Efter att ha läst i fyra år på KTH till teknisk lantmätare så ska jag nu göra ett examensarbete.

Jag har valt att göra mitt examensarbete för Metria som är en del av Lantmäteriverket, där de bedriver marknadsstyrd uppdragsverksamhet i Sverige och utomlands.

Bakgrunden till examensarbetet

Lantmäteriverket/ Metria har sysslat med scanning och vektorisering av kartor , punktbeskrivningar m.m. sedan mitten av 80-talet. Under årens lopp har ett antal vektoriseringsprogram utvecklats respektive köpts för att fylla de behov av vektorisering som funnits på olika håll inom myndigheten.

I dagsläget sker en översyn av Lantmäteriverket/ Metrias totala programmvaruinnehav för att utröna vilka behov de fyller och med en förhoppning att kunna fylla dessa behov med ett avsevärt mindre antal program. Mitt examensarbete ska kunna vara en del i denna totala översyn.

Examensarbetet ska besvara följande frågor vad gäller vektoriseringsprogram:

• Vilka egenskaper har de program som används idag?
• Vilka funktioner används och vilka behov fyller respektive program idag?
• Vilka behov av vektorisering kommer Metria att ha i framtiden?
• Hur uppfyller man dessa behov på bästa sätt?

Raster och vektordata

I Geografiska informationssystem (GIS), CADprogram och vid datorstödd kartframställning, så används geometriska data lagrade i raster- eller vektorformat.

Vektordata består av punkter och linjer. Punkter lagras med dess koordinater och linjer lagras som en serie av punkter.

Rasterdata beskriver en area genom att denna delas upp i ett regelbundet rutnät. Varje rutas läge anges med rad- och kolumnnummer inom rutnätet. Dessutom tilldelas varje ruta ett eller flera siffervärden som anger någon egenskap, till exempel svärtningsnivå, ID nummer eller höjd hos det läge som rutan representerar. Dessa rutor brukar kallas bildpunkter eller pixlar. Rasterbildens geometriska upplösning anger tätheten på rutnätet och uttrycks antingen som pixelstorlek (µm) eller som antalet punkter per längdenhet (punkter/mm eller punkter/tum (engelska: dpi, dots per inch)).
Rasterdata fås vid t.ex. scanning, fotografering med digital CCD kamera och från satelliter.
Eftersom en rasterbild måste lagras med information om varje pixel så kräver de stort lagringsutrymme. När den geometriska upplösningen dubblas kommer datamängden att fyrdubblas eftersom antalet pixlar dubblas i både X- och Y-led.
Exempel på raster- och vektordata visas i figur 1.
 

    Analoga data                            Vektordata                       Rasterdata

Figur 1. Figuren visar hur ett vattendrag kan representeras och lagras digitalt i vektor- respektive rasterform.
 

Båda lagringsformerna har sina fördelar. För geografiska informationssystem krävs ofta att informationen är lagrad i vektorform.

Digitalisering av kartor

Digitalisering av kartor kan utföras som manuell digitalisering eller som automatisk digitalisering (scanning).

Vid manuell digitalisering används ett digitaliseringsbord. Operatören följer manuellt linjerna på en analog karta med en markör och linjer digitaliseras genom att välja ett antal punkter längs linjen. Operatören kan även ge koder till de digitaliserade data. Några av fördelarna med denna metod är att den kan utföras även på dokument av dålig kvalitet och att operatören kan göra bedömningar under arbetets gång. Några av nackdelarna är att det tidskrävande, resultatet påverkas av operatörens skicklighet och koncentration och arbetet anses av många som monotomt och tråkigt och ger en påfrestande arbetsställning.

Vid automatisk digitalisering scannas kartan och resultatet blir en rasterbild. Ur dessa rasterdata kan sedan vektordata genereras genom så kallad vektorisering.

Vektorisering av rasterbilder

Vektoriseringen av rasterdata kan ske som manuell bildskärmsvektorisering, halvautomatisk bildskärmsvektorisering och automatisk vektorisering.

Manuell vektorisering

Vid manuell bildskärmsvektorisering visas rasterbilden på bildskärmen och operatören anpassar vektorer till rasterbilden ungefär som vid manuell digitalisering. Operatören markerar med hjälp av musen punkter längs den rasterlinje som ska vektoriseras. För och nackdelarna är ungefär desamma som vid manuell digitalisering men med skillnaden att det här finns möjlighet att zooma i bilden för att lättare se linjerna som ska följas. I en del program kan den vektoriserad linjen även knytas fast med centrum av den underliggande rasterlinjen.

Halvautomatisk vektorisering

Vid halvautomatisk bildskärmsvektorisering visas också rasterbilden på skärmen men koordinatregistreringen längs linjerna sker automatiskt, efter det att operatören har angivit en startpunkt, genom att programmet följer antingen kanterna eller centrum av linjen. När linjen följts till en förgrening, slutpunkt eller tillbaka till startpunkten stannar programmet upp och operatören får välja i vilken riktning linjen ska följas. Fördelarna med denna metod är desamma som de för manuell bildskärmsvektorisering och dessutom är denna metod snabbare. En annan fördel jämfört med den manuella bildskärmsvektoriseringen är att vektoriseringsprocessen inte ger upphov till någon försämring av noggrannheten eftersom vektorerna följer centrum/ kanterna av rasterlinjerna/ ytorna. Noggrannheten ges helt av upplösning och geometrisk noggrannhet hos rasterdata. En nackdel är att skarpa hörn kan rundas av men i problemområden kan operatören välja att gå över till manuell bildskärmsvektorisering.

Automatisk vektorisering

Vid automatisk vektorisering utförs vektoriseringen av programmet utan operatörens inblandning. Programmet bildar vektorer genom att följa centrum av rasterlinjerna/ ytorna eller genom att följa kanterna av rasterdata. Oftast behövs det en efterbearbetning för att rätta till fel som uppstått vid vektoriseringen. Det utförs genom interaktiv editering vid bildskärmen.