IZ ZNANOSTI IN STROKE v N NOVEJSIRAZVOJ UDK 528.425.4(084.3-12)+528.93 (084. 3-13/15) ( 436 ):681 .327. 6. 061 061.3(497.12):528 Geodetski dan „1993" AVSTRIJSKIH TOPOGRAFSKIH KART Viktor Zill Bundesamt fuer Eich- und Vermessungswesen, Duna1; Avstrija Prispelo za objavo: 3.11.1993 Izvleček V Zveznem uradu za mere in geodetske zadeve (Bundesamt fuer Eich- und Vermessungswesen - BEV) se projektna skupina že dlje časa ukva,ja z vzpostavitvijo topografskih in kartografskih podatkovnih baz. Gre za poskus, da bi pokrili povečano potrebo po digitalnih topografskih informacijah z vzpostavitvijo topografskega in kartografskih modelov. Tema tega članka so koncept vzpostavitve takšnih modelov, njihova realizacija in vplivi na vzdrževanje kartografije. Ključne besede: Avstrija, Bled, definicija kartografskega modela, definicija topografskega modela, digitalni podatki, Geodetski dan, podatkovne zbirke, 1993 l. UVOD Topografske izmere in izdelavo državnih topografskih kart v Avstriji opravlja Zvezni urad za mere in geodetske zadeve (BEV) oziroma Skupina za topografske načrte. To v glavnem pomeni tridimenzionalni zajem celotnega avstrijskega zemeljskega površja in topografsko pomembnih naravnih in umetnih objektov ter obdelavo, interesno nevtralno upravo, sprotno vzdrževanje in pripravljenost za posredovanje naštetih topografskih informacij tistim, ki jih potrebujejo za nadaljnjo uporabo. Ob tem je mogoče razlikovati tri temeljna področja izdelave: topografske karte, letalske posnetke, digitalne topografske in kartografske podatke. Prvotno so bile topografske karte edina oblika za predstavitev rezultatov topografskega dela javnosti. Dosegli so visoko raven kartografske popolnosti in bodo tudi v predvidljivi bodočnosti nosilci informacij o prostoru kot dopolnitev digitalnih oblik. V Avstriji se izdelujejo naslednje državne karte: o karta Avstrije v merilu 1 : 50 000 o karta Avstrije v merilu 1 : 25 000 (povečava) o karta Avstrije v merilu 1 : 200 000 o karta Avstrije v merilu 1 : 500 000 o karta Avstrije v merilu 1 : 300 000 (povečava) o območne karte. Geodetski vestnik 37 (1993) 4 letalskimi posnetki, ortofotoposnetki in fotokartami se je izredno razširila ponudba informacij. Dodatne prednosti so v bistveno večji ažµrnosti in v popolni avtentičnosti fotografskega posnetka. Izdelka tega področja izdelave sta : • fotokarta Avstrije v merilu 1 : 10 000 • temeljna karta Avstrije v merilu 1 : 5 000. topografskih in kartografskih podatkov (temeljni geo-podatki s prostorsko ki je na voljo v digitalni obliki, se že nekaj let stalno povečuje s prilagajanjem na spremenjene potrebe naše informacijske družbe. Hiter in selektiven dostop do podatkov, neodvisnost od sistemov za razdelitev na liste, prilagodljivost v merilu, raznolikost tehnik vizualizacije in kompatibilnost z drugimi podatki odpirajo neslutene možnosti. Rastoče potrebe po tovrstnih podatkih so vzpodbudile Skupino za topografske načrte, da je dopolnila obstoječe podatkovne baze (npr. digitalni model reliefa), kot tudi tiste neznanske količine podatkov, ki jih vsebujejo v analogni obliki obstoječi originali kart, da bi bili uporabni za avtomatsko obdelavo podatkov. 2. povečanega povpraševanja po topografskih informacijah v digitalni obliki so bistveni meri tudi sedanje okvirne razmere spodbudile za izdelavo odločitev, da se uvedejo postopki, ki so podprti z avtomatizacijo, pri izdelavi in vzdrževanju državnih kartografskih izdelkov. Slabosti sedanje obdelave so: 2.1 Analogni postopki izdelave državnih kart, ki se uporabljajo, zahtevajo zelo veliko reprodukcijskih postopkov. Takšne reprodukcije so povezane s precejšnjimi izgubami geometrične in grafične kakovosti, tako da je po treh ali štirih vzdrževalnih ciklih potrebna nova gravura celotne karte. To pomeni, da je treba namesto vnosa posameznih sprememb vsakič obdelati celotno vsebino kart. Trenutno so že na voljo listi kart za novo gravuro takšne vrste, zaradi zmogljivosti pa jih je možno obdelati le v manjši meri. 2.2 Zaradi želje po čim večji ažurnosti državnih kart z ukrepi, kot je denimo pospešena izvedba posameznih dodatkov, se ob že pomanjkljivi geometrični strukturi poslabša še kvaliteta. 2.3 Za izdelavo in vzdrževanje državnih kart je potrebno znatno vlaganje v kadre, material in opremo. 2.4 Časovni razpon med pregledom topografa do dokončanja originalov za tisk znaša pri periodičnem vzdrževanju vsebine celotnega lista povprečno tri leta, pri delnem manjšem vzdrževanju pa pol leta. so nove tehnike obdelave, ki bodo zagotovile za kartografsko produkcijo: povečano ažurnost podatkov • ohranitev geometrične in grafične kakovosti • racionalizacijo na področju klasične reprodukcije z zmanjšanjem vlaganja v materialne in kadrovske stroške. Upoštevaje navedene vidike na eni strani, na drugi pa možnpsti z vidika zaposlovanja in tehnične opreme, je nastal koncept oz. izgrajevanje topografskih in kartografskih podatkovnih zbirk. Geodetski vestnik 37 (1993) 4 3. MODELNA PREDSTAVITEV TOPOGRAFSKE IZMERE oncept za izdelavo topografskih in kartografskih podatkovnih zbirk v BEV-u, ki a je razvila projektna skupina, izhaja iz teorije modelov, ki jo uporablja sodobna kartografija. Na osnovi tega se ne predstavlja rezultatov topografskih načrtov le v obliki natisnjenih kart, ampak primarno z digitalnim modelom krajine (topografski model - TM). Definicija TM-ja: v TM-ju je predstavljen posnetek zemeljske površine s topografskega vidika. Sestavljen je iz originalnih podatkov v vektorski obliki in ni bil spremenjen s kartografsko obdelavo (kot npr. z generalizacijo in upodobitvijo s simboli s pomočjo kartografskega ključa). Da bi upodobili krajino s TM-jem in jo shranili v obliki digitalnih podatkov, jo je treba najprej razstaviti na elemente (objekte), ki se jih da shraniti. Celoto teh objektov je mogoče povezati v vrste objektov po stvarnih značilnostih. Te nato razčlenimo na objektne skupine, iz katerih se potem sestavljajo npr. naslednja objektna področja: promet, naselja, členitve prostora, vode, poraslost tal, teren, imena. Za zajem podatkov se uporabljajo samo original (zemeljsko površje) ali nespremenjeni posnetki (letalski posnetki in ortofotoposnetki) (Slika 1). Iz TM-ja je mogoče izpeljati različne kartografske modele (KM), in sicer z avtomatsko, polavtomatsko ali interaktivno generalizacijo, odvisno od stopnje generalizacije. Pri tem se spremenijo objekti TM-ja skladno z določili kartografskega ključa v simbole. Vsak KM je mogoče po potrebi predelati v obliko „digitalne karte" na ustreznem nosilcu podatkov ali pa iz njega z lasersko tehnologijo izdelati originale za tisk kartografskih izdelkov. Definicija KM-ja: KM vsebuje posnetek zemeljske površine s kartografskega vidika. Vsebuje podatke o zemeljski površini, ki so bili kartografsko že obdelani (generalizirani podatki). V nadaljevanju bo obravnavana le vzpostavitev KM-ja v merilu 1 : 50 000 (KM 50), ki po vsebini ustreza karti Avstrije v merilu 1:50 000. 4. 0 REALIZACUA ačelno se vzpostavitev TM-ja in KM-jev opravlja ločeno. 4.1 Realizacija -TM TM se lahko izdela: • po uradni dolžnosti • po ravneh oz. slojih • s pokrivanjem površine celotne Avstrije • z upoštevanjem uporabnikov (reševanje problemov in potreb). Prva faza vzpostavitve TM-ja je najprej zajela celotno cestno in železniško omrežje Avstrije. Pri tem so bile zajete koordinate vseh cestnih in železniških osi ter različne dodatne informacije, kot n. pr. mostovi, tuneli, upravno-tehnična klasifikacija na avtomobilske, hitre, zvezne, deželne in ostale ceste,. območja železniških in drugih postajališč in podobno. Za postopek zajema je bila izbrana kombinacija ročne digitalizacije ortofotoposnetkov z digitalnim fotogrametričnim izvrednotenjem na analitičnih fotogrametričnih instrumentih s poenotenim softverom za zajem. Za prvo fazo realizacije sta predvideni dve leti, začetek zajemanja pa je bil l. decembra 1992 (Slika 2). Geodetski vestnik 37 (1993) 4 TOPOGRAFSKO - . KARTOGRAFSKE V BEV-u Originalni podatki: - letalski posnetki • ortofotoposnetld - podatki daljinskega zaznavanja - banka zemljepisnih imen - prevzem digitalnih podatkov TM Topografsld model KM Kartografski modeli Kartografski izdelki analogni digitalni Slika 1 Digitalizacija avstrijskih kart • izdelano ~ v delu Q naročene podlage ZAJEM PODATKOV za TM (11.10.1993) Slika 2 je v delu objektno področje voda, in to s polavtomatsko digitalizacijo originala voda karte Avstrije v merilu 1:50 000 50). Postopek je v skladu z definicijo TM-ja, ker so vode, po navodilih za generalizacijo za izdelavo karte OeK 50 edini element, za katerega so izdelani originali brez generalizacije. 4.2 Realizacija - KM Izdelava KM 50 je prednostna naloga. KM 50 se zaenkrat še ne izdeluje kot izpeljava iz TM, kar bo mogoče šele po celostni izdelavi TM, ampak sočasno z vzpostavitvijo TM, z avtomatsko digitalizacijo (skaniranjem) originalov za tisk OeK 50. Pri digitalni obdelavi kartografskih originalov se ročna gravura nadomesti z interaktivnimi dialognimi postopki in s sodobnim rasterskim outputom risalnika. Prednost takšnega postopka je, da je mogoče opraviti ažuriranje vsebine kart hitro in z uporabo najsodobnejše output tehnologije. Uvedba digitalnih postopkov je najobsežnejša sprememba v državni kartografiji doslej. Ravno zato poteka realizacija v več fazah in omogoča stopenjski prehod od analogne k digitalni izdelavi kart. Pri izvedbi KM 50 so predvidene naslednje faze (Slika 3): Faza A: Pretvorba obstoječih kartografskih originalov v digitalno obliko - digitalizacija obstoječih originalov OeK 50 s skaniranjem in shranjevanjem v rastrskem podatkovnem arhivu. Faza B: Izboljšanje grafične in geometrične kvalitete obstoječih originalnih kart z digitalnimi postopki - avtomatska in interaktivna predelava kartografskih vsebin. Faza C: Vzdrževanje državnih topografskih kart s kombiniranjem digitalnih in analognih postopkov - običajna obdelava originalov za izdelavo kart vključno z gravuro. Skaniranje graviranih originalov in interaktivna prilagoditev izvirnim podatkom iz faze A oz. B. Faza D: Nadaljevanje izdelave kart izključno z digitalnimi metodami skaniranjc originalov za izdelavo kart in interaktivna vključitev v že skanirane podatke iz faze A oz. B. zajemom rastrskih podatkov (Faza A) se je začelo februarja 1993. Vsa dela so bila zaključena že poleti 1993, tako da so od avgusta 1993 na razpolago v digitalni obliki vsi originali OeK 50 z ločilno zmogljivostjo 508 dpi. Hkrati se na digitalnih podatkih izgrajuje postopen prehod izdelave kart od klasičnih tehnik gravure ter fotografskih in kopirnih postopkov proti digitalni izdelavi na interaktivnih grafičnih delovnih postajah (Slika 4 ). Geodetski vestnik 37 (1993) 4 KM 50 realizacija Faza A Faza B banka zemljepisnih imen + geometrija Faza C KF originali 1- Faza D vektorski podatki iz TM-ja KF originali (sKAN() 1 interaktivna kartografska simbolizacija interaktivna r a s t r s k a retuša rnstirski arhiv podatkov o Geodetski vestnik 37 (1993) 4 1 1 lLASER- irastrski plotter reprodukcijski originali za tisk· Slika 3 OeK 50 (nova). O izdelano - ločljivost 508 dpi ~ izdelano - ločljivost 1016 dpi @ v izdelavi STANJE SKANIRANJA 11. oktobra 1993 o Slika 4 Sen-er 6405 Optični disk 32 MB spomin CD· ROM 1 GB trdi disk tračna enota ~ 1 GB izmenljivi disk CD• Writer Delovna postaja Elektrostatični risalnik 1A 6480 '--- Versatec 8900 64 MB spomin širina 91 cm, osvetlitev 1 GB t,di disk dolžina do 400 dpi Delovna postaja 1A 2020 32 MB spomin Mapsetter 4000 426 MB trdi disk Kontroler Skaner/Rekorder 1 GB trdi disk 27,9 x 43,2 cm Delovna postaja do 400 dpi IP 2503 64 MB spomin 2 GB trdi disk Delovna postaja Skaner 1A 2430 ~ 1140 cs 48 1\,iB spomin 27,9 x 43,2 cm PC 486/50 426 MB trdi disk do 400 dpi 16 MB spomin 240 MB trdi disk Delovna postaja IP 2503 PC 486/50 64 MB spomin 16 MB spomin 240 MB trdi disk 1 GB trdi disk PC 486/50 16 MB spomin 240 MB trdi disk PC 486/66 16 MB spomin 540 MB trdi disk PC 486/66 16 MB spomin 1 540 MB trdi disk PC 486/66 16 MB spomin 540 MB lrdi disk PC 486/66 16 MB spomin 540 MB trdi disk ... ., e ., ,fl >'1 Slika 5 Geodetski vestnik 37 (1993) 4 5. GRAF1ČNI SISTEM Pri izbiranju grafičnega sistema smo se odločili za kartografski in GIS sistem podjetja Intergraph. Gre za sodoben, hibridni grafični sistem, ki omogoča tako rastrske kot vektorske obdelave in vsebuje orodja za konverzijo raster-vektor .. (vektorizacija) kot tudi vektor-raster (rasterizacija). Sistem omogoča sočasen prikaz do 63 rastrskih slojev drugega nad drugim in da se vsak sloj posebej editira z rastrskim editorjem. Nad temi rastrskimi sloji je mogoče konstruirati v risalni datoteki še na naslednjih 63 vektorskih slojih. Poleg tega je možno odpreti še do 63 referenčnih datotek. Vse naprave so povezane med seboj. Za lokalno mrežo (LAN) je bil izbran Ethcrnct. Za mrežni protokol se uporablja NFS (network file system), kar pomeni, da je programska oprema na posameznih delovnih postajah in da so podatki za obdelavo na serverju (Slika 5). 6. POSREDOVANJE PODATKOV Vsi podatki v digitalni obliki so z oziram na delovne rezultate na voljo interesentom. Za posredovanje podatkov so na razpolago naslednji pomnilni mediji: disketa, magnetni trak (9-sledni), trak exabyte (8 mm), trak DAT (4 mm), optični disk, trdi disk za PC, Irwin baekup streamertape, Colorado strearnertape, QIC 150 data cartridge tape, CD-ROM. 7. SKLEP Osnovni podatki, ki jih daje na razpolago BEV, se uporabljajo predvsem v gospodarstvu, prometu, urejanju prostora, raziskovanju, statistiki, varstvu okolja, upravi, obrambi in pri oblikovanju prostega časa kot osnova za problemske rešitve. Podatki morajo biti celoviti, aktualni, popolni, zanesljivi in visoke kakovosti. Na voljo so tako v analogni kot digitalni obliki, sprotno tekoče vzdrževanje pa zagotavlja BEV. Večkratno zajemanje podatkov in upravljanje z njimi je vprašljivo z vidika nacionalnega gospodarstva, lahko pa se temu izognemo z izdajo uradnih topografskih kart v digitalni obliki kot osnovi za informacijske sisteme. (prevod iz·nemščine: Brane Čop in mag. Božena Lipej) Recenzija: mag. Božena Lipej Marjan Podobnikar Geodetski vestnik 37 (1993) 4