni dio K. o. Đurići, tj. listove br. 12-25.

    Slika 22. Vektorski model K. o. Đurići

  • 34

    Sljedeća generacija studenata, 1999. godine, također je obavila vektorizaciju istih katastarskih planova i to metodom ekranske vektorizacije u okviru programa MicroStation Descartes 5.5. Tako je dobiven još jedan vektorski model K. o. Đurići (Đurići99).

    Zadatak ovog rada je vektorizirati katastarske planove K. o. Đurići, poluautomatskom metodom u okviru programa MicroStation Descartes 6.0. Svrha ove vektorizacije nije izrada gotovog vektorskog modela nego usporedba koordinata s dva već postojeća modela (Đurići98 i Đurići99) i ocjena točnosti digitaliziranih točaka.

    Shematski prikaz vektorizacije katastarskih planova K. o. Đurići

    Rasterski prikazi katastarskih planovau HMR formatu

    konverzija rasterskih slika u formatprimjeren za vektorizaciju

    geometrijska transformacija

    Geokodirani rasterski prikazi

    Vektorski model

    vektorizacija

    Ulazni podaci(skanirani katastarski planovi)

    Postupak vektorizacije ovom metodom, od papirnatog originala do digitalnog vektorskog modela, općenito obuhvaća:

    • Κ Skaniranje katastarskih planova, tj. izradu ulaznih (rasterskih) podataka,

    • Κ Konverziju rasterskih slika u primjeren format zapisa rasterskih datoteka s obzirom na zahtjeve programskog okruženja,

    • Κ Georeferenciranje rasterskih slika (geometrijska transformacija),

    • Κ Postupak vektorizacije pomoću programskih alata.

  • 35

    7.1. Ulazni podaci

    Ulazne podatke čine rasterski prikazi u TIFF formatu, nastali skaniranjem katastarskih planova K. o. Đurići. Planovi su skanirani u 8-bitnom GrayScale modu, što znači da svaki piksel može poprimiti jedan od 256 sivih tonova. Jako bitna opcija pri skaniranju je razlučivost, koja se definira brojem linija ili točaka po jedinici dužine i najčešće se izražava jedinicom “dpi” (engl. dot per inch - točaka po inču). Rasterski prikazi katastarskih planova K. o. Đurići imaju razlučivost od 200 dpi, što je približno 8 točaka po milimetru, tako da piksel ima veličinu 0,127 mm na planu što približno odgovara grafičkoj razlučivost plana ili karte. S obzirom na format katastarskog plana, datoteke nastale skaniranjem imaju rezoluciju oko 6610x5220, tj. svaka datoteka sadrži 34,5 milijuna piksela pa je veličina takve datoteke oko 30 MB.

    7.2. Konverzija ulaznih podataka u HMR format

    Konverzija je transformacija zapisa datoteke iz jednog formata u drugi. S obzirom na zahtjeve programa MicroStation Descartes 6.0, rasterske slike je potrebno konvertirati u HMR format (proizvođački standard prilagođen Descartesu). Postupak se obavlja u okviru Batch Conversion Dialog box alata (slika 13), koji omogućuje tri različite opcije za broj boja izlazne HMR datoteke (dvije boje, 256 boja i 8-bitni GrayScale). S obzirom da zapis u dvije boje (1 bit po pikselu) zadovoljava potrebe vektorizacije, ulazni podaci (8-bitni GrayScale) konvertirani su u 1-bitni HMR zapis. Važno je napomenuti da je HMR (256 boja ili GrayScale) zauzima osam puta više memorijskog prostora od 1-bitne HMR datoteke što ubrzava obradu rastera, iako se Descartes odlikuje brzinom prikaza i obrade većih HMR datoteka. Na slici 23 prikazana je HMR datoteka u MicroStation okruženju.

    Slika 23. Rasterski prikaz katastarskog plana (*.hmr) u MicroStation okruženju

  • 36

    Ako se neki pikseli, zbog nedovoljne zatamnjenosti u GrayScale prikazu, “izgube” tako da prilikom konverzije u 1-bitni HMR dobiju bijelu boju, potrebno je dodatno obraditi ulazne podatke. U poglvlju 6.3. Corel Photo-Paint 8, detaljno je objašnjen način rješavanja ovog problema pomoću tonske krivulje.

    7.3. Geometrijska transformacija rasterskih slika

    Geometrijska transformacija služi da bi se rasterska slika georeferencirala, tj. transformirala u referentni koordinatni sustav preko identičnih točaka. Takav, transformirani rasterski prikaz oslobođen je pogrešaka nastalih zbog deformacija (usuha i rastega) katastarskog plana i predstavljao bi dobru podlogu za vektorizaciju.

    Kao osnova za geometrijsku transformaciju korištena je hvatna mreža (200x200 hvati) u vektorskom obliku s podjelom na listove (slika 24).

    Slika 24. Hvatna mreža

    Hvatnu mrežu možemo transformirati u metarski sustav. Postupak se obavlja kopiranjem mreže u praznu DGN datoteku u kojoj su definirane metarske mjerne jedinice (working units), kao na slici 7. Naredbama move i scale, hvatna mreža se translatira i skalira, tako da je donji lijevi rub lista 21 u ishodištu (0,0), a dimenzije se skaliralu na odgovarajuću

  • 37

    veličinu (list u mjerilu 1:2880 ima dimenzije 1896,484x1517,187 metara što odgovara 1000x800 hvati). Rezultat takve transformacije je hvatna mreža u lokalnom pravokutnom metarskom koordinatnom sustavu.

    Glavna karakteristika HMR datoteke je mogućnost georeferenciranja tj. memoriranja podataka o položaju rasterske slike unutar DGN datoteke, u samom HMR zapisu. HMR standard ima mogućnost georeferenciranja i ostalih rasterskih formata (JPEG, TIFF, BMP i dr.) tako što im pridružuje posebnu HMRGeoReference (*.hgr) datoteku u kojoj je zapisan položaj donjeg lijevog kuta, horizontalna i vertikalna veličina piksela i rezolucija slike.

    Pri prvom otvaranju HMR datoteke, odabirom opcije Place Interactively, slika se postavlja ručno na radnu površinu MicroStation-a, tako da je moguće rasterske prikaze katastarskih planova postaviti približno u okvire odgovarajućih listova hvatne mreže u metarskom sustavu (slika 24). Nakon toga prilazi se izradi modela transformacije. Postupak izrade modela transformacije obavlja se pomoću Register Dialog box alata (slika 14), opisanog u poglavlju 6.2. MicroStation Descartes 6.0 i sadrži odabir vrste transformacije i definiranje identičnih (kontrolnih) točaka u oba sustava. Za uklapanje rasterskih prikaza katastarskih planova u hvatnu mrežu korištena je afina transformacija, a točke hvatne mreže služe kao identične točke.

    Slika 25. Register alati

    Na slici 25 prikazani su Register alati od kojih prva tri služe za postavljanje, pomak i brisanje identičnih točaka. Pri postavljanju identične točake potrebno je prvo definirati položaj točke na hvatnoj mreži (base control point mark) nakon čega definiramo položaj identične točke hvatne mreže na rasteru (uncorrected control point mark). Na slici 26 prikazan je dio rastera prije i poslije transformacije, a također je vidljiva kontrolna točka hvatne mreže. Crvenom bojom je označena točka hvatne mreže u vektorskom obliku (base control point), dok je odgovarajuća točka hvatne mreže na rasteru označena žutom bojom.

    Slika 26. Položaj dijela rastera prije i poslije transformacije

  • 38

    Model transformacije potrebno je sačuvati u obliku register (*.rgr) datoteke. Tek u okviru Resampling Dialog box alata (slika 15) pokreće se proces kreiranja nove transformirane slike na osnovu odabrane ulazne datoteke i pripadajućeg modela transformacije. U okviru register datoteke sačuvani su svi podaci vezani za određeni model transformacije, a u tablici 1 prikazane su vrijednosti srednjih odstupanja kontrolnih točaka po x i y za pojedine listove katastarskih planova, s napomenom da su srednja odstupanja kontrolnih točaka jednaka nuli za listove koji su uklopljeni preko četiri rubne točke pa nije moguća ocjena točnosti.

    Tablica 1. Srednja odstupanja kontrolnih točaka po x i y za pojedine listove

    Srednja odstupanja kontrolnih točaka

    Broj lista katastarskog

    plana mx [m] my [m]

    12

    13 0,094 0,287

    14

    15

    16

    17 0,277 0,272

    18

    19 0,259 0,246

    20 0,074 0,082

    21

    22 0,177 0,215

    23 0,126 0,133

    24 0,090 0,163

    25 0,057 0,068

    7.4. Postupak vektorizacije

    Nakon što su rasterski prikazi katastarskih planova uklopljeni u hvatnu mrežu u vektorskom obliku, može se prići postupku vektorizacije. Alati za vektorizaciju djelimično su opisani u poglavlju 6.2. MicroStation Descartes 6.0 i prikazani su na slici 16.

  • 39

    Automatiziraniji alati kao što su Convert lines i Convert all connected lines funkcioniraju tako da je potrebno identificirati bilo koju točku rasterske linije, a vektorizacija bi se izvršila automatski do prvih prekida na obe strane, tako da ti alati nisu primjereni u slučaju vektorizacije rasterskog prikaza Katastarske općine Đurići, iz dva razloga:

    • Κ Na katastarskim planovima, međne točke nisu spojene s međnim linijama dok bi u vektorskom modelu međna linija trebala imati početak i kraj u određenim međnim točkama. Vektorska linija se prekida, što ne zadovoljava potrebe vektorizacije (slika 27),

    Slika 27. Linija, vektorizirana alatom Convert lines

    • Κ Automatiziraniji alati zahtjevaju kvalitetnu rastersku podlogu, tj. raster, “očišćen” od piksela koji su nepotrebni za vektorizaciju, a utječu na rezultat automatske vektorizacije.

    Stoga je, za vektorizaciju rasterskih prikaza K. o. Đurići, korišten Place element alat (slika 28), koji je djelimično automatiziran funkcijama Raster Snap i Auto Convert. Alatom Place Element moguće je konstruirati linije i lukove definiranjem čvorova (početna i krajnja točka elementa) koristeći različite opcije iz četiri kategorije. Pri vektorizaciji katastarskih planova K. o. Đurići korištene su opcije sa slike 28.

    Slika 28. Place Element, alat za vektorizaciju

    Funkcija Raster Snap omogućava snapiranje početka ili kraja linije u sredinu ili rub pojedinog piksela tako da je točka postavljena u sredinu skupa piksela koji definiraju digitaliziranu točku (slika 29).

    Rezultat vektorizacije (slika 30) je vektorski model koji se sastoji od elemenata (DGN datoteke) complex chain i line string, od kojih je za potrebe geoinformacijskog sustava

  • 40

    moguće formirati jedinstvene elemente koji će definirati katastarske čestice i ostale objekte na terenu.

    Slika 29. Linija snapirana funkcijom Raster Snap

    Slika 30. Vektorski model K. o. Đurići

  • 41

    8. Ocjena točnosti digitaliziranih točaka

    Ocjena točnosti digitaliziranih točaka temelji se na usporedbi koordinata iz tri različita vektorska modela K. o. Đurići. Vektorski modeli, Đurići98 i Đurići99, izrađeni su u obrazovne svrhe u okviru studentskih vježbi, dok su Đurići00 vektorski model izrađen u okviru ovog diplomskog rada.

    Postupci koji prethode ocjeni točnosti digitaliziranih točaka, u ovom slučaju, su:

    • Κ Numeracija digitaliziranih točaka,

    • Κ Obrada podataka.

    8.1. Numeracija digitaliziranih točaka

    Za potrebe ocjene točnosti digitaliziranih točaka bilo je neophodno numerirati sve digitalizirane točke u sva tri vektorska modela. Na slici 31, prikazani su brojevi pridruženi međnim točkama, tako da određena međna točka ima isti broj u sva tri vektorska modela kako bi uopće bila moguća usporedba koordinata. Nadalje, bilo je potrebno preuzeti koordinate s pripadajućim brojevima točaka.

    Slika 31. Digitalizirane točke, numerirane u MicroStation okruženju

    Važno je napomenuti da sva tri vektorska modela moraju biti u istom koordinatnom sustavu. S obzirom da su vektorski modeli, Đurići98 i Đurići99 u Budimpeštanskom (hvatnom) koordinatnom sustavu, potrebno ih je bilo transformirati u lokalni metarski koordinatni sustav. Ta transformacija identična je transformaciji hvatne mreže iz hvatnog u lokalni metarski sustav, opisanoj u poglavlju 7.3. Geometrijska transformacija rasterskih

  • 42

    slika. Taj lokalni sustav je pravokutni metarski koordinatni sustav s ishodištem u donjem lijevom rubu lista br. 21, tako da sve koordinate imaju pozitivnu vrijednost.

    S obzirom da bi ručna numeracija svake digitalizirane točke bila jako opsežna postupak je djelimično automatiziran. Na svaku digitaliziranu točku vektorskog modela Đurići98 potrebno je snapirati tekst (npr. “1”) koji će biti u jednom od praznih slojeva DGN datoteke. Nakon toga, brzim i jednostavnim postupkom, pomoću EdG programa, koordinate unesenih tekstova preuzimaju se u obliku ASCII datoteke (Journal file). Vrijednosti koordinata iz takve tekstualne datoteke (*.jnl), importiraju se u Microsoft Excel tablicu gdje se koordinate sortiraju po x i dodjeljuju im se redni brojevi. Time je dobivena tablica koja sadrži tri stupca: broj točke, X i Y koordinatu. Takvu tablicu potrebno je eksportirati u obliku ASCII teksta koji će biti korišten pri izradi UCM (User Command) makroa za automatski unos brojeva točaka na određene koordinate. Time je dobivena DGN datoteka koja sadrži brojeve točaka (1-3858) kao tekstove snapirane na koordinate digitaliziranih točaka vektorskog modela Đurići98 (slika 31).

    Odgovarajuća numeracija digitaliziranih točaka vektorskih modela Đurći99 i Đurići00 obavit će se tako da se u okviru datoteke koja sadrži brojeve točaka definira vektorski model Đurići99 kao referentni (Reference Files). Nakon toga potrebno je translatirati brojeve točaka na odgovarajuće točke vektorskog modela Đurići99. Kada su sve točke translatirane, potrebno je sačuvati DGN datoteku za potrebe izvlačenja koordinata digitaliziranih točaka. Na isti način, dobit će se i koordinate digitaliziranih točaka vektorskog modela Đurići00.

    8.2. EdG (Edit Graphics)

    EdG (Edit Graphics) je program koji omogućava pretraživanje, izmjenu i prikazivanje elemenata DGN datoteke u komandnom okruženju. Djelomično je opisan u poglavlju 6.1. MicroStation 95. Nakon pokretanja EdG-a, otvara se tekstualno programsko sučelje s porukom da unesemo ime DGN datoteke koju će EdG učitati i svakom elementu dodjeliti interni redni broj, na osnovu kojeg EdG manipulira DGN zapisom.

    EdG omogućava zapisivanje teksta, prikazanog u EdG okruženju, u obliku ASCII datoteke (Journal File, *.jnl).

    Za potrebe prikazivanja i pohrane brojeva i koordinata točaka u tekstualnom obliku, korištene su naredbe za namještanje različitih postavki i kriterija po kojima će se prikazati određeni atributi grafičkih elemenata. To su takozvane SET naredbe od kojih su korištene sljedeće:

    • Κ Set Journal_File ����ime datoteke���� - ovom naredbom kreira se tzv. journal datoteka (*.jnl),

    • Κ Set Output / journal – naredba kojom se definira automatski ispis teksta iz EdG okruženja u journal datoteku,

    • Κ Set Display / pdata / text – naredba Set Display, općenito služi za postavljanje kriterija po kojima će se prikazati određeni atributi elemenata. Kriteriji se postavljaju pomoću parametara. U ovom slučaju, parametri /pdata i /text služe da se od svih atributa

  • 43

    prikažu samo koordinate karakterističnih točaka elementa i sadržaj teksta dotičnog tekstualnog elementa.

    Slika 32. Koordinate i brojevi digitaliziranih točaka u EdG okruženju

    Na slici 32, prikazano je EdG programsko sučelje u slučaju prikazivanja koordinata i sadržaja tekstova koji predstavljaju brojeve digitaliziranih točaka vektorskog modela Đurići00.

    Nakon što su izrađene journal datoteke brojeva točaka vektorskih modela Đurići99 i Đurići00, s obzirom da je za vektorski model Đurići98 već izrađena tablica s brojevima i koordinatama digitaliziranih točaka, može se prići preuzimanju tekstualnih podataka u Excel tablicu.

    Ovdje je opisan samo mali dio širokog spektra mogućnosti EdG komandnog prompta, koji nudi oko osamdeset različitih naredbi za čije je razumjevanje potrebno poznavati strukturu elemenata DGN zapisa.

  • 44

    8.3. Ocjena točnosti

    Preuzimanje tekstualnih podataka o broju i koordinati svake digitalizirane točke u Excel tablicu, obavlja se otvaranjem journal datoteke u okviru Excela, prilikom čega je potrebno razdijeliti podatke u stupce i odabrati samo one koji prikazuju broj točke, X i Y koordinatu. Tako dobivena tablica sadrži samo potrebne podatke i spremna je za obradu.

    Koordinate digitaliziranih točaka sva tri vektorska modela K. o. Đurići, objedinjene su u okviru jedne Excel tablice (slika 33), gdje su izvršena računanja srednjih vrijednosti koordinata za svaku točku, odstupanja i kvadrata odstupanja od srednje vrijednosti, potrebnih za računanje referentnih srednjih pogrešaka. Tablica sadrži koordinate i brojeve točaka za 3241 digitaliziranu točku, sva tri vektorska modela, dok su srednje vrijednosti koordinata digitaliziranih točaka dobivene aritmetičkom sredinom iz tri različite vrijednosti. Zbog veličine tablice, na slici 33, nisu mogli biti prikazani stupci s kvadratima odsupanja.

    Slika 33. Tablica s koordinatama sva tri vektorska modela K. o. Đurići

    Referentne srednje pogreške (mx i my) koordinata x i y digitaliziranih točaka za pojedine vektorske modele određene su po formulama:

    1

    )(

    1

    )(

    1

    2.

    1

    2.

    −±=

    −±=

    =

    =

    n

    YYm

    n

    XXm

    n

    iisr

    y

    n

    iisr

    x

    gdje je, 3241=n -broj digitaliziranih točaka.

    U okviru Excel tablice koja sadrži koordinate digitaliziranih točaka sva tri vektorska modela, također su izračunate udaljenosti ( ∆ ) pojedinih točaka od srednjeg položaja odgovarajuće točke, dobivenog aritmetičkom sredinom koordinata iz tri različita vektorska modela. Te duljine predstavljaju ukupno linearno odstupanje od srednjeg položaja (Xsr. , Y sr. ), a izračunate su formulom:

    22 )()( isrisri YYXX −+−=∆

  • 45

    Ukupna referentna srednja pogreška (m) izračunata je po formuli:

    11

    2

    ∆±=�

    =

    nm

    n

    ii

    U tablici 2 prikazane su vrijednosti referentnih srednjih pogrešaka koordinata digitaliziranih točaka sva tri vektorska modela.

    Tablica 2. Referentne srednje pogreške koordinata vektorskih modela K. o. Đurići

    Đurići98 Đurići99 Đurići00

    mx [[[[m]]]] 0,330 0,273 0,226

    my [[[[m]]]] 0,379 0,328 0,248

    m [[[[m]]]] 0,502 0,426 0,336

    0,0000,0500,1000,1500,2000,2500,3000,3500,400

    sred

    nja

    pogr

    eška

    [m]

    Đurići98 Đurići99 Đurići00Vektorski modeli

    mx [m]my [m]

    Slika 34. Referentne srednje pogreške koordinata digitaliziranih točaka

    Na slici 35 prikazane su točke koje u vektorskom modelu Đurići00 imaju najveća odstupanja ( ∆ ) od srednjih vrijednosti koordinata. Kod točke s najvećim odstupanjem (1030), primjećena je gruba pogreška pri numeraciji te točke u vektorskom modelu Đurići99, tako da je došlo do pogreške od –2.831 m po osi x i 2.101 m po osi y pa bi koordinate točke 1030 vektorskog modela Đurići99 trebale biti (2316.972, 2665.374). Međutim, ta gruba pogreška ne utječe na ocjenu točnosti s obzirom da je u ocjenu točnosti uključena 3241 točka svakog vektorskog modela.

  • 46

    Slika 35. Točke s najvećim odstupanjima ( ∆ ) od srednje vrijednosti koordinata

    Dobivene referentne srednje pogreške odražavaju vanjsku točnost vektorizacije, s obzirom da je postupak opterećen slučajnim i sistemskim pogreškama. Osim točnosti izvornog katastarskog plana, na točnost vektorizacije utječu i način skaniranja, deformacija katastarskog plana i način vektorizacije. Način skaniranja bi trebao biti takav da razlučivošću odgovara grafičkoj točnosti katastarskog plana. Katastarski planovi K. o. Đurići skanirani su razlučivošću od 8 linija/mm što zadovoljava potrebe, iako bi se višom razlučivošću postigli nešto bolji rezultati. Pogreške nastale u postupku vektorizacije predstavljaju slučajne pogreške koje odražavaju unutrašnju (relativnu) točnost i u pravilu su jako male veličine s obzirom da se ekranskim povećanjem kursor može vrlo precizno postaviti na raster. Stoga, glavninu ukupnih pogrešaka čine sistemske pogreške nastale deformacijom katastarskih planova.

    Geometrijskom transformacijom poništavaju se pogreške nastale deformacijom katastarskog plana, međutim afinom transformacijom moguće je poništiti samo homogene deformacije koje mogu biti različite u smjeru x i y osi.

    Sljedeći primjer dokazuje postojanje nehomogenih deformacija na nekim dijelovima katastarskih planova, kao i postojanje sistemskih pogrešaka nastalih od tih deformacija. Na slici 36 prikazana je točka hvatne mreže kod koje je uočeno najveće odstupanje nakon transformacije (0,4m po x i 1,6m po osi y), dok su rubne točke tog lista dosta dobro uklopljene što upućuje na postojanje nehomogenih deformacija.

  • 47

    Slika 36. Područje s velikom pogreškom transformacije

    Slika 37 prikazuje koordinate točaka koje se nalaze u okolici točke hvatne mreže prikazane na slici 36. Koordinatne razlike sa slike 37 upućuju na sistematski karakter tih razlika koje predznakom odgovaraju pomaku na slici 35.

    Slika 37. Koordinate točaka prikazanih na slici 36

    S obzirom da je dio digitaliziranih točaka dobiven s listova u mjerilu 1:1440, potrebno je pokazati da su te točke određene s većom točnošću od onih koje su dobivene s listova u mjerilu 1:2880. U tu svrhu, potrebno je svakoj digitaliziranoj točki u okviru Excel tablice dodijeliti vrijednost atributa koji definira mjerilo lista s kojeg je dotična točka digitalizirana. Nadalje, točke se sortiraju po tom atributu kako bi se izračunale srednje pogreške za svaku grupu točaka posebno.

  • 48

    Tablica 3. Referentne srednje pogreške točaka s obzirom na mjerilo lista

    Đurići98 Đurići99 Đurići00

    1:1440 1:2880 1:1440 1:2880 1:1440 1:2880

    mx [[[[m]]]] 0,203 0,462 0,174 0,377 0,104 0,315

    my [[[[m]]]] 0,273 0,499 0,265 0,406 0,194 0,314

    m [[[[m]]]] 0,340 0,680 0,317 0,554 0,239 0,445

    U tablici 3 prikazane su referentne srednje pogreške točaka s obzirom na mjerilo lista s kojeg su digitalizirane, dok je sa slike 38 vidljivo da su točke s listova u mjerilu 1:1440 određene većom točnošću od točaka dobivenih s listova u mjerilu 1:2880.

    0,0000,1000,2000,3000,4000,5000,6000,700

    sred

    nja

    pogr

    eška

    [m]

    Đurići98 Đurići99 Đurići00

    Vektorski modeli

    m (1:1440)m (1:2880)

    Slika 38. Srednje pogreške točaka, s obzirom na mjerilo lista s kojeg su digitalizirane

  • 49

    9. Zaključak

    Metoda korištena pri izradi diplomskog rada potpuno je potisnula iz upotrebe digitalizator, za što postoje i opravdani razlozi, a to su: veća unutrašnja točnost ekranske vektorizacije i sve viša automatiziranost programskih alata za vektorizaciju.

    Vektorizacija je korisna samo u slučaju ako je točnost analognog plana ili karte zadržana u vektorskom modelu.

    U slučaju vektorizacije rasterskih prikaza K. o. Đurići, unutrašnja točnost koja je odraz slučajnih pogrešaka pri samom postupku vektorizacije, zadovoljava potrebe jer su te slučajne pogreške vrlo male s obzirom da se ekranskim povećanjem kursor može jako precizno postaviti na određenu rastersku točku.

    Međutim, točnost vektorskog modela karakterizira vanjska točnost koja je odraz i slučajnih i sistematskih pogrešaka. Sistematske pogreške nastale su zbog deformacija katastarskih planova koje na nekim mjestima nije bilo moguće potpuno ukloniti afinom transformacijom. Obzirom na osobine afine transformacije, nameće se zaključak da su neki planovi K. o. Đurići opterećeni nehomogenim deformacijama koje je jako teško ukloniti. Stoga, nameće se potreba za korištenjem neke druge vrste transformacije.

    S obzirom da deformacije rasterskih prikaza mogu nastati pri skaniranju, moguće je izvršiti kalibraciju skanera kojom bi se otkrile eventualne pogreške skaniranja.

    Tek kada su rasterski prikazi uklopljeni u hvatnu mrežu u granicama grafičke točnosti katastarskih planova (oko 30 cm), moguće je zadržati točnost klasičnog katastarskog plana u vektorskom modelu, koji bi tek kao takav mogao poslužiti za izradu geoinformacijskog sustava.

    Iz tablice 2 (str. 44) vidljivo je da vektorski model Đurići98 sadrži veće pogreške što je i očekivano s obzirom da je taj model dobiven pomoću ručnog digitalizatora, dok su Đurići99 i Đurići00 rezultat ekranske vektorizacije.

    Vektorski model Đurići00 određen je nešto većom točnošću od ostala dva modela, međutim kod sva tri vektorska modela primjećena su znatno veća odsupanja po osi y, što se može objasniti većim deformacijama i pogreškama transformacije u smjeru te osi. Naime, iz tablice 3 vidljivo je veće odstupanje po osi y, naročito za točke digitalizirane s listova u mjerilu 1:1440, dok vrijednosti srednjih odstupanja kontrolnih točaka iz tablice 1 (str. 37) dokazuju da su pogreške transformacije veće u smjeru osi y, a sa slike 36, također je vidljivo da su nehomogene deformacije izraženije u smjeru te osi.

  • 50

    Literatura:

    Benak, M. (2000): Planiranje sigurnosti u informacijskom sustavu, Pcchip br. 57, Zagreb.

    Bentley Systems, (1995): MicroStation 95 User’s Guide i Administrator’s Guide.

    Bentley Systems, (1997): MicroStation Descartes 6.0 User’s Guide.

    Brukner, M., Oluić, M., Tomanić, S. (1992): GIZIS – Metodološka studija, INA-INFO, Zagreb.

    Environmental Systems Research Institute, Inc. (1996): The GIS Glossary.

    Feil, L. (1990): Teorija pogrešaka i račun izjednačenja, Geodetski fakultet, Zagreb.

    Frančula, N. (1996): Digitalna kartografija, interna skripta, Geodetski fakultet, Zagreb.

    Husak, M. (1997): Digitalne karte na području Varaždinske županije, Zbornik radova Prvog Hrvatskog kongresa o katastru, Hrvatsko geodetsko društvo, str. 107-121, Zagreb.

    Maštruko, O. (2000): Dvojac za Linux, Banka br. 3, Zagreb.

    Medić, V., Fanton, I., Roić, M. (1996): Katastar, interna skripta, Geodetski fakultet, Zagreb.

    Roić, M., Zekušić, S. (1999): Normizacija digitalnih prostornih podataka, Geodetski list, br. 3, str. 209-226, Geodetski fakultet, Zagreb.

    Rožić, N. (1996): Geoinformatika III, interna skripta, Geodetski fakultet, Zagreb.

  • 51

    Životopis:

    Rođen sam 4. travnja 1974. godine u Mostaru (Bosna i Hercegovina). Nakon završene osnovne škole upisujem se u Gimnaziju “Aleksa Šantić” (današnja Prva Gimnazija) u Mostaru.

    U proljeće 1992. godine, tijekom trećeg razreda, školovanje je nakratko prekinuto te nastavljeno u jesen iste godine upisom u četvrti razred XV Gimnazije (MIOC-a) u Zagrebu gdje sam maturirao 1993. godine.

    U jesen 1993. godine upisao sam prvu godinu Geodetskog Fakulteta u Zagrebu i tijekom studiranja učestvovao sam u projektima:

    • Κ GPS kampanja Grada Zagreba (1997),

    • Κ Terestrička, GPS i hidrografska mjerenja na rijeci Neretvi (1998).

    U listopadu 1998. godine bio sam sudionik studentske prakse usmjerenja Inženjerska geodezija, na području grada Vrbovca.

    UvodKatastar zemljištaRaèunalna grafikaRasterska grafikaVektorska grafika

    Digitalizacija i vektorizacijaIzrada vektorskih modela iz izvornih mjerenjaIzrada vektorskih modela digitalizatoromIzrada vektorskih modela ekranskom vektorizacijom

    Digitalni katastarKatastarski sust