Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Simplification methods for line and polygon features in mobile navigation systems for inland waters

Włodarczyk-Sielicka M., Bodus-Olkowska I.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2017

|

nr 50 (122)

105--111

EN

Mobile navigation for inland shipping is an example of a GIS system dedicated for recreational users using inland waterways. Developing this system is a primary purpose of the research project “Mobile Navigation for Inland Waters” funded by the National Centre for Research and Development under the program LIDER. System assumptions include the development of a dedicated model of mobile cartographic presentation, taking into account the generalization of data. This article is focused on simplification of line and polygon features, included in the spatial data model MODEF (MObinav Data Exchange Format), which is used in the created system. During the simplification of line features, the Douglas-Peucker algorithm was mainly implemented. During the simplification of polygon features, a simplification method was applied, maintaining the basic shape and size of the objects. A simplification tolerance parameter and a parameter determining the minimum area of the object was also used. In addition, objects within a certain distance were merged. A smoothing tool for the shape and size of buildings and the PEAK method (Polynomial Approximation with Exponential Kernel) were used as well. Furthermore, a selection tool was employed and features with minor importance to the user were deleted during navigation mode. Given the requirements of the future user of the system, a separate model simplification for each of the layers of the system was created; these models are combinations of the methods listed above. The overriding factor that has been taken into account during the research of simplification methods, was the limitation of the sharpness of human eyes. The study of generalization methods was carried out in ArcGIS software.

2

Redukcja konfliktów graficznych dla obiektów punktowych w systemie mobilnej nawigacji śródlądowej

Włodarczyk-Sielicka M., Kazimierski W., Bodus-Olkowska I.

Roczniki Geomatyki

|

2017

|

T. 15, z. 2(77)

249--264

PL

Mobilna nawigacja MOBINAV jest przykładem systemu informacji przestrzennej dedykowanego dla rekreacyjnych użytkowników śródlądowych dróg wodnych, realizowanego w ramach projektu badawczego pt. „Mobilna nawigacja śródlądowa”. Do głównych założeń projektu można zaliczyć opracowanie nowego modelu mobilnej prezentacji kartograficznej. W trakcie pracy nad modelem systemu, skupiono się na potrzebach użytkownika końcowego oraz możliwościach technicznych urządzeń mobilnych, których użycie wiąże się z ograniczeniami w wizualizacji danych na stosunkowo małych ekranach. Tak zdefiniowany model zakładał opracowanie niezależnych zestawów danych wykorzystywanych w poszczególnych geokompozycjach składowych, które powstały w wyniku generalizacji podstawowego zestawu danych. Dla obiektów o geometrii liniowej oraz powierzchniowej zastosowano klasyczne algorytmy upraszczania przy poszczególnych skalach wyświetlania map wynikowych. W trakcie wyświetlania obiektów punktowych, zwłaszcza punktów głębokości oraz znaków nawigacyjnych, które mają kluczowe znaczenie w trakcie prowadzenia nawigacji na ekranie urządzenia widoczna była zbyt duża ilość informacji, a przede wszystkim w niektórych miejscach symbole nakładały się na siebie. Konieczna jest, zatem korekta, polegająca na rozsunięciu sygnatur oraz ich dopasowaniu do skali wyświetlania. W artykule przedstawiono propozycję algorytmu wykrywania oraz usuwania konfliktów graficznych dla obiektów o geometrii punktowej dedykowanego budowanemu systemowi mobilnej nawigacji śródlądowej. Zawarto przykładowe wyniki dla poszczególnych skal wyświetlania mapy wynikowej na danych rzeczywistych zaimportowanych z dostępnych źródeł. Przeprowadzone testy pozwalają sądzić, iż zastosowanie przedstawionego w artykule algorytmu w znacznym stopniu ulepsza poprawną interpretację mapy na urządzeniu mobilnym.

EN

The mobile navigation MOBINAV is an example of a spatial information system dedicated for recreational users of inland waters. \MOBINAV is implemented within the research project “Mobile Navigation for Inland Waters”. The main objectives of the project include developing a novel model of mobile cartographic presentation. During the model system development the authors focused on the users’ needs and technical capabilities of mobile devices. Visualisation of spatial data in mobile devices is limited due to small displays. The defined model was to develop independent sets of data used in particular geocompositions, which resulted from generalization of the basic dataset. For polyline and polygon features classical simplification algorithms were used. When point features were displayed too much information was visible and, above all, in some places the symbols were overlapping. This was particularly evident for the depth points and information marks, which are very important during navigation. Therefore, it is necessary to correct a location of signatures and their matching to the scale display. The paper presents a proposed algorithm of detection and removal of graphic conflicts for point features in a mobile navigation system for inland waters. The exemplary results for individual map scales using real data imported from available sources were also included. The conducted tests suggest that the use of the algorithm presented in the paper greatly improves the correct interpretation of maps on mobile devices.

3

Ocena przekazu kartograficznego mobilnej nawigacji śródlądowej MOBINAV

Bodus-Olkowska I., Zaniewicz G., Włodarczyk-Sielicka M.

Roczniki Geomatyki

|

2017

|

T. 15, z. 1(76)

25--36

PL

Obecnie prawie codziennie, każdy kto posiada urządzenie typu smartphone, wspomaga się aplikacjami mapowymi, które we współpracy z wbudowanym modułem GPS umożliwiają łatwą lokalizację obiektów, wytyczenie trasy bądź nawigowanie do celu. Aplikacja MOBINAV jest jedną z tego typu aplikacji, dedykowaną prowadzeniu nawigacji na wodach śródlądowych, w głównej mierze przez użytkowników rekreacyjnych. Przekaz kartograficzny aplikacji mobilnych jest dynamiczny i bardziej skomplikowany w porównaniu do tradycyjnego. Sama mapa zmienia się pod wpływem czynników zależnych od użytkownika i jego wymagań lub/oraz pod wpływem zdarzeń generowanych w trakcie realizacji nawigacji. Autorzy systemu MOBINAV opracowali model kartograficzny opierając się na dostępnych rozwiązaniach wprowadzonych w nawigacjach samochodowych lub pieszych oraz biorąc pod uwagę wymagania użytkowników, otrzymane na podstawie stosownej ankiety. Model ten zakłada 2 prezentacje kartograficzne ze względu na rodzaj urządzenia: smartphone/tablet oraz HUD. Na pierwszych prezentowana jest mapa wraz z wszystkimi jej komponentami, natomiast wizualizacja dla HUD zawiera elementy trasy, jako główną treść przekazu kartograficznego. Pod pojęciem przekazu kartograficznego systemu MOBINAV należy rozumieć logikę treści, czyli dobór elementów składających się na treść mapy (geokompozycja) dla konkretnego przypadku użycia i w odpowiedniej skali oraz logika systemu znaków i symboli, czyli stylizacja mapy – doborem kolorów poszczególnych obiektów, projektem systemu znaków i symboli reprezentujących obiekty punktowe, przy zachowaniu zasady izomorfizmu treści i postaci. Efektywność, funkcjonalność i użyteczność przekazu kartograficznego systemu MOBINAV poddana została weryfikacji przez potencjalnych użytkowników aplikacji za pomocą ankiety internetowej. Wyniki ankiety pozwoliły na dokonanie pełnej oceny, wyciągnięcie wniosków oraz zaplanowanie dalszych prac nad rozwojem i udoskonaleniem aspektów aplikacji związanych z przekazem kartograficznym.

EN

Almost every day, anyone who has a smartphone, supports himself by the web map applications, which in co-operation with a built-in GPS module, enables easy location of objects, route planning or navigation to a specific destination. The MOBINAV application is one of the applications dedicated to conduct the navigation on inland waters, primarily by recreational of users. Comparing to traditional cartography, cartographic message in mobile applications is dynamic and more complicated. The map itself is changing under the influence of several factors, depending on users and users’ requirements and/or under the influence of events generated during conducting the navigation. Basing on available solutions applied in car or pedestrian navigation systems, the authors of MOBINAV system developed a cartographic model of MOBINAV system. The requirements of users, received on the basis of the relevant questionnaire, were also taken into consideration. MOBINAV model assumes two cartographic presentations for two types of devices: smartphone/tablet and HUD. In the first case, a map is presented with all its components and visualization for HUD contains the route objects, as the main element of the cartographic message. The cartographic message of MOBINAV application should be understood as the logic content of a map, which is the selection of objects visualized on the map (geocomposition) for particular users and at an appropriate scale; and a logical system of signs and symbols – designing a system of signs and symbols representing point objects, assigning specific colours and styles, in strong correlation with the principles of isomorphism of form and content. Efficiency, functionality and usability of the cartographic model of MOBINAV system, were verified by potential users of the application via an online questionnaire. The results allowed for a full assessment of the cartographic model, to draw conclusions and to plan the further development and improvement of MOBINAV cartographic message.

4

Technology of spatial data geometrical simplification in maritime mobile information system for coastal waters

Kazimierski W., Włodarczyk-Sielicka M.

Polish Maritime Research

|

2016

|

nr 3

3--12

EN

The paper undertakes the subject of spatial data pre-processing for marine mobile information systems. Short review of maritime information systems is given and the focus is laid on mobile systems. The need of spatial data generalization is underlined and the concept of technology for such generalization in mobile system is presented. The research part of the paper presents the results of analyzes on selected parameters of simplification in the process of creating mobile navigation system for inland waters. In the study authors focused on selected layers of system. Models of simplification for layers with line features and with polygons were tested. The parameters of tested models were modified for the purposes of study. The article contains tabular results with statistics and spatial visualization of selected layers for individual scales.

5

Założenia rozszerzenia modelu prezentacji kartograficznej na potrzeby systemu mobilnej nawigacji śródlądowej

Kazimierski W., Bodus-Olkowska I., Włodarczyk-Sielicka M., Zaniewicz G.

Roczniki Geomatyki

|

2015

|

T. 13, z. 4(70)

335--348

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z projektowaniem prezentacji kartograficznej w mobilnym systemie nawigacji śródlądowej. Jednym z kluczowych aspektów projektowanego systemu jest model mobilnej prezentacji kartograficznej. Jako punkt wyjścia przyjęto metodologię znaną z literatury definiującą ów model, jako zestaw dynamicznie zmieniających się geokompozycji. W wyniku przeprowadzonych badań i analiz zdecydowano się zaproponować modyfikację modelu bazowego dla potrzeb wodnej nawigacji śródlądowej. Zrealizowane analizy obejmowały swoim zakresem przede wszystkim wymagania funkcjonalne stawiane systemowi, ale także wstępny projekt interfejsu graficznego, opracowany model wymiany danych w systemie, bazę danych oraz techniczne możliwości docelowych urządzeń. W artykule przedstawiono wyniki wszystkich analiz oraz zdefiniowano opracowany model mobilnej prezentacji kartograficznej. Uwypuklono przy tym przede wszystkim nowe elementy modelu, które w istotny sposób modyfikują model dostosowując do otrzymanych wyników analiz, podając argumentację przemawiającą za ich wprowadzeniem. W dalszej części artykułu ujęto także aspekty technologiczne wdrożenia modelu, które będzie realizowane w kolejnych zadaniach projektu.

EN

The paper presents issues related to designing cartographic presentation in a mobile navigational system for inland waters. One of the key aspects of the designed system is a model of mobile cartographic presentation. The assumed base for deliberations was a methodology known from literature (Gotlib, 2011), which defines a mobile cartographic model as a set of dynamically changing geocompositions. As a result of research works it was proposed to modify the base model for the needs of the particular inland waters navigational system. The analysis covered, first of all, functional requirements for the system, but also initial design of the interface, the data exchange model in the system, the database, as well as technical aspects of final solutions. The paper presents the analysis results, as well as the new model designed for mobile cartographic presentation. Those elements of the model, which are essentially modifying the base model, adjusting it to the required solution, were emphasized, giving the justification for its introduction. In the latter part of the paper, technological aspects of the model implementation are presented, as it is planned for the next tasks of the project.

6

Propozycja algorytmów integracji różnych danych przestrzennych w systemie mobilnej nawigacji śródlądowej

Włodarczyk-Sielicka M., Kazimierski W., Marek M.

Roczniki Geomatyki

|

2014

|

T. 12, z. 4(66)

445--457

PL

W artykule przedstawiono propozycję opracowania własnego formatu wymiany danych przestrzennych dla żeglugowej mobilnej nawigacji śródlądowej (ang. MObinav Data Exchange Format -MODEF) oraz jego specyfikacji w postaci schematu aplikacyjnego XML. Zakłada się, że dane w tym formacie, będą generowane w sposób możliwie zautomatyzowany z danych wejściowych. Jako źródła danych wykorzystane zostaną: śródlądowa elektroniczna mapa nawigacyjna (IENC), topograficzna baza danych BDOT10k, baza mapy Vmap poziomu drugiego oraz powszechnie dostępne dane zgromadzone w ramach projektu Open Street Map. Poszczególne klasy map będą przygotowywane na serwerze, a następnie udostępniane urządzeniom mobilnym. Implementacja zintegrowanego modelu danych przestrzennych oznacza przede wszystkim dokładną specyfikację pożądanego formatu danych MODEF, a także precyzyjne określenie reguł importu obiektów z poszczególnych źródeł. Postawione zostaną reguły przestrzenne i atrybutowe definiujące, które obiekty z poszczególnych klas będą importowane. Dodatkowo przeprowadzone zostanie odpowiednie mapowanie atrybutów oraz walidacja uzyskanych danych. Można zatem powiedzieć, że generowanie danych w formacie MODEF obejmuje import danych źródłowych do bazy PostgreSQL/PostGIS, przetwarzanie i walidację danych, rzutowanie tabel źródłowych do standardu MODEF oraz eksport finalnych danych do formatu GML. W artykule zawarto opis wszystkich czterech kroków w ujęciu teoretycznym i praktycznym, z uwzględnieniem rzeczywistych przykładów. W ten sposób, po przedstawieniu koncepcji integracji danych w systemie oraz metodyki pozyskiwania danych (w postaci algorytmów pozyskiwania), uwzględniono także implementację opracowanego modelu danych w praktyce.

EN

In the paper, it is proposed to develop a spatial data exchange format for inland shipping mobile navigation - MObinav Data Exchange Format (MODEF). It’s specification will be given in the form of application scheme in XML. It is assumed that data in this format will be created automatically from input data. Main sources for the system will be Inland electronic navigational chart (IENC), topographic data base BDOT10k, database of Vmap level 2 and publicly available data covered by open source project Open Street Map. The maps will be prepared on server and then sent to mobile devices. Implementation of integrated spatial data model means exact specification of required data format MODEF and precise description of import algorithms from sources. The rules will be defined covering spatial and attributes aspects, describing which objects from particular layers will be imported. Additionally, attribute mapping and resulting data validation will be provided. Thus, preparing data in MODEF format covers four steps, namely importing source data to PostgreSQL/PostGIS database, processing and validation of data, projection of source tables to MODEF standard and export of final data to GML format. The description of all four steps is given both in theoretical and practical depiction including real examples. Thus, after presenting the concept of data integration in the system and the methodology of data gathering (as import algorithms), implementation of elaborated model in practice is also given.

7

Problematyka integracji danych przestrzennych z różnych źródeł w systemie mobilnej nawigacji śródlądowej

Zaniewicz G., Kazimierski W., Włodarczyk-Sielicka M.

Roczniki Geomatyki

|

2014

|

T. 12, z. 3(65)

337--346

PL

Artykuł przedstawia problematykę integracji danych przestrzennych w systemie mobilnej nawigacji śródlądowej. W tym przypadku źródłami wejściowymi danych są: śródlądowa elektroniczna mapa nawigacyjna (IENC), topograficzna baza danych BDOT10k, baza mapy Vmap poziomu drugiego oraz powszechnie dostępne dane zgromadzone w ramach projektu OpenStreetMap. Efektem finalnym ma być wielorozdzielcza i wieloreprezentacyjna baza danych przestrzennych oraz odpowiedni schemat aplikacyjny XML. Problemy integracji danych wynikają przede wszystkim z ich niespójności geometrycznej i atrybutowej. Na pierwszą największy wpływ ma różna skala kompilacji poszczególnych baz źródłowych. Dodatkowo różne sposoby pozyskiwania danych, zastosowane w różnych zbiorach również wpłynęły na to, że w wielu miejscach dane nie pokrywają się ze sobą. Niespójność atrybutowa jest w zasadzie oczywistym problemem przy różnego rodzaju zbiorach, jednak warto o niej wspomnieć szczególnie w przypadku OSM. O ile w pozostałych, standaryzowanych zbiorach niespójność atrybutową można stosunkowo łatwo wyeliminować, o tyle dane OSM charakteryzują się swoją specyfiką i w wielu przypadkach wymagają ręcznej korekty. W artykule dokonano identyfikacji problemów integracji danych przestrzennych dla potrzeb systemu mobilnej nawigacji źródłowej, a także przedstawiono wybrane zagadnienia w ujęciu praktycznym na rzeczywistych przykładach.

EN

Mobile navigation for inland shipping is an example of a GIS system dedicated to selected group of users. The system concept includes elaboration of dedicated model of mobile cartographic presentation as well as a suitable set of spatial analysis. The basis for both is spatial data derived from publicly available resources. Thus, there is a need of integrating these data. For this particular reason a conceptual data model for the system was created together with suitable importing rules. The paper presents problems of spatial data integration. The input sources are Inland Electronic Navigational Chart (IENC), topographic data base BDOT10k, database of Vmap level 2 and publicly available data covered by open source project Open Street Map. The final effect to be achieved is multiresolution and multirepresentation database and suitable XML application scheme. Integration problems are caused mostly by inconsistence of geometry and attributes. The first one is mostly influenced by various compilation scales. Additionally, different methods of gathering data used caused that in many places data are not overlaying correctly. Inconsistence of attributes is in fact obvious, when using various data sources, however it is worth mentioning especially in case of OSM. In other sources attribute problems can be easily solved, as they are standardized, but OSM data have their own characteristics and they require manual correction. The paper gives identification of problems with spatial data integration, but also includes practical approach to selected problems, based on real examples

8

Application of geodatabase dedicated for bathymetric data during the production of electronic navigational charts for inland shipping

Włodarczyk-Sielicka M., Bodus-Olkowska I., Stateczny A.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2013

|

nr 35 (107)

168--173

EN

Digital hydrographic products include the ENC Electronic Navigational Charts and the IENC Inland Electronic Navigational Charts used for inland shipping. The process of IENC production comprises data acquisition and editing. Each object belongs to a class specified in the applicable standards and possesses necessary attributes. IENC cells include, among others, data related to depths in a given water body. Contemporary bathymetric measuring systems allow for saving more and more data of increased quality. Examples of systems characterized by the ability to acquisition high density data are interferometer systems. The authors of this article used GeoSwath Plus 250 kHz sonar system to collect bathymetric data. Bathymetric data included in the IENC cell should be up to date, structured and easy to manage. A piece of software by the ESRI Company, also dedicated to creating hydrographic products, allows to do just that. The authors have used a specialized geodatabase during the IENC production, which made managing bathymetric data easier. The article describes an analysis of the geodatabase’s functionality during the production of electronic navigational chart for inland shipping.

9

Analiza porównawcza i interpretacyjna uogólnionej wizualizacji widoku podwodnego uzyskanego za pomocą echosondy jedno- i wielowiązkowej

Bodus-Olkowska I., Włodarczyk-Sielicka M.

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 3(60)

27--33

PL

Współczesne hydrograficzne technologie pomiarowe umożliwiają pozyskanie danych przestrzennych wysokiej rozdzielczości z błędem pomiaru rzędu kilku centymetrów. Systemy echosond wielowiązkowych o szerokości kątowej wiązek rzędu 240 st. pozwalają uzyskać informację o dużej głębokości, zapewniając przy tym 100% pokrycie dna badanego akwenu. Parametry te pozwalają na wierne odtworzenie numerycznego modelu dna. Powierzchnia powstała dzięki takim technologiom pomiaru składa się z niezwykle dużej liczby danych, co stwarza, że sam proces jej budowy jest czasochłonny i pracochłonny oraz wymaga wielu pośrednich procedur związanych z samym opracowaniem danych, czyli ich oczyszczaniem z błędów oraz ich redukcją. Nie zawsze istnieje potrzeba odwzorowania powierzchni w tak dokładny sposób i problemem staje się zatem nie niedobór danych lecz ich nadmiar. Oczywistym jest, iż echosonda wielowiązkowa dają znacznie lepsze dokładności i większe pokrycie badanego akwenu, jednakże dla celów pozyskania uogólnionej wizualizacji dna, uważa się iż widok z echosondy jednowiązkowej będzie wystarczający. Odpowiednio zaplanowana siatka profili pomiarowych pozwoli na pozyskanie wystarczającej liczby danych oraz zbudowanie powierzchni pozwalającej na pełną, acz uogólnioną interpretację rozkładu głębokości na badanym akwenie. W artykule zaprezentowana została analiza porównawcza dwóch numerycznych modeli dna zbudowanych na podstawie danych zarejestrowanych dwoma różnymi systemami hydrograficznymi: systemem wielowiązkowym oraz echosondą jednowiązkową (pionową). Analizie podlegało pokrycie dna danymi batymetrycznymi oraz jego wpływ na model całej powierzchni.

EN

Modern hydrographic measurement technologies enable to obtain high-resolution spatial data with the measurement error of a few centimeters. Multibeam echosounder or bathymetric interferometer systems, with a wide view angle of 240 deg., enable to get high density data of the depth distribution, ensuring 100% coverage of the water area. These parameters allow to produce high quality digital seabottom models. Such models consist of extremely large amount of data, what makes the process of their construction time- and labour-consuming and requires a lot of indirect procedures related to processing and data reduction. For the purpose of obtaining a generalized visualization of the seabottom, the view from the singlebeam echosounder is sufficient. Properly planned measuring profiles ensure sufficient data for building a surface that allows for a full, but generalized interpretation of the depth distribution of the studied water area. This paper presents a comparative analysis of two digital seabottom models constructed of the data recorded by two different hydrographic systems: multibeam and singlebeam echosounder. The subject of the analysis is the data coverage of the bottom and its impact on the entire model of the surface.

10

Test results of bathymetric data processing obtained by swath sounder GS+

Stateczny A., Włodarczyk-Sielicka M.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

2012

|

R. 53 nr 4 (191)

105-118

EN

A navigational chart is the primary source of information for the navigator. The main component that contributes significantly to the safety of navigation is the information on the depth of the area. A sonar, which uses acoustic waves is a device for bathymetric measurements and it measures the vertical distance between the head and the bottom or an object located at the bottom. For the purposes of the article, data was used from an interferometric sonar, which is a modification of a multi-beam sonar. Due to the very wide operating angle, it allows for simultaneous vertical data collection, similar to a typical multi-beam sonar, as well as horizontal data collection, much like a sidescan sonar. Bathymetric data is obtained not only on the basis of measurement of time, in which the acoustic wave reflected from the object returns to the receiving transducer, but also by measuring the difference between phases of the wave reaching the piezoelectric elements within a head. The paper presents the test result of bathymetric data processing obtained by the swath sonar GeoSwath+, which is trademark of GeoAcoustics. Data collected during the acquisition was subjected to filtration. For the purpose of the article, the authors used pre-filtered measurement data collected in the area of the Port of Szczecin. However, the filtered samples are large sets of data. Data reduction is a procedure meant to reduce the size of a data set to make it easier and more effective to analyze. This paper examines the capabilities of the GS+ software in the scope of reduced bathymetric data after filtration. The results of different settings are presented in the form of grids, which were then exported to the Surfer 10 software and subjected to detailed analysis.

PL

Mapa nawigacyjna jest głównym źródłem informacji dla nawigatora. Zasadniczym elementem, który wpływa na bezpieczeństwo nawigacji, jest informacja odnosząca się do głębokości morza. Urządzeniem do pomiarów batymetrycznych jest sonar. Mierzy pionową odległość pomiędzy przetwornikiem a dnem lub obiektem umieszczonym na dnie. Dla celów tego artykułu wykorzystano dane z sonaru interferometrycznego, który jest modyfikacją sonaru wielowiązkowego. Dzięki szerokiemu kątowi operacyjnemu pozwala on na symultaniczne zbieranie danych pionowych, podobnie jak typowy wielowiązkowy sonar, oraz danych poziomych, podobnie jak sonar boczny. Dane batymetryczne są uzyskiwane nie tylko na podstawie pomiaru czasu, lecz także poprzez mierzenie różnic fazowych pomiędzy elementami piezoelektrycznymi w przetworniku. Artykuł prezentuje przetwarzanie testowych danych batymetrycznych uzyskanych przez sonar GeoSwath+. Autorzy wykorzystali uprzednio przefiltrowane dane pomiarowe zebrane w rejonie Portu Szczecin. Ponieważ przefiltrowane próbki są dużymi zbiorami danych, poddano je redukcji, czyli procedurze zmniejszenia wielkości zbioru danych, aby łatwiej i efektywniej je analizować. Niniejszy artykuł bada możliwości sondy GS+ w zakresie zredukowanych danych batymetrycznych po filtracji. Wyniki różnych zestawień zostały zaprezentowane w formie siatek, które następnie eksportowano do programu Surfer 10 i poddawano szczegółowej analizie.

11

Metoda 3D Double Buffering w procesie budowy hydrograficznego planszetu sprawozdawczego z wykorzystaniem geodanych z echosondy interferometrycznej

Włodarczyk-Sielicka M.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 7

101--108

PL

Głównym elementem mającym duży wpływ na bezpieczeństwo nawigacji jest informacja o głębokości na danym akwenie. Odpowiednie zebranie, przygotowanie oraz przedstawienie danych batymetrycznych spoczywa na hydrografie. Zadania te realizowane są w oparciu o nowoczesny sprzęt pomiarowy. W artykule wykorzystano dane batymetryczne zebrane w rejonie Portu Szczecin przy pomocy echosondy interferometrycznej GeoSwath Plus 250 kHz zainstalowanej na pływającym laboratorium pomiarowym Hydrograf XXI. Echosonda interferometryczna pozwala na zbieranie bardzo dużej liczby próbek w stosunkowo krótkim czasie. Dane zbierane podczas akwizycji poddawane są filtracji. Pomimo filtracji próbki są zbyt dużym zbiorem danych. Procedurą zmniejszenia wielkości zbioru danych w celu ich łatwiejszej oraz efektywniejszej analizy jest redukcja danych. Dane batymetryczne są przedstawiane na hydrograficznych planszetach sprawozdawczych. Istotnym zadaniem hydrografa jest przygotowanie takiego planszetu w taki sposób, aby był on czytelny oraz aby dane na nim przedstawione spełniały odpowiednie wytyczne. W artykule przeanalizowano możliwości oprogramowania Caris w zakresie redukcji opracowanych danych pomiarowych. Oprogramowanie to, w trakcie przygotowania końcowego produktu hydrograficznego, jakim jest planszet sprawozdawczy wykorzystuje metodę 3D Double Buffering. Dane wykorzystane w badaniach są zbiorem nieregularnym i obejmują 22116 próbek z określoną pozycją oraz wartością głębokości. Pierwszym etapem badań było stworzenie siatki punktów pomiarowych Grid w oprogramowaniu Caris, z których stworzono określoną siatkę TIN. Następnym krokiem było utworzenie powierzchni wynikowej, która będzie podlegała wygładzaniu z zastosowaniem metody 3D Double Buffering. Dane są redukowane w zależności od przyjętej skali planszetu sprawozdawczego. Po zastosowaniu badanej metody otrzymano cztery wygładzone powierzchnie, które następnie zostały wykorzystane do stworzenia hydrograficznych planszetów sprawozdawczych.

EN

The main element that contributes significantly to the safety of navigation is information about the depth in the given area. Appropriate collection, preparation and presentation of bathymetric data lies with the hydrograph. These tasks are executed based on modern measurement equipment. The paper uses bathymetric data collected in the vicinity of the Port of Szczecin with the use of interferometric 250 kHz sonar GeoSwath Plus installed on the floating test laboratory Hydrograf XXI. Interferometric sonar allows to collect a very large number of samples in a relatively short time. The data collected during the acquisition are subject to filtration. Despite filtration, samples constitute too large set of data. The procedure to reduce the size of the dataset is the data reduction. Bathymetric data are presented on a hydrographic reporting site plane. An important task for the hydrographer is to prepare the site plane in such a way that it is legible and the data presented therein comply with the relevant guidelines. The paper examines the capabilities of Caris software for the reduction of data. The data used in the study are an irregular set and include a set of 22116 samples with specified position and the value of depth. The first stage of the research was to create a grid of measurement points in the Caris software, from which specific TIN was created. The next step was to establish the resulting surface, which will be subject to smoothing using the 3D Double Buffering method. The data are reduced depending on the adopted scale of the reporting site plane. After applying the test method, four smooth surfaces were obtained, which were used to create a hydrographic reporting site plane.

12

Zastosowanie trójwymiarowego zobrazowania informacji nawigacyjnej w mapach elektronicznych dla żeglugi śródlądowej

Łubczonek J., Trojanowski J., Włodarczyk-Sielicka M.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

261--269

PL

W ostatnich latach rozwój oprogramowania typu GIS (Geographic Information System) oraz technologii pozyskiwania geodanych zaowocował powstaniem nowych produktów mapowych. Niewątpliwie należy zaliczyć do nich mapy trójwymiarowe, które są nieodzownym elementem różnych aplikacji geoinformatycznych. W związku z dynamicznym rozwojem i zaporzebowaniem na tego typu produkty, producenci oprogramowania GIS oraz z nim powiązanego zaczęli rozwijać aplikacje umożliwiające przedstawianie rzeczywistości na mapie w 3D. W większej mierze aplikacyjność produktów mapowych 3D związana jest z obszarem lądowym, niemniej jednak fala „trójwymiarowości” dotknęła również mapy nawigacyjne. Pomimo braku wypracowanych standardów w tym zakresie, istnieje szereg gotowych produktów niestandaryzowanych, które są głównie związane z użytkownikami jednostek rekreacyjnych oraz rybackich. Biorąc jednak pod uwagę dedykowane przeznaczenie map nawigacyjnych, czyli zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa nawigacyjnego, należy oczekiwać w najbliższej przyszłości ich realnej standaryzacji w zakresie wizualizacji trójwymiarowej. Wcześniejsze badania przeprowadzone na grupie marynarzy morskich dowiodły, że nawigacyjne mapy trójwymiarowe „warto mieć”. Stanowi to pewien zachęcający wynik do przeprowadzenia dalszych badań, na nieco innej grupie marynarzy, związanych z żeglugą śródlądową. Biorąc pod uwagę zgoła odmienny charakter żeglugi śródlądowej oraz zróżnicowane oczekiwania co do mapy nawigacyjnej, w artykule zaprezentowano wyniki badań w zakresie stosowalności trójwymiarowego zobrazowania informacji nawigacyjnej w mapach elektronicznych dla żeglugi śródlądowej.

EN

In recent years the development of GIS (Geographic Information System) software and geo-data acquisition technologies has resulted in the creation of new map products. Undoubtedly that includes three-dimensional maps, which are an essential component of various geo-informatics applications. Due to the dynamic growth and demand for such products, GIS software developers and others, began to develop applications for presenting the reality on the map in 3D. The majority of applying the 3D map products is linked to land area, but the wave of "threedimensionality" also affected the navigation maps. Despite the lack of developed standards in this area, there are a number of finished non-standardized products, which are mainly associated with the users of pleasure boats and fishing vessels. However, given the dedicated purpose of navigational maps, which provide an adequate level of safe navigation, it should be expected that real standardization in the field of three-dimensional visualization will take place in the near future. Previous studies conducted on a group of marine seamen proved that three-dimensional navigational maps are "worth to posses". This represents an encouraging result for further studies, on a slightly different group of sailors, thus of inland waterways transport. Given the completely different nature of inland waterways transport and the varied expectations towards the navigation map, the article presents the results of research into the applicability of three-dimensional imaging of information in electronic navigational maps for inland navigation.

13

Aspekty opracowania precyzyjnych elektronicznych map nawigacyjnych

Stateczny A., Bodus-Olkowska I., Włodarczyk-Sielicka M., Zaniewicz G.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

387--396

PL

W czasach rozwijającego się transportu wodnego, stawia się wymogi aby porty morskie i morsko-rzeczne przyjmowały coraz większe jednostki pływające. Zarządca portu musi spełnić warunek zachowania bezpiecznej głębokości dla wpływających statków, a kapitan lub pilot wprowadzający jednostkę na akwen portowy musi zapewnić bezpieczną nawigację na akwenie portu. Istotnym elementem mającym wpływ na bezpieczeństwo portu są mapy nawigacyjne. Dotychczas stosowane mapy papierowe, zostają stopniowo zastępowane przez elektroniczne mapy nawigacyjne (ang. ElectronicNavigationalCharts, ENC), które odpowiadają szczegółowo opisanym standardom przyjętym przez Międzynarodową Organizację Hydrograficzną (ang. International Hydrographic Organization, IHO).IHO w swoich publikacjach: S-57 oraz S-52 przedstawia format kodowania ENC oraz sposób prezentacji danych na ekranie. Standard S-44 opisuje wymagania dokładnościowe pomiarów batymetrycznych, które są nieodzownym elementem typowej mapy ENC. Do tworzenia map ENC wykorzystuje się dane z różnych źródeł, tj. pomiary terenowe, ortofotomapy, zdjęcia satelitarne, materiały historyczne oraz pomiary batymetryczne. Dane pozyskane z różnych źródeł cechują się zróżnicowaną dokładnością. Kartowanie linii brzegowej uzależnione jest od dokładności rastra i najczęściej wymaga weryfikacji terenowej przy użyciu przyrządów geodezyjnych lub systemu GPS/RTK. Dokładności przy wykonywaniu pomiarów batymetrycznych zależą nie tylko od użytego sprzętu hydroakustycznego, ale również urządzeń peryferyjnych systemu batymetrycznego, np. dokładności pozycjonowania głowicy echosondy Autorzy niniejszego opracowania przedstawili analizę powyższych standardów i ich zastosowanie dotworzenia precyzyjnych map nawigacyjnych ENC. W ramach opracowania przygotowano i opisano geobazę rozszerzoną o dodatkowe obiekty mapowe.

EN

Nowadays, while maritime spedition is still in big progress, the requierements for maritime harbours and sea-river ports are to carry out the larger vessels. It is the harobour manager obligation to ensure the safe depth for entering vessels and the master of the vessel or pilot, to maintain safety of navigation during maneuvering in harbour basins. Used, so far, paper maps are gradually replaced by the electronic navigational charts (ENC), which are corresponding with the standards described in detail by International Hydrographic Organization (IHO). In its publication: S-57 and S-52, the Organization shows the ENCs encoding format and presentation of data on the screen. S-44 Standard describes the bathymetric measurement accuracy. The bathymetry is the essential element of typical ENC charts. Creating the ENC chart requires data from various sources, such as terrestrial measurements, ortophotos, satellite images, historical information and bathymetric surveying. Each of these data has its own precision and therefore has a different accuracy. Mapping of the coastline depends on the accuracy of the raster and usually requires the verification on the land, with usage of surveying tools or GPS-RTK. Precision in bathymetric surveying generates a potential errors of accuracy, due to the use of the acoustic equipment and also bathymetric systems peripherals sensors, such a position from the GPS antenna. In this article, the authors are presenting an analysis of standards and their application in production of the precise navigational charts ENC. Within the framework of this study, the extended with additional mapping objects geodatabase were described and prepared.

14

Analiza standardów elektronicznych map nawigacyjnych w aspekcie tworzenia geoinformacyjnego systemu ochrony portu

Łubczonek J., Bodus-Olkowska I., Włodarczyk-Sielicka M., Zaniewicz G.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

249--259

PL

Jednym z podstawowych elementów systemu geoinformatycznego jest mapa numeryczna, która powinna być dostosowana do realizowanych przy jego pomocy zadań. Opracowanie mapy od podstaw, biorąc pod uwagę jej wszystkie etapy projektowe, jest bardzo czasochłonne. Ostateczny produkt powinien być jasny i czytelny, co w jednoznaczny sposób przekłada się na poprawność prezentacji kartograficznej treści mapy. W obecnej dobie, mając na uwadze ilość oraz coraz szersze zastosowanie oprogramowania typu GIS (Geographic Information System) umożliwiającego w większości przypadków tworzenie map, można zaobserwować zróżnicowany poziom ich jakości. Niepoprawnie opracowane produkty kartograficzne, stanowiące element systemów geoinformacyjnych mogą wręcz obniżyć ich docelową funkcjonalność. W stadium koncepcyjnym tworzenia mapy dla systemu geoinformacyjnego ochrony portu zastosowano metodę opracowania mapy, polegającą na wykorzystaniu elementów różnych standardów map nawigacyjnych. Umożliwiło to wykorzystanie istniejących obiektów oraz ich atrybutów, a także stosowanej metody prezentacji kartograficznej. Automatycznie przekłada się to również na spójność z istniejącymi produktami opracowanymi wg istniejących standardów, co powinno ułatwić wdrożenie nowego produktu (mapy) w środowisku zawodowo powiązanym z morzem. W celu opracowania mapy dla Geoinformatycznego Systemu Ochrony Portu przeprowadzono analizę standardów związanych z tworzeniem takich produktów jak ENC, IENC, DNC. W związku z charakterem mapy, której treść ze względu na dedykowane przeznaczenie powinna prezentować również informacje związane z obszarem lądowym, dodatkowo poddano analizie bazę VMap L2 oraz uzupełniono docelowy zbiór obiektów geograficznych własnymi propozycjami obiektów i opisujących ich atrybutów. Końcowy produkt, oparty na opracowanym w początkowej fazie projektu standardzie, zaprezentowano w prototypowej aplikacji do wizualizacji mapy systemu geoinformatycznego ochrony portu. Należy przy tym nadmienić, że w pracy zaprezentowano standard oraz prototypowe aplikacje, które są w dalszym ciągu rozwijane i udoskonalane.

EN

One of the basic elements of the geoinformatic system is the numeric map, which should be adapted to carry out with it help the implemented tasks. Compiling of map from the very begining with taking into account all stages/levels of its designing, is very time consuming. The final product should be clear and legible, and should reflect the correctness of the contents of cartographic presentation of the map. At present, the increasing number of various software such as GIS (Geographic Information System) and its usage in the mapping process, one can observe different levels of the map quality. Inappropriate cartographic products, which are part of any geoinformation systems may actually lower their target functionality. In the conceptual stage of compiling the map for geoinformatic port security system, had been chosen another method of developing the map, consisting in a combination of several similar standards of navigational charts. This enabled the use the standardized methods of cartographic presentation and coding of objects. Also, it automatically reflects to the consistency with existing products, which are developed by existing standards. It should facilitate its subsequent implementation in the professional environment associated with the sea. In order to develop the map for geoinformatic port security system, an analysis of standards of electronic products such as ENC, IENC and DNC was carried out. Due to the nature of the map and the contents of its dedicated purpose, it should also present the extended information related to the land area, thats why further the VMap L2 was analyzed. Set of its geographic features were added. The final product presentation is in a prototype application for visualizing dedicated maps for geoinformatic port security system.

15

Using high-density bathymetric data for the production of precise ENC

Stateczny A., Włodarczyk-Sielicka M., Zaniewicz G.

Annual of Navigation

|

2012

|

No. 19, part 2

99--108

EN

Due to an increasing trend of replacing traditional paper navigational charts with electronic ones, requirements for the creation of new ENC have been steadily growing. One example is the precise electronic navigational chart, which is based on accurate mapping of topographic and hydrographic elements. Information about depth of the waters contained on the charts are crucial for the safety of navigation. During the production of precise navigational charts, bathymetric information acquired by a multi-beam sonar system (or swath-bathymetry interferometric system) is used. A multi-beam sonar system emits several signal beams from a single transducer in different directions, which allows to cover a hundred percent of the survey area. The authors of the article carried out an analysis of bathymetric data in terms of differences in their preparation for the production of precise ENC.