Подготовка электронных карт для GPS навигации на основе растровых (сканированных) карт

Карты и ПО


Подготовка электронных карт не менее важна, чем выбор оборудования. От того, какие карты вы намерены использовать, во многом зависит и выбор программного обеспечения для работы с ними. Причем трудность их поиска и подготовки во многом зависит от того, куда и на каком транспорте вы отправляетесь.

Нет никаких проблем с подробными электронными картами городов и весей Северной Америки и Европы - учтена всякая улочка в каждом провинциальном городишке, каждый отель, закусочная и автозаправка (специально предназначенные для авто-, мото-, вело- и пеших путешественников программы: CityMap, AutoRoute и другие; PocketStreet вообще выложена в свободном доступе вместе с картами городов - www.microsoft.com/pocketstreets); чуть хуже с остальными регионами и совсем плохо с картами территорий России, да и почти всего бывшего Союза.

Я давно мечтал посетить пещерные города Крыма, особенно те из них, которые лежат вдали от истоптанных организованными туристами тропок, так что, наигравшись с перечисленными выше продуктами, я отложил их в сторону - непригодны для наших дорог.


Для путешествия по богатому природными и архитектурными памятниками Крыму, где величественные руины средневековых городов и монастырей соседствуют с живописными ущельями и водопадами, где за полтора часа езды пересекаешь три климатические зоны: как волшебству попадаешь из знойной степи через прохладный горный ландшафт в ласковые объятья средиземноморского климата южного берега, - так вот, для активного «электронного отдыха» на полуострове нужна крупная электронная карта, желательно «сотка» (в 1 сантиметре - 1 километр).

Почти не надеясь найти подходящие карты, пару дней все же порыскал по Интернету. Карт действительно не нашел, зато обнаружил замечательную программу, позволяющую делать их самому. Это OziExplorer - «шароварная» программа, которая за скромную сумму в долларах или за небольшое потраченное время в Сети вознаграждает своего нового хозяина поистине уникальными возможностями: создание растровых карт, отметка путевых точек и планирование маршрута, навигация с использованием GPS-приемника, поддержка доброй сотни картографических проекций. Вдобавок есть и Windows-, и PocketPC-версии.

Немного освоив работу с Ozi, я обнаружил в Интернете массу растровых карт, сделанных для работы с этой чудной программой: Центральный и Северо-Западный район России, Кавказ, Урал, Камчатка и другие края в масштабах от 1:200 000 до 1:50 000 (1). Однако несмотря на то, что любители путешествий и Ozi подготовили и выложили в Сети уже много карт, надо быть готовым, что именно той, которая вам нужна, не найдется или она по каким-либо причинам вас не устроит, поэтому придется делать ее самостоятельно. Так вышло и со мной - Крыма не оказалось. Пришлось идти в ближайший магазин «Атлас» и покупать плакатного вида «Республику Крым».

Сканирование


Бумажные карты встречаются в нескольких видах: номенклатурные листы топографических карт, атласы-«книжечки» и большие «раскладушки». Лучше всего использовать стандартные топографические карты, так как они служат основой для всех остальных видов продукции и содержат самую полную информацию о местности.

Хотя карты обычно печатаются в восьми цветах, сканировать целесообразно в 24-битном цвете с разрешением 300 dpi. Карта нужного размера, как правило, больше листа формата А4, поэтому сканировать карты придется с перекрытием, а готовые файлы выравнивать, «склеивать» и обрезать. Всю процедуру обработки удобно делать в Photoshop’е. Допустимая нестыковка отсканированных листов не должна превышать нескольких пикселов. «Склеенное» изображение необходимо сохранить в BMP- или TIFF-файле. OziExplorer понимает, конечно, и другие растровые форматы, в том числе JPEG, но версия программы для КПК поддерживает только BMP и TIFF. Будьте готовы к тому, что конечный файл потянет на десятки мегабайт. Для навигационной системы на основе ноутбука это не страшно, но для КПК такой объем неприемлем. Выход прост: уменьшить количество цветов до 256 или даже до десяти (в Photoshop’е это делается с помощью средства ImageХModeХIndexed Color), при этом файл может «похудеть» на порядок.


[2]

Настройка OziExplorer


Теперь ненадолго отложим карту и настроим OziExplorer (FileХConfiguration). В закладке GPS необходимо указать модель используемого навигатора (рис. 2), в закладке COM - обязательно установить значение 9600 для Upload/Download Baud Rate и 4800 для NMEA Baud Rate. Необходимо также определить, в какой системе [3]координат вы будете работать. Есть два варианта: отечественная 1942 года (Pulkovo 42) и американская WGS 84. Если вы пользуетесь готовыми растровыми картами, обратите внимание на систему координат, в которых они привязаны, и поставьте ее в закладках MapsХ Blank Map Datum, GPSХGPS Upload/Download Datum и GPSХ GPS NMEA Output Datum, а также установите ту же систему координат в GPS-приемнике. Разница между представлением координат в Pulkovo 42 и WGS 84 не слишком большая (на местности это выливается в ошибку не более 150-200 метров), но в некоторых случаях может быть критичной.

Привязка карты


Отсканированное растровое изображение еще не электронная карта. Чтобы она стала таковой, ее необходимо откалибровать, или привязать. Суть этой процедуры в том, что на основе нескольких опорных точек с известными координатами каждому пикселю отсканированного изображения присваивается значение географических координат: широты и долготы. Если в качестве исходной использована бумажная топографическая карта, то в этой процедуре нет ничего сложного: в центре и четырех углах листа вы найдете точные значения координат. Из меню FileХLoad and Calibrate Map Image загружаете отсканированное изображение карты, в появившемся меню устанавливаете значения, как показано на рис. 3, а в Projection Setup - как на рис. 4 (при этом для заданной долготы Central Meridian = [4](INT(долгота/6°) + 1) ґ 6° - 3°). Далее, переходите на закладку Point 1, ставите на карте маркер на одной из точек с известными координатами и вписываете значение ее широты и долготы в позиции Lat и Long (рис. 5). Повторяете эту процедуру минимум дважды, а еще лучше - не менее пяти раз для различных точек (незарегистрированная версия OziExplorer больше двух установить не позволяет).

Часто исходная карта не имеет градусной сетки, но на ней, как правило, нанесена немаркированная километровая сетка. В этом случае, чтобы привязать карту, нужно в первую очередь найти координаты нескольких точек на карте, взятые из других источников: например, из MapSource WorldMap (программное обеспечение для работы с GPS-приемниками компании Garmin) или из подсистемы NameSearch - это встроенная в OziExplorer (OptionХName Search) утилита, позволяющая выбирать географические объекты из базы данных (2). В последнем случае выбор точек привязки производится следующим образом. Открываем пустую карту (MapХ Blank Map), запускаем Name search, вводим на транслите название взятого с привязываемой карты города или поселка, выбираем подходящие объекты и сохраняем их как путевые точки - waypoint (рис. 6). Затем загружаем исходное изображение карты и привязываем его описанным выше способом с использованием выбранных путевых точек (кнопка Wp на рис. 5).


[5]


Если есть желание, по километровой сетке можно сделать более точную калибровку. Для этого необходимо в установках открыть закладку Maps, выбрать в Alternate Grid - User Grid и в выпадающем меню установить данные проекции топокарты (рис. 4). Затем включить отображение (MapХGrid Line SetupХOther GridХGrid On) и ввести шаг сетки Line Interval, равный для масштаба 1:200 000 четырем километрам, для «сотки» - двум километрам. В итоге вы увидите, насколько километровая сетка откалиброванной карты совпадает с рассчитанной сеткой, что позволит уточнить расположение точек привязки.

[6]


Разработка маршрута


Чисто технически прокладка маршрута не представляет никаких трудностей. Сначала ставим путевые точки (кнопка Wp) в местах, которые нужно непременно посетить (на рис. 7 обозначена большая часть пещерных городов). Затем, учитывая обозначенные на карте тропы и дороги, придумываем маршрут, определяем места предполагаемых привалов и ночевок, ставим дополнительные waypoints на перекрестках дорог. (Только надо помнить, что составление маршрута - дело тонкое. Ведь местность, какой она кажется нам на карте, может отличаться от реальности, и здесь консультация знающих людей не помешает.) Наконец, соединяем полученные точки с помощью редактора маршрутов ViewХRoute Editor (рис. 8).


[7]


Загрузка данных


В итоге мы должны получить следующий набор файлов: один или несколько изображений карты (*.bmp или *.tif), соответствующие им файлы привязки (*.map), файлы путевых точек (*.wpt) и маршрутов (*.rte). Переносим эти данные в ноутбук с инсталлированной OziExplorer или на КПК, предварительно установив на нем OziCE.


[8]


Если вы хотите использовать GPS-приемник не только в связке с компьютером, но и автономно, то путевые точки и маршруты целесообразно загрузить и в него. Для этого необходимо подсоединить навигатор к десктопу, установить в Setup’e приемника протокол связи с компьютером Garmin (в более ранних версиях - GRMN/GRMN) и загрузить данные по командам GarminХSend Waypoints to GPS и GarminХSend Routes to GPS.


Теперь все, можно выезжать в поле. Хотя нет, пожалуй, надо все же прихватить компас и сделать твердую копию карты с маршрутом. Вдруг техника подведет?..



Ссылки:

1 (обратно к тексту) - Для ориентировки в нумерации номенклатурных листов карт советую ознакомиться со схемой разграфки бланковой карты на листы различных масштабов (www.velotourism.ru/gps_map/index.htm).

2(обратно к тексту) - Базу координат около 450 тысяч объектов на территории бывшего Союза можно скачать с www.realbiker.inc.ru/GeoNameSearch.shtml.

Автор: Вадим Иванченко
Оригинальный текст статьи можно прочитать здесь: www.computerra.ru/offline/2002/449/18581/#u4

Comments

Submitted byГость (не проверено) on вс, 02/10/2019 - 03:03
Все таки после сканирования желательно карту откалибровать и выправить растр в Global Mapper