Základní mapa ČR 1:50 000 (dále jen
ZM 50) je státním mapovým dílem ve smyslu nařízení vlády č.116/1995 Sb.
Její výroba probíhá podle příslušných technických předpisů [1,2,3].
Území ČR pokrývá celkem 217 mapových listů, které jsou aktualizovány
po blocích s cyklem obnovy 5 let (obr.1).
Okolnosti jejího vzniku a další vývoj jsou popsány např. v [5,6]. ZM 50 se postupně stala podkladem pro řadu tematických map, které mají mnohdy charakter tematických státních mapových děl (např. Přehled trigonometrických a zhušťovacích bodů 1:50 000, Přehled výškové (nivelační) sítě 1:50 000, Základní vodohospodářská mapa ČR 1:50 000, Silniční mapa ČR 1:50 000, Mapa základních sídelních jednotek ČR 1:50 000, Geologická mapa 1:50 000, Mapa ložisek nerostných surovin 1:50 000, Půdní mapa 1:50 000 aj.).
V letech 1994 - 1998 bylo do ZM 50 doplněno zahraniční území. Podkladem pro doplnění zahraničního území byly kopie z tiskových podkladů topografických map sousedních zemí. Polohopis a vodstvo byly rytinou převedeny do značkového klíče ZM 50 , výškopis byl doplněn montáží kopií z tiskových podkladů příslušných topografických map.
ZM 50 je aktualizována podle Mapy změn 1:50 000 kyvadlové, podle tematických map a rovněž podle Základní mapy ČR 1:10 000 (dále jen ZM 10). Přesnost ZM 50 se v posledních dvou letech zvýšila využitím grafického výstupu v měřítku 1:50 000 ze Základní báze geografických dat (ZABAGED). Zvláště při aktualizaci podle ZABAGED se ukazují nevýhody nejednotného topografického základu ZM 50 se ZM 10. Rozdílná je především výškopisná složka. U polohopisu jsou rozdíly shledávány hlavně v místech, kde byly předchozí aktualizace ZM 50 provedeny pouze podle pohledového zákresu změn.
ZM 50 je od svého vzniku kritizována pro svou značnou obsahovou střídmost a příliš hrubý a schematizovaný značkový klíč. Proto se již od 70.let uvažuje o nové generaci ZM 50. V roce 1990 byly připraveny technické předpisy [4], podle nichž měla být nová ZM 50 odvozována ze Základní mapy ČR 1:25 000 (dále jen ZM 25) nebo ZM 10. Rychlý postup digitálních technologií způsobil, že se tento projekt neuskutečnil.
Dnes je zřejmé, že nejvhodnějším datovým
zdrojem pro novou generaci ZM 50 je ZABAGED.
ZABAGED bude pravidelně aktualizována a odvozováním jednotlivých map přímo
z ní se budou aktuální data dostávat rychle k uživateli. Podle [7]
byla ZABAGED koncipována jednak pro potřeby aplikací geografických informačních
systémů (GIS) a prostorových analýz, jednak pro automatizovanou tvorbu
map 1:10 000 a menších měřítek.
V Zeměměřickém úřadu (ZÚ) byla
vyvinuta technologie odvození Vektorové
Základní mapy ČR 1:50 000
ze ZABAGED (dále jen VZM 50). Svým pojetím a obsahem naváže tato mapa na
ZM 10, která se ze ZABAGED vytváří v ZÚ od roku 2000. Tvorba a obnova VZM
50 bude probíhat v závislosti na aktualizaci ZABAGED – viz obr.2. VZM 50
bude obsahovat rovněž zahraniční území, které bude zvektorizováno ze stávající
Rastrové Základní mapy ČR 1:50 000 ( dále jen RZM 50) a doplněno o nové
značky.
Obr. 2 První listy VZM 50, které budou vyrobeny v letech 2002 - 2003
Značkový klíč ZM 50 byl pro VZM 50
upraven. Celkově bude mapa méně generalizována, značkový klíč byl obohacen
o řadu nových značek, přičemž podoba mnoha značek byla změněna. Naopak
byly zrušeny značky objektů, které není možno odvodit ze ZABAGED a ani
pro ně nebyl nalezen jiný aktualizovaný datový zdroj. Zrušené značky
jsou např. z kategorie vodstva (náhon; opuštěný náhon; odvodňovací a závlahový
kanál; plavební kanál) a výškopisu (ravena; krasový závrt; proláklina;
písčitá a hlinitá suť; kamenitá a štěrkovitá suť). Náhony a kanály budou
v mapě vyjádřeny jako toky.
Pro VZM 50 byly navrženy následující značky:
1. Sídla a jednotlivé objekty – jednotlivý objekt nebo skupina malých objektů rozptýlené zástavby; blok souvislé zástavby; chatová zástavba; zničená budova, rozvalina; ulice; kostel; hrad; zámek; zřícenina; lyžařský můstek; hřbitov; stadión; elektrické vedení velmi vysokého napětí; dálkový produktovod.
2. Komunikace – neelekrizovaná jednokolejná železnice; neelekrizovaná vícekolejná železnice; elekrizovaná jednokolejná železnice; elektrizovaná vícekolejná železnice; úzkorozchodná železnice; železniční vlečka; lanová dráha; železniční tunel; železniční stanice; železniční zastávka; dálnice; rychlostní silnice; silnice I.třídy; silnice II.třídy; silnice III.třídy, neevidovaná silnice; dálnice ve stavbě; rychlostní silnice ve stavbě; silnice I.třídy ve stavbě; silnice II.třídy ve stavbě; silnice III.třídy ve stavbě; udržovaná polní a lesní cesta; neudržovaná polní a lesní cesta; pěšina; silniční tunel; most; propustek; lávka; hraniční přechod (silniční, železniční, pro pěší, vodní); letiště.
3. Vodstvo – vodní tok stálý povrchový; vodní tok stálý podzemní; vodní tok občasný; směr vodního toku; akvadukt; shybka; jez; přístav; přívoz; vodní plocha; hráz rybníka, vodní nádrže; usazovací nádrž, odkaliště, zatopená těžební jáma.
4. Porost a povrch půdy – les; zahrada, sad, okrasná zahrada, park, vinice, chmelnice; louka, pastvina; orná a ostatní půda; močál.
5. Hranice – státní hranice; krajská hranice; okresní hranice; obecní hranice; hranice katastrálního území (územně technické jednotky); přibližná hranice jednotky územního členění státu nebo katastrálního území; oddělené území obce; hranice porostu a užívání půdy; hranice městského obvodu (městské části); hranice chráněného území ( pouze národní parky a chráněné krajinné oblasti).
6. Terénní reliéf –vrstevnice základní (interval 10 m); vrstevnice zdůrazněná (interval 50 m); vrstevnice doplňková (interval 5 m); vrstevnice pomocná (interval 2,5 m); spádovka; terénní stupeň, sráz, sesuv půdy, jáma; skalnatý sráz, skály; jeskyně; kótovaný bod.
7. Popis – město (7 kategorií); obec (5 kategorií); část města (4 kategorie); část obce (2 kategorie); místní část (4 kategorie); městská část nebo obvod (3 kategorie); název katastrálního území; číslo katastrálního území; název chráněného území aj.
Pro popis byly voleny typy bezpatkového písma.
Plošné značky porostu a povrchu půdy budou znázorněny pouze hranicí kultury s barevnou výplní bez bodové polohopisné značky. Snahou je, aby mapa nebyla přehuštěna a zůstala i nadále vhodným podkladem pro tematické mapy. Značkový klíč byl rovněž navržen tak, aby ze ZM 50 mohla být odvozena Základní mapa ČR 1:100 000 (dále jen ZM 100) s minimálními úpravami. Dojde tak k úsporám na počítačovém vybavení i pracovní síle a současně bude zachován aktuální stav dat.
Mapa bude obsahovat rovinnou souřadnicovou síť v S-JTSK a geografickou síť v souřadnicovém systému WGS84 (World Geodetic System 1984).
Zdrojem polohopisných, výškopisných
a některých popisných dat pro VZM 50 je ZABAGED, místní a pomístní názvosloví
je přebíráno z databáze geografického názvosloví GEONAMES [9].
Pouze několik málo prvků (např. názvy katastrálních území a hranice městských
obvodů) je přebíráno z jiných zdrojů.
Struktura dat VZM 50 byla zvolena tak, aby se co nejvíce blížila původnímu rozdělení jevů do jednotlivých tiskových podkladů. Data jsou rozdělena do sedmi souborů s mapovým obsahem: vody, polohopis, výškopis, hranice, značky, plochy, popis. Dále se vytvářejí soubory s prvky pro mapový rám, s maskovacími prvky a s prvky potřebnými pro osvit a ofsetový tisk.
Základem technologie VZM 50 je zpracování
dat v programovém prostředí MGE / MicroStation. Principy
zpracování mapy v tomto programovém prostředí
již byly v rámci Kartografické společnosti několikrát přednášeny a jsou
podrobně publikovány v [8]. V tomto
článku budou proto popsány pouze ty části technologie, které se liší od
technologie ZM 10.
Počáteční fáze zpracování dat, tzn. extrakce a resymbolizaze prvků s vícenásobnými feature [8] a resymbolizace podle údajů v databázových tabulkách je shodná pro ZM 10 i VZM 50. Lze dosáhnout časové úspory tím, že se úvodní část technologie neprovádí znovu, ale použijí se výsledné soubory ZM 10. Zároveň se tak ušetří čas pro export dat ze ZABAGED. Úvodní částí technologie VZM 50 je tak spojení jednotlivých projektů ZM 10 do projektu ZM 50. Do databázových tabulek jsou přitom doplněny další sloupce, které slouží k výpočtům ploch a délek prvků, které jsou dále tříděny podle velikostních kritérií.
Na obr.3 je naznačeno technologické schéma výroby VZM 50. Postupně jsou extrahována data a vytvářeny jednotlivé soubory VZM 50, v nichž jsou již některé prvky roztříděny podle výběrových kritérií, které lze exaktně vyjádřit (délka, plocha). Z takto vzniklých souborů jsou vytištěny plotrové výstupy, které jsou podkladem pro sestavitelské originály. Celkem se zpracovává 5 sestavitelských originálů. Nejobtížnější je zpracování sestavitelského originálu polohopisu a ploch. Proto jsou vyhotovovány v měřítku 1:25 000. Pro tvorbu sestavitelských originálů je důležitým podkladem výtisk ZM 10, vizualizovaný ze ZABAGED, který umožňuje sestaviteli řešit vzájemné vazby objektů ve všech souvislostech.
Příkladem automatizovaného roztřídění mohou být vodní plochy. Na plotrovém výtisku pro sestavitelský originál jsou jednou barvou vytištěny plochy splňující výběrové kritérium a druhou barvou plochy podměrečné. Sestavitel kontroluje tento automatizovaný výběr a případně jej koriguje.
Podle sestavitelských originálů jsou poté editovány soubory v počítači.
Zcela odlišně od ZM 10 je pro VZM 50 řešeno vytvoření výškopisu. Do VZM 50 vstupuje ze ZABAGED pouze malé množství terénních stupňů, a to pouze ty, které mají v ZABAGED horní i dolní hranu. Úkolem je tedy propojit vrstevnice přes vypuštěné terénní stupně a zároveň generovat doplňkové vrstevnice v místech, kde základní vrstevnice dostatečně nevyjadřují terén. (Vzhledem k základnímu intervalu vrstevnic 2 m u ZM 10 je nutno získat doplňkové vrstevnice s intervalem 5 m pro VZM 50 interpolací.) Tuto dílčí část technologie řešila pro ZÚ firma VARS Brno. Výsledkem je automatizované dávkové zpracování vrstevnic v programu MGE Terrain Analyst. Vstupním souborem jsou 3D vrstevnice ze ZABAGED. Z nich je vytvořen model TIN (triangulated irregular networks), který je zpřesněn výškovými body a výpočtem terénních hran. Z modelu TIN jsou generovány spojité vrstevnice v intervalech 50 m pro zdůrazněné vrstevnice, 10 m pro základní vrstevnice a 5 m pro doplňkové vrstevnice. Sestavitelský originál potom řeší výběr míst, kde budou použity doplňkové vrstevnice. Ruční editací jsou odstraněny nedokonalosti vygenerovaných vrstevnic v úzkých údolích, dále jsou vykresleny terénní stupně a skály a přerušeny vrstevnice přes skály, jámy a terénní stupně. Počet nezbytných ručních editací klesne použitím této technologie asi na 10%.
Obr. 3 Technologické schéma výroby Vektorové
Základní mapy ČR 1:50 000
V technologii VZM 50 jsou automatizovaně
pomocí dávek prováděny tyto
operace:
- spojení projektů ZM 10,
- doplnění sloupců do databázovách tabulek,
- extrakty dat do datové struktury VZM
50 a třídění prvků podle výběrových kritérií,
- přetypování části názvosloví.
Pomocí maker se provádí převzorování čar na uživatelské styly a resymbolizace čar.
Metody automatizované generalizace
dat jsou intenzívně zkoumány v celém světě [10].
Naše pracoviště zatím není vybaveno speciálním programem pro automatizovanou
generalizaci. MGE není s generalizačním programem standardně dodáváno a
disponuje tudíž velmi omezenými nástroji pro automatizovanou generalizaci.
Z generalizačních úloh lze pomocí MGE provádět filtraci a zhlazování čar
a třídění dat podle velikosti ploch a délek. Větší část generalizace
se řeší u VZM 50 na sestavitelských originálech. Během vývojových prací
bylo zjištěno, že většinu prvků lze pro VZM 50 získat přímo editací objektů
ze ZABAGED, některé prvky, jako např. zástavbu a plochy zahrad, je nutno
vytvořit kresbou nad příslušnými objekty ZABAGED. Před editací dat se provádí
filtrace podle přesně zadaných
parametrů. Poloha prvku se filtrací nezmění nad zadanou mez. Zároveň se
odstraní třetina bodů, avšak v měřítku 1: 50 000 se ještě neprojeví tvarové
změny. Jsou tím usnadněny ruční odsuny
objektů. Tvarové změny objektů jsou prováděny zřídka, a to pouze
ručně. Porovnání obr.4 a obr.5 ukazuje náročnost generalizace ze ZABAGED
do VZM 50.
Na příkladu souboru vod, polohopisu a ploch bude popsán způsob odvození jednotlivých objektů.
V souboru vod jsou podle plošného kritéria roztříděny vodní plochy, ostrovy a bažiny a podle délkového kritéria jezy. Vodní toky jsou ponechány rozdělené na liniové a plošné objekty tak, jak jsou v ZABAGED, tj. do 5 m šířky jsou vodní toky liniovým objektem, nad 5 m plošným objektem. Vznikne dokonale věrný obraz vodní sítě, tvarově členitější než byl příliš generalizovaný obraz vodní sítě ZM 50. Tvarové úpravy toků jsou výjimečné. Ručně se provádí odstranění podměrečných vodních toků podle sestavitelského originálu, editace jezů, akvaduktů a shybek.
V souboru polohopisu se podle délkových kritérií provádí automatické třídění tunelů, vleček, lanovek a lávek. Do VZM 50 vstupují ze ZABAGED všechny železnice, výběr vleček, všechny silnice, většina udržovaných cest, ale jen malé množství neudržovaných cest a pěšin. Linie ze ZABAGED jsou použity též pro ulice, kde se rovněž provádí výběr. Liniové prvky jsou převzorovány do značkového klíče VZM 50. Tvarové úpravy linií polohopisu nejsou nutné, obraz komunikační sítě má téměř stejnou podobu jako v původní ZM 50. Provádějí se pouze vzájemné odsuny v místech kolizí. Areál chatové zástavby je v ZABAGED jedním z areálů účelové zástavby a charakter areálové značky byl chatové zástavbě ponechán i do VZM 50. Mosty, propustky a železniční stanice se vkládají do souboru polohopisu ručně. Zástavba je vykreslována nad příslušnými objekty ZABAGED. U zástavby je použito zjednodušení a zvětšení, neboť zástavba podél komunikací zobrazená ve skutečné velikosti je většinou zcela zakryta značkou komunikace.
Zároveň s editacemi polohopisu nad již hotovým souborem vod je ručně lícována poloha hranic k odsunovaným prvkům.
Z hlediska generalizace je nejobtížnější a nejpracnější zpracování ploch. Plochy jsou pro účel editací vedeny ve formě obvodové hranice a centroidu, přičemž každá hranice mezi dvěma sousedními plochami je zobrazena pouze jednou. Hranice lesů a luk se přebírají ze ZABAGED, upravují se zjednodušováním, slučováním a plochy nesplňující velikostní kritéria jsou odstraňovány. Tento postup nelze použít pro plochy zahrad. Jejich příliš těsná vazba na zástavbu neumožňuje přímou editaci hranice ze ZABAGED, musí být často zvětšeny a kresleny s ohledem na zástavbu. Po editacích hranic areálových objektů se pro účely grafického výstupu provede transformace plošných elementů na uzavřené polygony bez centroidu, kde je již každá hranice mezi dvěma sousedními plochami zobrazena dvakrát.
Vektorová Základní mapa ČR 1:50 000
je základní formou nové generace ZM 50.
Bude využívána pro tvorbu tiskových podkladů mapy v klasické tištěné podobě. Zatím jsou tiskové podklady zhotovovány na osvitové jednotce. Čárové prvky jsou tištěny z přímých barev (polohopis – tmavošedá, výškopis – hnědá) nebo 100% některé z barev CMYK (vody, popis, správní hranice). Barevné výplně plošných prvků jsou tištěny procentuálním odstínem jedné barvy CMYK (plochy vod, louky), případně barevný odstín vzniká soutiskem dvou barev CMYK (lesy, zahrady). Pro pracoviště digitální kartografie se budoucnu předpokládá zakoupení digitálního tiskového stroje. Technologie bude potom zkrácena o výstupy na filmy a pravděpodobně i na tiskové desky.
Dále se předpokládá vytvoření rastrové formy z VZM 50, která postupně nahradí současnou RZM 50 získanou skenováním tiskových podkladů ZM 50.
Struktura dat VZM 50 umožní pohotově změnit výstup podle přání uživatele.
