Generalizacja osadnictwa i sieci dróg bazy danych ogólnogeograficznych z wykorzystaniem systemu Clarity

• Autorzy: Karsznia I.

Warianty tytułu

EN

Settlement and road network generalization in the general geographic database using the Clarity environment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zagadnieniu automatyzacji generalizacji danych przestrzennych poświęcono wiele miejsca w literaturze, analizując jego teoretyczne oraz praktyczne aspekty. W wielu instytucjach naukowych oraz komercyjnych prowadzone są badania zmierzające do pełnej automatyzacji procesu generalizacji, jednakże jak dotąd zostały one uwieńczone jedynie częściowym sukcesem. Obecnie najbardziej zaawansowanym systemem do automatycznej generalizacji map i danych przestrzennych jest system Clarity. Środowisko to zostało opracowane w rezultacie badań prowadzonych w ramach europejskiego projektu AGENT. Badania nad prototypem systemu prowadzone były w latach 1997-2000 przez jednostki naukowe: Krajowy Instytut Geograficzny oraz Instytut Geograficzny Politechniki w Grenoble (Francja), Uniwersytet w Edynburgu, Uniwersytet w Zurychu oraz firmę komercyjną 1Spatial z Wielkiej Brytanii. W wielu krajach (m. in. we Francji, Danii czy w Wielkiej Brytanii) Clarity wykorzystywane jest obecnie do produkcji map topograficznych. Celem prowadzonych badań jest określenie możliwości oraz ograniczeń automatyzacji generalizacji danych przestrzennych w wymienionym systemie, jak również propozycja rozszerzenia systemu o nowe narzędzia analiz przestrzennych oraz nowe algorytmy generalizacji. Podstawowym założeniem jest opracowanie zestawu czynności generalizacyjnych, w postaci bazy wiedzy kartograficznej, stanowiącej elementy podstaw metodycznych procesu. Zakres prowadzonych badań obejmuje generalizację sieci dróg i osadnictwa Bazy Danych Ogólnogeograficznych (BDO) ze skali 1:250 000 do skal mniejszych. W artykule zaproponowano aparat badawczy w postaci sekwencji czynności generalizacyjnych oraz jego implementację w środowisku Clarity. Wykorzystano w tym celu dostępne funkcje systemu, jak również opracowano (przy użyciu języka programowania Java) własne narzędzia analiz przestrzennych pozwalające na uzyskanie bardziej poprawnych, z kartograficznego punktu widzenia, wyników generalizacji. Weryfikacja zaproponowanego aparatu badawczego w omawianym środowisku programowym pozwoliła na sformułowanie następujących wniosków: W systemie Clarity, stanowiącym środowisko otwarte, w którym możliwe jest zaprogramowanie własnych algorytmów generalizacji oraz narzędzi analiz przestrzennych w większym stopniu możliwa jest kontrola procesu generalizacji oraz jego dostosowanie do potrzeb generalizacji danych przestrzennych małoskalowych.- Opracowanie narzędzia (tzw. link w źródłowej bazie danych) pozwoliło na wzbogacenie struktury bazy przez powiązanie ze sobą dwóch generalizowanych warstw tematycznych (sieci dróg oraz osadnictwa), a w konsekwencji na uzyskanie bardziej spójnych i poprawnych wyników generalizacji. - Zastosowanie narzędzi cluster settlements oraz action poligon erode pozwoliło na uzyskanie bardziej poprawnych efektów agregacji części miejscowości przedstawionych w postaci konturów w stosunku do poprzednich etapów badawczych. Wykonane badania pozwoliły na określenie możliwości oraz ograniczeń generalizacji wybranych elementów BDO, wskazanie zakresu przydatności systemu Clarity do generalizacji opracowań małoskalowych oraz zebranie zestawu czynności generalizacyjnych, w formie bazy wiedzy kartograficznej, stanowiącej elementy podstaw metodycznych procesu.

EN

SUMMARY: The automation problem of spatial data generalization is widely considered in a literature from both theoretical and practical perspective. Numerous scientific centers as well as commercial enterprises have been involved in researches aimed on a full automation of generalization process however, until now such works were only partially successful. Nowadays, the most advanced system for automatic generalization of maps and spatial data is Clarity by 1Spatial. Such environment was discovered in the result of researches conducted within European project ‘AGENT’. The prototype of the above mentioned system were performed within years 1997 – 2000 by: National Geographical Institute both with Geographical Institute of the Polytechnic in Grenoble (France), University of Edinburgh, University of Zurich and commercial company 1Spatial from the United Kingdom. In many countries (ex. France, Denmark or in the UK) the Clarity software has been used in a production of topographic maps. The main purpose of the researches presented in the paper is defining possibilities and limitations of automation of spatial data generalization in the above mentioned software. Furthermore, there was also presented a proposition of modifying the system by adding new tools for spatial analyses both with new generalization algorithms. The basic assumption was to create a set of generalization steps in form of cartographical knowledge base which is crucial for methodical principles of the process. The scope of conducted researches covers generalization of roads network and a settlement in the General Geographic Database (GGD) from the scales of 1:250 000 to minor scales. In the article an approach has been proposed defined as sequences of generalization procedures and their implementation in the Clarity environment. To achieve this aim many available functions as well as new self-developed tools for spatial analysis (developed in Java programming language) were used. Such new tools make it possible to obtain significantly improved results - more correct from the cartographical point of view. Verification of such approach in the presented software leads to the following conclusions: - In the Clarity system - which is an open environment - it is possible to create selfdeveloped generalization algorithms and tools. It is also possible to check the generalization process in a more efficient way as well as its adjusting to demands of a spatial small-scale data generalization. - Discovering of a new tool (so called ‘link in source database’) made it possible to enrich the database’s structure by combining together two generalized thematic layers (road networks and settlement) and – in the consequence – to obtain more coherent and correct results of the generalization. - The use of cluster settlements and action polygon erode tools made it possible to get more correct aggregation effect of some settlements presented as contours comparing to the previous researches. The presented researches made it possible to define the possibilities and limitations of selected GGD elements, describing a level of usefulness of the Clarity system for small-scale generalization and finally, to collect sets of generalization procedures in the form of a cartographic knowledge base. It can be considered as the elements of methodical principles of the process.

Słowa kluczowe

PL

generalizacja danych przestrzennych; baza danych obiektów ogólnogeograficznych; środowisko Clarity

EN

generalization of spatial data; General Geographic Database; Clarity environment

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 19
• Strony: 155--167
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Karsznia I.

• Katedra Kartografii, Uniwersytet Warszawski, tel. [phone]

Bibliografia

• 1. Bader M., 2001, Energy minimization methods for feature displacement in map generalization, praca doktorska, Uniwersytet w Zurichu.
• 2. Baranowski M., Sławik Ł., Strzelecki P., 2004, Udostępnianie Bazy Danych Ogólnogeograficznych w internecie, Roczniki Geomatyki, T. 2, z. 2, s. 39-45.
• 3. Baranowski M., 2005, Możliwości wykorzystania Bazy Danych Ogólnogeograficznych na potrzeby INSPIRE, Roczniki Geomatyki, T. 3, z. 3, s. 83-87.
• 4. Bell M., Neuffer D., Woodsford P., 2004, Agent-based generalisation an update on progress, Kartographische Nachrichten, Bd 4, s. 170-177.
• 5. Bobzien M., Burghardt D., Petzold I., Neun M., Weibel R., 2008, Multi-representation databases with explicitly modeled horizontal, vertical and update relations, Cartography and Geographic Information Science, Vol. 35, nr 1, s. 3-16.
• 6. Chaudhry O., 2007, Modelling geographic phenomena at multiple levels of detail: a model generalisation approach based on aggregation, praca doktorska, Uniwersytet w Edynburgu.
• 7. Duchene C., 2003, Automated map generalisation using comunicating agents, Procceedings of the XXI International Cartographic Conference, Durban, płyta CD.
• 8. Głażewski A., 2006, Modele rzeczywistości geograficznej a modele danych przestrzennych, Polski Przegląd Kartograficzny, T. 38, nr 3, s. 217-225.
• 9. Grunreich D., 1995, Developement of computer-assisted generalization, In: Muller J. C., Lagrange J. P, Weibel R., (eds.), GIS and generalization: methodology and practise, Taylor and Francis, London, s. 47-55.
• 10. Karsznia I., 2008a, Określenie możliwości i ograniczeń wykorzystania systemu DynaGEN w procesie wspomagania automatycznej generalizacji małoskalowych danych przestrzennych, Roczniki Geomatytki, Warszawa, T. 7, z. 7, s. 42-54.
• 11. Karsznia I., 2008b, An attempt of road network and settlement generalization in the General Geographic Database using DynaGEN environment, Geodezja i Kartografia, Vol. 57, nr 2, s. 81-96.
• 12. Lecordix F., Regnauld N., Meyer M., Flechir A., 2005, MAGNET consortium, ICA Workshop on Generalization and Multiple Representation, A Coruna. http://aci.ign.fr/Acoruna/Papers/Lecordix_Regnauld_et_al.pdf
• 13. Lecordix F., Trevisan J., Le Gallic J. M., Gondol L., 2006, Clarity experimentations for cartographic generalisation in production, ICA Workshop on Generalization and Multiple Representation, Portland. http://aci.ign.fr/Portland/paper/ICA2006-Lecordix.pdf
• 14. Lecordix F., Le Gallic J. M., Gondol L., Braun A., 2007, Developement of a new generalisation flowline for topographic maps, ICA Workshop on Generalization and Multiple Representation, Moskwa. http://aci.ign.fr/BDpubli/moscow2007/Lecordix_ICAWorkshop.pdf
• 15. Luck M., 1997, Foundations of multi-agent systems: issues and directions. Knowledge Engineering Review, Vol 12, nr 3, s. 307-318.
• 16. Muller J. C., Weibel R., Lagrange J. P., Salge F., 1995, Generalization: state of the art and the issues, W: J. C. Muller, J. P. Lagrange, R. Weibel, GIS and generalization, GISDATA 1, Taylor and Francis, s. 3-17.
• 17. Neuffer D., Hopewell T., Woodsford P., 2004, Integration of agent-based generalization with mainstream technologies and other system components, ICA Workshop on Generalization and Multiple Representation, Leicester. http://aci.ign.fr/BDpubli/moscow2007/Lecordix_ICAWorkshop.pdf
• 18. Neun M., 2007, Data enrichment for adaptive map generalization using web services, praca doktorska, Uniwersytet w Zurichu.
• 19. Revell P., 2008, A review of the Clarity generalisation platform and the customisations developed at Ordnance Survey research, , ICA Workshop on Generalization and Multiple Representation, Montpellier. http://aci.ign.fr/BDpubli/moscow2007/Lecordix_ICAWorkshop.pdf
• 20. Ruas A., 1999, Modele de generalisation de donnes geographiques a base de constraintes et d'autonomie, praca doktorska, Uniwersytet Marne la Vallee, Paryż. ftp://ftp.ign.fr./ign/COGIT/THESES
• 21. Sarjakoski L. T., 2007, Conceptual models of generalisation and multiple representation, W: Mackaness W. A, Ruas A., Sarjakoski L. T., Generalisation of geographic information: cartographic modelling and applications, Elsevier, Oxford, s. 11-35.
• 22. Steiniger S., 2007, Enabling pattern – aware automated map generalization., praca doktorska, Uniwerstet w Zurichu.
• 23. Steiniger S., Weibel R., 2007, Relations among map objects in cartographic generalization, Cartography and Geographic Information Science, Vol. 34, nr 3, s. 175-197.
• 24. Weibel R., 1997, A topology of constraints to line simplification, W: M. J. Kraak, M. Molennar (eds), Advances in GIS research II, Taylor and Francis, s. 533-546.
• 25. Weibel R., Dutton G., 1999, Generalising spatial data and dealing with multiple representation, W: P. A. Longley, M. F. Goodchild, D. J. Maguire, D. W. Rhind, Graphical Information Systems, John Wiley & Sons, Inc, Vol. 1, s. 125-155.