Abstract

Introduction into the problem, compilation manuscripts of geomorphological units of the Czech Republic on the topographical base of the Basic Map of the Czech Republic 1 : 100 000, reasons of its transformation into the scale 1 : 200 000. Possibilities of problem’s solution, detailed description of concrete process using automatic vectorisation, assistance of Adobe and AutoCad software. Examples of semifinished products and outputs.

Abstrakt

Úvod do problematiky, autorské originály geomorfologického členění České republiky na podkladě základní mapy ČR 1 : 100 000, důvody jejich transformace do měřítka 1 : 200 000. Úvaha nad možnými způsoby řešení, podrobnější popis konkrétně navrhovaného řešení s využitím automatické vektorizace, jeho podpora pomocí softwarového balíku firmy Adobe a AutoCad. Ukázky meziproduktů a výsledných výstupů.

Úvod

        Účelem geomorfologické regionalizace je rozčlenění území České republiky na geomorfologické jednotky podle taxonomického systému vycházejícího z regionálních a typologických kritérií. Geografická regionalizace ČR rozlišuje dvě základní skupiny taxonomických jednotek – jednotky vyšší (systém, subsystém, provincie, subprovincie, oblast, celek) a jednotky podrobné, tzv. nižší (podcelek, okrsek, podokrsek). Pro tyto nižší geomorfologické jednotky dosud ještě nebyla regionalizace uceleně publikována.

Na základě podrobných geomorfologických jednotek ČR zpracoval RNDr. Břetislav Balatka, CSc. autorské originály geomorfologického členění ČR v měřítku 1 : 100 000. Z praktického hlediska se jedná o jedinečné dílo, vyhotovené ručně zákresem hranic vlastních jednotek, včetně jejich označení, do tisků základní mapy ČR 1 : 100 000. Tyto autorské originály vyhotovil Dr. Balatka pro celé území ČR, tj. pro 59 mapových listů. Jedná se tedy pouze o originály, bez jakýchkoli dalších kopií.

Pro potřeby řešení komplexnějších úkolů se však mnohdy měřítko 1 : 100 000 jeví jako příliš podrobné, zejména se vyskytla praktická potřeba na snížení počtu mapových listů, zachycujících dané území. Dalším důvodem převodu do digitální formy bylo zpřístupnění tohoto unikátu širšímu počtu uživatelů. K řešení tohoto problému je možno použít několika různých způsobů.

Prvním z nich může být například klasická digitalizace linií ohraničujících jednotlivé geomorfologické areály. Další možností by mohlo být naskenování autorských originálů a jejich zmenšení, popř. převod pouze hranic geomorfologických jednotek do menšího měřítka. Jakousi střední cestou pak může být zde navrhovaný postup s využitím automatické digitalizace kresby hraničních linií autorských originálů.
 
 

Vlastní postup převodu

        Prvním krokem v celém procesu bylo naskenování podkladů, tj. autorských originálů geomorfologického členění ČR, vyhotovených na podkladě Základní mapy ČR 1 : 100 000. S ohledem na kompromis mezi velikostí následně zpracovávaných souborů dat a dostatečnou čitelností bylo při skenování voleno rozlišení 300 dpi. Během vlastního skenování byly informace o obrazu zadávány s cílem minimalizace následné retuše a korekcí, tj. aby byla co možná nejvíce potlačena původní kresba základní mapy, ale hranice geomorfologických jednotek aby zůstaly zachovány. Soubor pak byl uložen jako bitmapa.

Dalším krokem byla elektronická retuš naskenovaného obrazu pomocí programu Adobe Photoshop 5.5. Laboratoř kartografické polygrafie katedry mapování a kartografie ČVUT v Praze byla v roce 2000 vybavena novým počítačem s procesorem Pentium III 733 MHz, 128 MB RAM, 2x30 GB HDD. Zde je mimo jiné nainstalován softwarový balík firmy Adobe, navzájem se doplňujících a podporujících programů, původně určených pro Desk Top Publishing (DTP). Pro elektronickou úpravu obrazu tak byl použit Adobe Photoshop. Jedná se o program umožňující zpracování rastrové grafiky na profesionální úrovni. S obrazem pracuje jako s mřížkou obrazových bodů, kde každý bod má své specifické místo a přiřazenu určitou barevnou hodnotu. Tyto barevné informace lze pak pomocí nejrůznějších nástrojů upravovat.

K těm nejdůležitějším patří nástroje pro výběr určitých částí obrazu, ať již sousedících nebo jen s obdobnou hodnotou barvy, a nástroje pro kresbu či naopak pro vymazání určitých částí obrazu. Počínaje verzí Adobe Photoshop 5.5 je tento program vybaven speciální funkcí “oddělit” pro odfiltrování pozadí na základě pouze velmi přibližného výběru a odlišení požadované části kresby. Této nové funkce se dá s úspěchem využít právě při korekcích naskenovaných map.

Pro následné zpracování v Adobe Streamline je třeba, aby v daném souboru kromě linií hranic geomorfologických jednotek nebyla obsažena žádná přebytečná kresba, žádné šumy. Přibližným obtažením hraničních linií pomocí funkce “oddělit” a volbou “vynutit popředí” se odstraní jednak neoznačené části obrazu, jednak obrazové body, které sice označeny jsou. ale nesplňují toleranční podmínku podobnosti s určeným vzorem. Potom už většinou zbývá pouze drobná zbytková retuš, odmazání posledních nečistot a soubor může být uložen ve formátu Photoshop “*.psd” pro další zpracování.

Dalším článkem řetězu je vektorizace vyretušované kresby v programu Adobe Streamline 4.0, který je dalším z produktů firmy Adobe použitým v uváděném procesu zpracování. Jedná se o software pro automatickou vektorizaci rastrového obrazu. Programy Adobe jsou řešeny s obdobnou logickou návazností, také Adobe Streamline není výjimkou. I zde nabízí nástrojová lišta některé základní funkce k omezené úpravě naskenovaného, popř. jiným způsobem získaného rastrového obrazu. Další část nabídky je pak věnována vlastním nastavením nejrůznějších možností způsobu vektorizace. Je zde uváděna jak možnost výběru předdefinovaného stylu vektorizace, tak také nabídky umožňující definici samotného uživatele.

Po zadání příkazu k vektorizaci a jejím proběhnutí má uživatel možnost porovnat původní rastrový obraz s jeho vektorovou podobou. Obecně pro pérovou kresbu (o kterou se prakticky v této fázi jedná) platí, že čím méně rušivých elementů původní obraz obsahuje, tím lepších výsledků se dá dosáhnout při vektorizaci. Vektory se dají uložit v několika druzích výstupních formátů, např. Adobe Illustrator “*.ai”, “*.eps” či “*.dxf”.

Pro další využití byl tedy obraz s výhodou ukládán ve formátu pro AutoCad “*.dxf”. Obraz je v tomto okamžiku tvořen jakýmisi liniemi či polygony, které obepínají původní pérovou kresbu, tj. nejen všechny druhy spojitých čar různé šířky, ale také každá tečka či čára původní hranice je nyní prezentována jakýmsi miniaturním ostrůvkem.

Vzhledem k možnosti uložení zvektorizovaného souboru v programu Adobe Streamline přímo ve formátu “*.dxf”, byl pro finální zpracování použit AutoCad LT 2000 firmy Autodesk. Přestože formát “*.dxf” je AutoCadem normálně podporován, v případě souboru vytvořeného v Adobe Streamline tomu tak nebylo a soubor se běžným způsobem nedal otevřít. Bylo ovšem velice zajímavé sledovat, že jiné programy (Kokeš, Nemetschek) si s otevřením téhož souboru prakticky bez problémů poradily. Jako účinné řešení dané situace se nakonec ukázal drobný zásah přímo do struktury souboru vyimportovaného z Adobe Streamline. Takto upravený soubor se pak již dal v AutoCadu obvyklým způsobem otevřít a dále běžně zpracovávat.

Jednalo se zejména o transformaci kresby do S-JTSK, na souřadnice rohů mapových listů základní mapy 1 : 100 000, nutný byl jednak posun kresby, jednak její natočení a změna měřítka. K této transformaci byly použity rohy mapových listů, které byly k tomuto účelu zvýrazněny již před započetím skenování. K docílení co nejvěrnější podoby se skenovaným originálem, tj. s kresbou černých linií, pak byly jednotlivé objekty vyplněny barvou. Velice přínosná byla při této úloze funkce AutoCadu umožňující ze šrafovaných objektů vyřadit uzavřené ostrůvky, což doznalo ocenění zejména z toho důvodu, že označení hierarchicky nejpodrobnějších geomorfologických jednotek bylo v autorských originálech provedeno pomocí počátečních písmen malé abecedy. Při použitém postupu zpracování byla samozřejmě kromě hraničních čar stejným způsobem zvektorizována i tato písmena.
 
 

Závěr

        Tím, že bylo dosaženo vektorové kresby, dá se s obrazem snadněji manipulovat, zejména pokud se jedná o změnu měřítka. Pro vektorizaci byly použity podklady v měřítku 1 : 100 000. Vzhledem k charakteru kresby autorských originálů, zejména tloušťce čar, velikostí použitých fontů či plošné zaplněnosti mapy je možno zmenšit obraz do měřítka 1 : 200 000, aniž by došlo k újmě na kvalitě obrazu nebo dokonce k nečitelnosti tematické informace. A to bylo také cílem předkládaného projektu – snížení počtu mapových listů potřebných k zákresu tohoto geomorfologického členění. Oproti původním 59 listům základní mapy 1 : 100 000 teď stejnou informaci může poskytnout 19 listů v měřítku 1 : 200 000.

Literatura

[1] BALATKA, B.: Mapa geomorfologického členění ČR 1 : 100 000. Mapový list 24-1 Boskovice, 24-2 Olomouc, 24-3 Brno, 24-4 Vyškov. Autorský originál. Praha 1997.

[2] Boháč, P., Kolář, J.: Vyšší geomorfologické jednotky České republiky. Geografické názvoslovné seznamy OSN. Praha 1996. Český úřad zeměměřický a katastrální.

[3] VEVERKA, B.: Topografická a tematická kartografie. Praha 1995. Vydavatelství ČVUT.