Создание фрагмента карты разработки №12 средствами информационных

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Курсовой проект по предмету «Геоинформационные технологии» проводится с целью закрепления практических навыков полученных в процессе обучения и с целью применения теоретических знаний к решению практических задач. Целью данного проекта является оцифровка бумажного оригинала фрагмента №12 «Карты разработки нефтяного месторождения» и создание электронного фрагмента карты средствами информационных технологий.

Географическая информационная система (ГИС) – «аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-координированных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эффективного использования при решении научных и прикладных географических задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением окружающей средой и территориальной организацией общества». Если обойтись без обобщений и образов, то ГИС - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, также событий, происходящих на нашей планете

Для осуществления поставленной задачи, т. е. создание фрагмента №12 «Карты разработки нефтяного месторождения» средствами информационных технологии», необходимо проделать ряд работ, которые включают в себя:

1. сканирование фрагмента, которое необходимо выполнить, для того чтобы преобразовать бумажный фрагмент карты в электронный вид и в дальнейшем оцифровать его, т.е перевести его в векторный формат с помощью программы Ease Trace
2. создание проекта в Ease Trace на основе растрового фрагмента, необходимо для того, чтобы выполнить оцифровку фрагмента. Проект, является основным рабочим документом, который содержит в себе все данные и настройки, созданные пользователем в процессе работы
3. оцифровку проводят для того, чтобы выделить объекты и создать топологическую модель
4. топология – это пространственные отношения между соединенными или смежными объектами покрытий (дуг, узлов, полигонов и точек), по окончанию процесса оцифровки растрового фрагмента образуется топологическая модель. Верификация необходима для того, что бы проконтролировать целостность топологической модели

5. устранение возможных ошибок топологической структуры, необходимо проделать для того, что бы устранить созданные пользователем ошибки, которые были созданы при создании топологической модели
6. экспорт слоев проекта Easy Trace в GIS ArcView, т.е. конвертация данных между форматами, необходимо проделать для того, что бы создать карту. По составленному на основе шейп-тем документу Вид, производят работу с шейп-темами, например, изменяют условные обозначения (т.е. приводят их к стандартным). В конце создают компоновку с изображением

 

 

 

 

 

 

 

 

 карты, масштабом, условными обозначениями, направлением  севера. Полученный лист компоновки выводят на печать, и в дальнейшем его можно будет использовать в бумажном виде как карту, для решения определённых задач

При работе над курсовым проектом используется такое программное обеспечение как:

• «Microsoft Word» - для написания и корректировки текстовой информации. В нашем случае для создания отсчета в текстовой форме.
• «Программа просмотра изображения и факсов» предназначена для просмотра изображений, фотографий, картинок, рисунков
• «ABBYY Fine Reader» - для сканирования изображения.
• «Adobe Photoshop» графический редактор, - для сшивки и вырезки фрагментов изображения.
• «Ease Trace» - для векторизации сегментов проектного файла и экспорта в средства ГИС.
• «ArcView» - для сшивки полученных в процессе оцифровки тем, т.е составления карты.

Для полного осуществления и реализации курсового проекта требуются средства, как ЭВМ, сканер, принтер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ  ДАННЫХ 

1.1 Исходные  данные

 

Для реализации и представления бумажной копии, ранее отсканированный, в электронный вид необходимо произвести ВЕКТОРИЗАЦИЮ данного объекта – это автоматическое или полуавтоматическое преобразование растрового представления пространственных объектов в векторное представление. В наличии векторизатором, выполняющим данную работу является, программа EASY TRACE.

Данный отсканированный фрагмент представлен нам в виде условных обозначений, а именно таких как песчаники, алевролиты, скважины, их номера, коллектора частично заводненные, внутренних и внешних контуров нефтеносности, контуров разработки и т.д.

Рисунок 1 - Изображение «Карты разработки нефтяного месторождения №12» после оцифровки

 

1. Растровые данные

 

Основной составляющей растровых изображений является точка каждая из которых имеет свой цвет. Но, если растровое изображение монохромное либо бинарное, то точка может быть только черной или белой. Эти точки называются растровыми точками.

 

 

 

 

 

 

 

Растровые изображения могут быть получены сканированием изображения с бумаги, преобразованием изображения специальным декодером или с помощью программы - редактора растра.

При выводе растрового изображения на экран мы сталкиваемся с понятием масштаба вывода. При масштабе 1:1 одной точке растрового изображения соответствует одна точка экрана. Можно увеличить изображение на экране вчетверо, при этом каждой точке растрового изображения будет соответствовать шестнадцать точек экрана. При использовании растровых изображений основной проблемой является их объем. Если производится работа с большеразмерными иллюстрациями, то компьютерные системы должны иметь оперативную память от 128 Мбайт. Второй недостаток обусловлен невозможностью увеличения растра, с целью рассматривания деталей, т.к. в силу своей структуры увеличение масштаба приведет и к увеличению точки. Это приведет не к увеличению детали изображения, а, напротив, за счет увеличения точек растра изображение становится менее четким и расплывчатым.

Далее еще одним недостатком является то, что информация об изображении представляется в виде набора точек и поэтому не содержит, в явном виде, данных о геометрии и размерах объектов. Поэтому программы, использующие компьютерную графику для расчетов: CAD/CAМ, GIS системы, программы анимации и мультипликации, используют векторную форму представления графической информации.

       При выполнении курсового проекта использовалось растровое изображение, полученное сканированием фрагмента карты разработки №12 нефтяного месторождения. Растр представлен электронным изображением более менее хорошего качества, но есть некоторые искажения изображения вследствие износа или изгиба бумажной копии. Исходя из визуального осмотра изображения выявились следы от перегибов по центральным осям карты, отразившиеся на экране желтоватым или оранжеватым цветом.

 

1.1.2 Векторные  данные    

 

В качестве основного элемента изображения является линия, не имеющая форменного значения. Элементарные элементы называются примитивами векторного изображения.

Процесс векторизации - это замена совокупностей растровых точек на векторные примитивы, являющиеся  их геометрическими аналогами. Перечень выполняемых задач:

- минимизация  векторных примитивов 

- подразделение изображения на слои

- реставрация изображения после различных видов дефектов и искажений;

- построение корректной  топологической структуры информации, соответствующей требованиям конечной ГИС или САПР;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При помощи данной программы можно реализовать и получить гораздо больше информации при создании файлов векторных данных, чем бумажный оригинал

При выполнении курсового проекта из данного растрового изображения, полученное сканированием фрагмента карты разработки №12 ,было образовано 16 векторных слоев, для обозначения которых был выбран определенный цвет:

 

- скважины -  черного цвета

- песчаники – желтого цвета

- песчаники глинистые – фиолетового цвета

- алевролиты – темно-серого цвета

- коллектор, частично заводненный закачкой воды – желтоватого цвета с пересечением зеленых полос

- закачиваемая  вода – салатового цвета

- коллектор частично  заводненный пластовой водой – желтоватого цвета с пересечением синеватых полос

- пластовая вода – голубой цвет

- ШГН – окружность, информирующая о добыче нефти (красноватого цвета) и добыче воды (синеватого цвета)

- разрывные тектонические  нарушения – линии средней толщины черного цвета

- границы разработки – линии большей толщины черного цвета

 

 

 

1.1.3 Форматы данных

 

Форматом файла есть шаблон, в соответствии с которым этот файл создается. В этом шаблоне содержатся сведения о том, какие именно данные (строки, одиночные символы, целые или дробные числа и разделители) и в каком порядке должны быть записаны в файл. ГИС работают с форматами двух групп: внутренними и обменными.

Формат файла определяет способ хранения данных в файле и обеспечивает возможность открытия и сохранения файла приложением. На формат файла указывает трехбуквенное расширение, добавляемое в конце имени файла.

В настоящее время известно большое количество типов форматов, отдельные из которых используются чаще других. Все они отличаются друг от друга некоторым набором параметров, к которому можно отнести: быстроту чтения записи, эффективность сжатия данных и полноту описания информации.

Среди этих параметров наибольшее значение имеет эффективность сжатия данных, так как графические файлы занимают физически много места на диске, особенно если этот файл с растровой информацией. Работа любой ГИС основана на использовании внутреннего формата данных, который наиболее удобен в данной ГИС.

 

 

 

 

 

 

 

 

Однако для ее эффективного применения желательно, чтобы функция поддержки экспорта/импорта файлов и других систем была максимально использована, т.е. чтобы любая ГИС имела возможность работать с другими форматами данных, содержащихся в других ГИС.

В процессе выполнения курсового проекта были применены форматы, как:

 - JET - является внутренним форматом программы - ВЕКТОРИЗАТОР EASY TRACE

 

- JPEG – это растровый формат.  Форматы файлов JPEG является наиболее сжимающим форматом и поэтому он весит меньше, но не рекомендуется использовать его в качестве хранения изображении с высоким качеством.

           

- SHP - является рабочим форматом ARCVIEW GIS.

 

- DOC - файл программы MICROSOFT WORD позволяет обрабатывать текстовую информацию, также возможна вставка графики. Т.е эта программа необходима для создания текстового приложения к курсовому проекту

 

1.2 Сканирование  фрагмента

 

Сканирование – это аналого-цифровое преобразование изображения в цифровую растровую форму с помощью сканера, один из способов или этапов шифрования графических и картографических источников для их векторного представления, предваряющий процесс растрово-векторного преобразования (векторизации). При сканировании материала необходимо правильно подобрать разрешение сканера (оптимальным является 200 dpi) а также оптимальные значения яркости и контрастности, т.к. это отражается на качестве отсканированного материала.

Процессом сканирования фрагмента карты №12 является необходимость того чтобы положить на стекло сканера фрагмент карты и нажать кнопку SCAN. Далее запустить программу ABBYY FINE READER 7.0 PROFESSIONAL EDITION иконкой на рабочем столе и нажать ЛКМ в строке меню SCAN READ. Далее необходимо выбрать нужный режим и разрешение. Итак, в строке РАЗРЕШЕНИЕ выставить разрешение изображения 200 DPI, режим сканирования - цветной. Далее нажать кнопку СКАНИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ. После этого можно приступить к обработке и просмотру отсканированного изображения  (рисунок 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 - Изображение программы ABBYY FINE READER 7.0 PROFESSIONAL EDITION хода работы сканера №12 нефтяного месторождения - сканирование

 

Далее в меню ФАЙЛ нужно выбрать опцию СОХРАНИТЬ ИЗОБРАЖЕНИЕ КАК (SAVE IMAGE AS) и в открывшемся окне того же наименования в строке ИМЯ ФАЙЛА задать имя Латыпов И.. А, указать папку, в которой будет сохранён данный файл D:\РАБОТЫ\КУРСАЧ\ЛАТЫПОВ И. А. После щёлкнуть ЛКМ на кнопку СОХРАНИТЬ в диалоговом окне и выйти из программы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ВЕКТОРИЗАЦИЯ 

2.1 Создание  проекта  Easy Trace