нормалізація

Методологія перегляду та помилок картографії Кадастру Іспанії, імпортованих із використанням Cat2Osm2 та JOSM.

Содержание

  • 1 Що таке топологічні помилки в картографії?
  • 2 Чому виникають топологічні помилки і чому ми повинні їх виправляти?
  • 3 Як виявити та очистити ці помилки
  • 4 Очищення та нормалізація даних
    • 4.1 1. Виправте топологічні помилки
    • 4.2 2. Об’єднайте багатокутники з однаковими атрибутами
    • 4.3 3. Видалення зайвих вузлів (необов’язково)
    • 4.4 4. Полігони без поверховості
  • 5 Збагачувальна картографія
    • 5.1 5. Моделювання даху на основі правил
    • 5.2 6. Додайте номери порталів
    • 5.3 6. Завантажте дані в OSM

Які помилки топології в картографії?

У картографії це розуміється як топологія до просторових взаємозв’язків між різними елементами (точками, лініями та багатокутниками), з яких складається карта: якщо вони близькі, якщо торкаються, якщо вони перекриваються тощо. Ці взаємозв'язки, які на перший погляд можуть здатися очевидними для людини, не настільки очевидні для комп'ютерного програмного забезпечення, яке повинно встановлювати їх за допомогою мови та правил математичної геометрії.

Топологічні помилки - це ті, які не відповідають цим правилам: наприклад, дві лінії, що представляють дороги, які при перетині на одному рівні не мають спільного вузла на перехресті (перевищення), або два багатокутники, що представляють перекриваються аркуші води (щепки).

Чому виникають топологічні помилки і чому ми повинні їх виправляти?

Кадастровій картографії часто не вистачає топологічної узгодженості. Дуже поширені випадкові помилки (зависання вузлів, шлейфів, накладок тощо) можуть виникати під час процесів оцифрування. Ці помилки є типовими в будь-якому картографічному джерелі, і залежно від того, яке використання буде використано (маршрутизація, вимірювання поверхні тощо), іноді їх потрібно виправити. Хоча OSM не вимагає перевірки даних, настійно рекомендується виконати процес очищення топології, що покращує точність карти.

Топологія потрібна для проведення певних аналізів, таких як обчислення оптимальних маршрутів у програмах покрокової маршрутизації. Чим більшою є топологічна послідовність картографії, тим більшою точністю та якістю вона володіє, а отже, і більшим використанням.

Як виявити та очистити ці помилки

У Геоінформаційних системах є інструменти для створення топологічних правил, що фіксують просторові взаємозв'язки та обмеження між елементами карти: обмеження, такі як багатокутники з різними типами землекористувань, що не перекриваються, немає доріг без підключення до інших, що немає перекриваються вулиці, не може бути магазинів на аркушах води тощо. Ці правила можуть бути настільки складними та суворими, наскільки це бажано.

Цього не існує в JOSM - найближчим є правила перевірки, оскільки він обробляє геометричні об'єкти індивідуально та ізольовано, тому ми повинні виявляти та виправляти помилки самі. Однак у JOSM є інструменти для здійснення, більшою чи меншою мірою, топологічної перевірки та виправлення елементів карти та полегшення нашого життя:

  • У JOSM відкрийте вікно налаштувань у меню Редагувати -> Налаштування. (або натисніть F12).

  • На вкладці натисніть піктограму конфігурації аксесуари доступні та встановіть наступне.

Після додавання надбудов, які можуть вам знадобитися перезапустити JOSM.

Очищення та нормалізація даних

Наступні ми відкриємо файл OSM у JOSM Кадастр, попередньо оброблений за допомогою Cat2OSM2.

Очищення картографії може бути повільною і нудною роботою, якщо ми не організуємо достатньо рухливий робочий процес. З цієї причини переважно вносити виправлення в тому самому порядку, як зазначено нижче, щоб не повторювати кроки. Якщо ви не звикли до комбінацій клавіш JOSM, щоб зробити кожен процес максимально комфортним і швидким, рекомендуємо робити ярлики до інструментів у тому порядку, в якому ви збираєтеся їх часто використовувати, щоб мати під рукою та акуратно як іконки, які вирішують кожен крок.

1. Виправте топологічні помилки

За допомогою цієї операції ми уникнемо невеликих проміжків між будівельними полігонами, а також перекриттів.

  • Виділіть усі елементи шару: Виділення -> Виділити все (Ctrl + A).
  • Виберіть лише вузли, використовуючи: Відбір -->Виберіть вузли шляху (Ctrl + Shift + N)
  • Зробити масштабування менше таким чином, щоб ви це спостерігали відстань між доріжками становить 10 пікселів або менше, оскільки це допуск, щоб вказати, до яких маршрутів ми хочемо приєднатися, а до яких - ні. Тому нам доведеться збільшувати масштаб, поки ці вузли не будуть наближені до доріжок, але не настільки близько, щоб вони приєдналися до інших, щоб ми не хотіли, щоб вони приєднувались.
  • Перейдіть до меню Інструменти -->Перемістити вузол по шляху (N). Лінії будуть обертатися, перетинаючи і уникаючи зависання вузлів (перевищення, піднижків) та осколкові багатокутники (щепки). Якщо результат нам не подобається, ми скасовуємо, і цього разу ми намагаємось інше масштабування тощо.

Якщо ми все-таки виявили, що такі ще є розрив між сусідніми багатокутниками, ребра яких все ще не збігаються (1), ми повторимо операцію або виправимо її вручну, додавши вузол на одній із сторін, близьких до неправильного вузла, як показано на зображенні (2), і вибравши обидва вузли використання Інструменти -> Приєднання вузлів (або клавіша M). Тепер буде лише один спільний вузол (3).

2. Об’єднайте багатокутники з однаковими атрибутами

Кадастр часто збирає кілька сусідніх багатокутників однієї і тієї ж будівлі або житла з однаковими мітками. Якщо ці багатокутники мають однакову кількість поверхів, може бути зручно об’єднати їх для спрощення геометрії.

Щоб допомогти нам, ми можемо виконати топологічний пошук у JOSM з таким рядком:

"будівля: рівні" = 2 всередині "будівля: рівні" = 2

Це вибирає сусідні багатокутники тієї самої будівлі з однаковою кількістю поверхів (у цьому прикладі два поверхи).

Після вибору перейдіть до меню Інструменти -> Приєднати області, що перекриваються (Shift + J), щоб об'єднати їх.

Досвід імпорту даних кадастру робить рекомендується максимально спростити різні частини або компоненти будівлі, Тому він намагається з’єднати основну частину будівлі з такими ділянками, як виступи, балкони, тераси тощо, які фігурують у кадастровій картографії, і призначають найбільшу кількість поверхів, які має будівля, отриманому полігону. Ці частини ускладнюють у довгостроковій перспективі підтримку та обробку цих пов'язаних полігонів у OpenStreetMap. Однак існує також тег під назвою Key: building: частина, який дозволяє вказати територію як частину будівлі через відносини.

3. Видалення зайвих вузлів (необов’язково)

Іноді багатокутники представляють непотрібні вузли, які не змінюють геометрію елемента і є топологічно безглуздими, тому доцільно їх усунути, зберігаючи лише значущі вершини.

Для цього ми зробимо узагальнення в JOSM за допомогою інструмента «Спрощення» за допомогою (Shift + Y), що існує в меню Інструменти. Ця утиліта спрощує геометрію, зменшуючи кількість вузлів, але зберігаючи загальну форму.

Максимальний допуск цього інструменту становить 3 метри, але якщо ми хочемо, ми можемо зменшити це значення, щоб спрощення було менш агресивним із Редагувати -> уподобання -> Розширені налаштування -> Ключ simplify-way.max-помилка (необхідно активувати Розширений режим в уподобання щоб мати доступ до Розширені налаштування)

4. Полігони без поверховості

Іноді картографія Катастро збирає багатокутники без кількох поверхів, які не відповідають високим будівлям, а представляють тераси на рівні землі, криті підземні гаражі тощо. Ці багатокутники повинні бути виключені або перевизначені для інших цілей.

Збагачувальна картографія

5. Моделювання даху на основі правил

Cat2Osm2 за замовчуванням дозволяє експортувати кадастрову картографію за допомогою ярлики на будівлях, які збирають основні деталі про їх висоту залежно від поверховості. Це дозволяє легко створювати тривимірні міські моделі на рівні абстракції LoD1. Таким чином, у "Рівні деталізації" 1, такому як ми використовуємо під час імпорту кадастрової картографії, будівлі представляють собою об'єми, представлені призмами, без зазначення типу конструкції даху (вони завжди будуть терасовими).

При очищенні та нормалізації картографії Катастро ми зрозуміли, що дахи завжди представлені багатокутниками. Це означає, що багато разів для дахів, які не є плоскими або відносно складними, таких як багатосхилі дахи, вони представлені звивистими численними багатокутниками, які важко зрозуміти і подання яких не зовсім відповідає дійсності.

Для спрощення цих випадків OpenStreeMap має метод 3D-маркування, який концептуально нагадує процедурну модель редагування на основі правил CGA (Кольоровий графічний адаптер), що використовується в програмному забезпеченні для параметричних міських середовищ, таких як ESRI CityEngine або Bentley 3D City GIS. Таким чином, ці ярлики визначають характеристики, які повинен мати об’єкт (тип даху, фасади, матеріали, кольори, кількість поверхів тощо) та трансформацію, яку він повинен зазнати для правильної візуалізації в програмному забезпеченні, що розуміє цей «діалект ". У конкретному випадку дахів існує ціла серія граматичних форм, які є дуже корисними для набагато швидшого видання, уникаючи заплутаних форм, якими вони намагаються представити в кадастровій картографії.

ОбкладинкаКартинадах: форма
терасові або плоскідо джерела або водифронтон або фронтонзі зламаним нагрудником або напівтопомвальмовий або помпадуру вальмовому або пірамідальному павільйонімансардаяр або біля мансардикуполцибулякупольний або бочковийсолянкаряд фронтонівПилкоподібнийокруглий рядхвилястатрапецієподібний
квартираскіліондвосхилийнапівстегновийстегнапірамідальнийгамбрельмансардакуполцибулякруглісолянкафронтонний рядокпилкоподібнийкругла_рядокхвилятрапеція
  • Для цього першим ділом потрібно додати попередньо визначені колекції тегів до JOSM, що дозволить швидко описати тип даху будівлі. В Налаштування -> Налаштування карти -> вкладка "Попередньо визначені мітки" ми відбираємо "Прості 3D-будівлі" Y "Будівництво попередньо встановлених" і ми перезапускаємо JOSM.
  • Ми вибираємо багатокутник, який визначає контур даху (цілком імовірно, що нам доведеться з'єднати багатокутники, як ми бачили в попередньому розділі), і ми розглядаємо його типологію з ортофото, наданого BIng або PNOA (кількість спідниць або води).

  • Нарешті з меню Попередні налаштування -> 3D -> Фігури даху вказуємо тип даху та орієнтацію (вздовж або перпендикулярно до головного фасаду).

Зауважте, що кількість поверхів, зібраних з міткою будівля: рівні = *, повинна включати не дах, а перший поверх. Якщо на даху є кілька рослин, вкритих травою, є інша позначка, яка вказує на це, про що ми не згадували: дах: рівні = *)

Ці правила, які ми вказали, описують перетворення простих дахів. Існує безліч інших ярликів для більш точного визначення складних дахів (з долинами, раковини, мансардні вікна тощо), але це виходить за рамки цього підручника.

6. Додайте номери порталів

Номери порталу або міліції, а також назви доріг є важливими даними, щоб можна було здійснювати точну маршрутизацію, наприклад, в навігаційному програмному забезпеченні. Ось чому настійно рекомендується додавати цю інформацію до будівель, якщо ми хочемо, щоб наша робота мала велику цінність.

  • Додайте службу кадастру WMS до Редагувати -> Налаштування і натисніть на вкладку WMS.

  • Завантажте образ служби служби Catastro WMS на JOSM
  • Виберіть полігон, до якого потрібно додати поліцейський номер. Якщо одна і та ж будівля складається з декількох багатокутників, виберіть найбільший з них або найбільш репрезентативний біля входу.
  • З меню Пресети -> Анотація -> напрямки Додайте до полігону кожної будівлі поліцейський номер, який видно на зображенні Катастро (номер синього кольору поруч із ділянками). Пам’ятайте, що в деяких населених пунктах поліцейські номери, зібрані в кадастрі, застарілі, тому, якщо у вас є можливість перевірити їх на місці або пунктуально такі послуги, як Google Street View, щоб переконатися в цьому, краще.

Нарешті, заповніть дані, додавши назву вулиці, місто та свій поштовий індекс. Важливо, щоб назва вулиці збігалася з назвою вулиці, якій пов’язана адреса будівлі.

Доповнення Виправлені адреси те, що ви раніше встановлювали у своєму JOSM, дозволяє швидко виправити та оцінити адреси будівель, які є неправильними або не завершеними: наприклад, вулиці з однаковими, але не однаковими назвами (Calle de Arriba -> Calle Arriba).

6. Завантажте дані в OSM

Нарешті, ми завантажуємо виправлені дані кадастру на сервер OSM з обліковими записами користувачів, яким дозволено імпортувати дані іспанського кадастру в OSM, вказуючи походження даних (Кадастр) із зазначенням короткого коментаря до опрацьованих даних (Приклад: іспанський кадастр: Сантандер). Якщо у вас немає облікового запису, ви можете зв'язатися з користувачем, який керує ним, щоб він завантажив створені вами дані. Ви можете вказати, що у полі Коментар даних, які потрібно завантажити, також вкажіть своє ім’я користувача, щоб ваша робота була розпізнана.