Способ получения и актуализации цифрового картографического материала и устройство для его осуществления

Способ получения и актуализации цифрового картографического материала и устройство для его осуществления

Реферат

Изобретение относится к области картографии и мнемосхем и может быть использовано в цифровой картографии на основе имеющихся планов и карт местности.

Известен способ получения цифровой карты местности с использованием в качестве исходного материала топографических карт, фотокарт, фотопланов и др. (патент РФ № 2037777), включающий подготовку изображения картографического материала в виде растровой копии, разделенной по слоям содержания, идентификацию дискретных, линейных, площадных объектов местности по элементам содержания с регистрацией соответствующей им семантической информации, снятие метрической информации об указанных объектах, обработку полученной информации и занесение информации о каждом объекте в соответствующий классу данного объекта сегмент памяти.

Недостатком этого способа является низкая оперативность, недостаточная достоверность.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ актуализации цифровых карт местности (патент РФ № 2165596), основанный на операции сопоставления оцифрованной топографической карты и цифрового космического изображения, включающий выбор адекватных окон на космическом изображении, идентификацию опорных точек и перенос их на топографическую карту, преобразование цифрового космического изображения в систему координат топографической карты по опорным точкам, совмещение оцифрованной топографической карты с цифровым космическим изображением с использованием программного обеспечения для обработки изображения. При этом топографическое и космическое изображения одновременно отображаются на экране видеоконтрольного устройства путем наложения тематических слоев и уточнения одновременно по обоим растровым изображениям, в ходе которого выявляют недостающие объекты и удаляют уже несуществующие.

Недостатком этого способа является использование дорогостоящего оборудования, невозможность создания собственных подробных планов местности при отсутствии точных или мелкомасштабных карт данной местности, а также отсутствие возможности точного и оперативного отслеживания состояния неподвижных и координат перемещающихся объектов на компактных мнемосхемах и планах.

Задачей предлагаемого изобретения является при сравнительно низких затратах оперативное получение на цифровом картографическом материале, например, планах и мнемосхемах координат и трасс подвижных объектов или состояний неподвижных.

Техническим результатом изобретения являются сравнительно небольшие затраты при реализации предложенного изобретения, возможность создания собственных планов, схем местности в отсутствие подробных карт и ориентиров, а также высокая оперативность в отслеживании состояния неподвижных или координат перемещающихся объектов на цифровом картографическом материале.

Технический результат достигается тем, что в способе получения и актуализации цифрового картографического материала, заключающимся в преобразовании слоев базовой цифровой карты местности путем сканирования и получения копий топографического материала и данных спутниковой навигации, идентификации дискретных, линейных и площадных объектов местности по имеющемуся изображению и полученным спутниковым данным, классификации объектов местности по элементам содержания, уточнения расположения объектов на основе совместной обработки полученной информации, занесения информации о каждом объекте в соответствующий классу данного объекта сегмент памяти, предварительно создают трансформирующую изображение матрицу, или матрицу искажений координат объектов на выделенных цифровых планах и мнемосхемах по отношению к истинным географическим координатам, полученным для отслеживаемых объектов с помощью навигационной аппаратуры пользователей, путем совмещения планов или мнемосхем с точной картой местности, затем матрицу искажений включают в контур отображения объектов на планах и мнемосхемах, исходя из истинных географических координат отслеживаемых объектов, передаваемых пользователями, и формируют преобразованный по матрице слой плана или мнемосхемы местности, на котором отслеживаемые объекты выделяют определенными графическими символами.

Кроме того, полученные на мнемосхеме данные, например, маршрут и скорость перемещения каждого отслеживаемого объекта, передают выделенным пользователям с осуществлением визуализации мнемосхемы на устройстве отображения каждого пользователя.

В устройство получения цифрового картографического материала, содержащее цифровую карту местности, устройство обработки полученной информации, устройство отображения информации, входят n составляющих единиц абонентского комплекса пользователей, каждая составляющая его единица содержит устройство определения координат на местности, соединенное своим входом с выходом устройства управления непосредственно или через кодировщик-декодировщик, выходы устройства управления соединены с входами устройства отображения информации и устройством подключения к радиоканалу, указанное устройство подключения к радиоканалу каждой единицы абонентского комплекса своим входом соединено с выходом устройства управления и связано с групповым устройством подключения к радиоканалу базовой части устройства получения цифрового картографического материала, другие вход и выход группового устройства подключения к радиоканалу соединены непосредственно с выходом и входом устройства преобразования информации и управления или соответственно с выходом и входом второго кодировщика-декодировщика, присоединенного другими своими входом и выходом соответственно к выходу и входу устройства преобразования координат и управления, другой вход устройства преобразования координат и управления соединен с выходом устройства хранения матрицы искажений, следующие вход и выход устройства преобразования координат и управления присоединены соответственно к выходу и входу блока, содержащего цифровые карты местности, и к выходу и входу блока, содержащего мнемосхемы или планы этой же местности.

Кроме того, устройство определения координат местности представляет собой наземную аппаратуру систем космической навигации.

Тем самым удается избежать ограничений, связанных с масштабом, что характерно для карт местности, быстро и экономично создать фрагменты местности без точной привязки и сохранения пропорций в расстояниях и размерах объектов и без отображения всех объектов данной местности, что очень часто и не требуется. Вместе с тем удается оперативно решать задачи отслеживания перемещающихся объектов на цифровых компактных мнемосхемах и с помощью навигационной аппаратуры определять местонахождение отслеживаемого объекта и показывать его на мнемосхеме непосредственно на экране дисплея.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство представляет собой абонентский комплекс пользователей, в который может входить от одной до n составляющих его стандартных единиц 1. Каждая единица 1 абонентского комплекса по радиоканалу имеет связь с базовой частью устройства получения цифрового картографического материала.

Абонентские единицы 1 комплекса содержат устройство для определения координат на местности 2 в виде навигационной аппаратуры пользователя космической навигационной системы (НАП КНС), выход которого соединен с входом кодировщика-декодировщика 5 в виде определенной части контроллера, работающей по установленной программе обмена и кодирования информацией. Кодировщик-декодировщик 5 через устройство управления 4 - им может быть контроллер, например типа R 4000 - соединен с устройством отображения 3, которое представляет собой экран дисплея или визуализованную мнемосхему, и входом устройства подключения к радиоканалу 6, например, выполненного в виде абонентского аппарата сотового телефона, которое своими выходом связано с устройством управления 4, а входом-выходом связано с выходом-входом группового устройства подключения к радиоканалам 7 базовой части устройства получения цифрового картографического материала. Устройство 7 может быть выполнено в виде базовой станции сотовой телефонной станции с АТС. Групповое устройство подключения к радиоканалам 7 также своим входом и выходом подсоединено соответственно к выходу и входу кодировщика-декодировщика 8, другие вход и выход которого подключены соответственно к выходу и входу устройства преобразования координат и управления 9, которое выполнено, например, в виде процессора серверного типа. Устройство преобразования координат и управления 9 другим своим входом присоединено к выходу устройства хранения трансформирующей цифровое изображения матрицы, или матрицы искажений, 12, в качестве которой может быть использована система памяти с особым режимом доступа. Устройство преобразования координат и управления 9 также соединено своими входами-выходами соответственно с выходами-входами блока 10, содержащего цифровые карты местности, и выходами-входами блока 11, содержащего мнемосхемы или планы этой же местности.

При этом следует отметить, что при отсутствии необходимости в кодировании информации из схемы можно исключить кодировщики-декодировщики.

Устройство работает следующим образом.

В подготовительной части работы цифровую мнемосхему из блока 11 совмещают с точной цифровой картой местности, хранящейся в блоке 10. Поскольку масштаб мнемосхемы, а также преобразовательные возможности для нее отличаются от принятых в картографии, операцию совмещения производят полуавтоматически по специальному алгоритму, либо полностью вручную.

В результате этого совмещения появляется, так называемая, трансформирующая цифровое изображение матрица, или матрица возникающих искажений, которую помещают в память устройства для ее хранения 12. Матрица искажений, хранящаяся в устройстве хранения матрицы искажений 12, позволяет с помощью устройства преобразования координат и управления 9 преобразовать точки на карте местности 10 в соответствующие точки на мнемосхеме 11. Преобразование считается законченным, когда промежуточные положения объектов (между опорными точками) находятся методами интерполяции.

Далее, каждая единица 1 абонентского комплекса пользователей с помощью устройства определения координат на местности 2 определяет собственные координаты и передает сообщение о них и о собственном состоянии, в частности, о тревожной ситуации, непосредственно или через кодировщик-декодировщик 5 в устройство управления 4 и через устройство подключения к радиоканалу 6, групповое устройство подключения к радиоканалам 7 и второй кодировщик-декодировщик 8 (кодировщик-декодировщик 8 при отсутствии необходимости в нем может быть исключен) в устройство преобразования координат и управления 9. С помощью устройства преобразования координат и управления 9 данные о координатах, полученные от соответствующих единиц 1 абонентского комплекса пользователей, наносят на точную цифровую карту местности, хранящуюся в блоке 10. Эту операцию повторяют с той или иной периодичностью. При этом производят сравнение с ранее занесенными координатами от соответствующих единиц 1 абонентского комплекса пользователей, что позволяет зафиксировать скорость их перемещения и путь, а вместе с тем скорость и маршрут отслеживаемых объектов на точной цифровой карте местности 10. Одновременно с этим осуществляют пересчет координат с соответствующей карты из блока 10 на соответствующую мнемосхему из блока 11 с помощью трансформирующей изображение матрицы, или матрицы искажений, из устройства 12.

Тем самым не только на цифровой карте местности, но и на мнемосхеме возникает маршрут и скорость перемещения отслеживаемых объектов, снабженных указанным оборудованием единиц 1 абонентского комплекса пользователей. Данные о состоянии слоя скорости перемещения, а также мету положения объектов в сжатом виде передают через устройство преобразования координат и управления 9, кодировщик-декодировщик 8 или без него, устройства подключения к радиоканалу 7 и 6, устройство управления 4 в устройство отображения 3 выделенных единиц 1 абонентского комплекса пользователей, в котором таким образом осуществляется визуализация преобразованной в соответствии с матрицей искажений мнемосхемы из блока 11.

1. Способ получения и актуализации цифрового картографического материала, заключающийся в преобразовании слоев базовой цифровой карты местности путем сканирования и получения копий топографического материала и данных спутниковой навигации, идентификации дискретных, линейных и площадных объектов местности по имеющемуся изображению и полученным спутниковым данным, классификации объектов местности по элементам содержания, уточнения расположения объектов на основе совместной обработки полученной информации, занесения информации о каждом объекте в соответствующий классу данного объекта сегмент памяти, отличающийся тем, что предварительно создают трансформирующую изображение матрицу или матрицу искажений координат объектов на выделенных цифровых планах и мнемосхемах по отношению к истинным географическим координатам, полученным для отслеживаемых объектов с помощью навигационной аппаратуры пользователей, путем совмещения планов или мнемосхем с точной картой местности, затем матрицу искажений включают в контур отображения объектов на планах и мнемосхемах, исходя из истинных географических координат отслеживаемых объектов, передаваемых пользователями, и формируют преобразованный по матрице слой плана или мнемосхемы местности, на котором отслеживаемые объекты выделяют определенными графическими символами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученные на мнемосхеме данные, например маршрут и скорость перемещения каждого отслеживаемого объекта, передают выделенным пользователям с осуществлением визуализации мнемосхемы на устройстве отображения каждого пользователя.

3. Устройство получения и актуализации цифрового картографического материала, содержащее цифровую карту местности, устройство обработки полученной информации, устройство отображения информации, отличающееся тем, что устройство содержит n составляющих единиц абонентского комплекса пользователей, каждая составляющая его единица содержит устройство определения координат на местности, соединенное своим входом с выходом устройства управления непосредственно или через кодировщик-декодировщик, выходы устройства управления соединены с входами устройства отображения информации и устройством подключения к радиоканалу, указанное устройство подключения к радиоканалу каждой единицы абонентского комплекса своим входом соединено с выходом устройства управления и связано с групповым устройством подключения к радиоканалу базовой части устройства получения цифрового картографического материала, другие вход и выход группового устройства подключения к радиоканалу соединены непосредственно с выходом и входом устройства преобразования координат и управления или соответственно с выходом и входом второго кодировщика-декодировщика, присоединенного другими своими входом и выходом соответственно к выходу и входу устройства преобразования координат и управления, другой вход устройства преобразования координат и управления соединен с выходом устройства хранения матрицы искажений, следующие вход и выход устройства преобразования координат и управления присоединены соответственно к выходу и входу блока, содержащего цифровые карты местности и к выходу и входу блока, содержащего мнемосхемы или планы этой же местности.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что устройство определения координат местности представляет собой наземную аппаратуру систем космической навигации.