TNTmips – “upakowywanie” plików

Mijają godziny pracy w programie, nowe pliki są tworzone, a niepotrzebne usuwane. Po pewnym czasie zauważamy pewne zastanawiające zjawisko – pliki projektu *.rvc zwiększają swoją pojemność wraz z zapisywaniem w nich nowych obiektów. Gdy te obiektemy usuwamy wielkości pliku *.rvc powinna się zmniejszyć, jednak tak się nie dzieje…

W pliku projektu pozostaje bowiem wolna przestrzeń po usuniętych obiektach. Może ona zostać użyta do zapisania nowego obiektu. Ale może też zostać odzyskana. W tym celu plik należy “spakować”.

Z menu wybieramy Tools ›› Manage Project Files. Zaznaczamy plik z wolną przestrzenią, którą chcemy odzyskać. O tym informuje nas komunikat “xx MB free in file”, a ponadto ikonka pakowania robi się aktywna. Klikamy na nią i czekamy kilka sekund na odzyskanie naszych bajtów ;)

Mała rzecz, a przydatna.

TNTmips – w służbie kartografii geologicznej

W Instytucie Nauk Geologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego program TNTmips znalazł zastosowanie przy tworzeniu map geologicznych dla wybranych obszarów Sudetów.

W 2003 roku światło dzienne ujrzała mapa geologiczna strefy granicznej Sudetów Wschodnich i Zachodnich, obejmująca obszar położony na granicy Polski i Czech. Dostępna jest w dwóch wersjach: tradycyjnej drukowanej oraz cyfrowej w postaci atlasu, który można przeglądać w darmowym programie TNTatlas. Mapa została dołączona również do artykułu opublikowanego w czasopiśmie Geologia Sudetica. Do pobrania:

Artykuł

Streszczenie artykułu

Mapa w formacie PDF

Pięć lat później powstała mapa tektoniczna rowu Nysy Kłodzkiej. W skali 1:50 000 został przedstawiony obszar czterokrotnie mniejszy. Drukowana wersja mapy ma rozmiar 40 x 75,6 cm. Obie mapy w wersji wektorowej charakteryzują się określonym poziomem generalizacji, dostosowanym do aktualnego powiększenia. Symbole są generowane przy użyciu CartoScript. Ponadto, podobnie jak w poprzednim przypadku, mapa została dołączona do czasopisma Geologia Sudetica. Do pobrania:

Streszczenie artykułu

Artykuł z mapą w formacie PDF

TNTmips – publikowanie tilesetów w Internecie

Utworzone tilesety zostały połączone. Czas na ostateczne przygotowanie mapy, która zostanie opublikowana w Internecie. Służy do tego polecenie z menu Main ›› Publish ›› Geomashup.

Po pierwsze, wybieramy API. Póki co dostępne jest tylko Google Maps API; na zaimplementowanie pozostałych (Bing Maps, Google Earth, Open Layers) trzeba będzie jeszcze trochę poczekać…

Następnie przechodzimy do trzech zakładek. W pierwszej (Base maps) wybieramy warstwy, które będą stanowić podkład dla naszych danych, dodawanych w drugiej zakładce (Overlays). Oczywiście część utworzonych przez nas tilesetów może pełnić funkcję map bazowych dla reszty. Jaka jest więc różnica między tymi dwoma typami? Warstwy, tzw. nakładki (overlays) w odróżnieniu do map bazowych (base maps) będzie można za pomocą checkboxów włączać i wyłączać oraz nakładać na podkłady, którymi są właśnie mapy bazowe (base maps).

Przechodzimy więc do pierwszej zakładki. Za pomocą ikony Add Base map możemy dodać zapisane na dysku twardym tilesety w formacie *.tms. Ponadto, można skorzystać z listy rozwijanej i wybierać spośród obszernej kolekcji (m.in. mapy drogowe, mapy rowerowe, zdjęcia satelitarne, powierzchnia Marsa lub Księżyca, gwiazdozbiory itp).

W przypadku drugiej zakładki – podobnie. Dodatkowo, istnieje również możliwość dodania danych w pliku *.kml.
Dla wybranych warstw można ustalić przezroczystość (Opacity) oraz zakres powiększenia przy którym dana warstwa będzie wyświetlana (Min oraz Max Zoom).

Trzecia zakładka to ustawienia ogólne. Część z nich jest przypisana konkretnemu API. Możemy tu zarządzać komponentami mapy, m.in. kontrolkami nawigacji (Map control style), kontrolkami zmiany trybu mapy (Overlay Control), mapką poglądową w prawym dolnym ekranie (Overview Map), podziałką skali (Scale Bar) itp.

Tak przygotowaną stronę z mapą możemy podejrzeć za pomocą ikonki Preview Web Page oraz ostatecznie utworzyć za pomocą ikonki Create Web Page. Ustawienia można zapisać (ikonka Save Configuration) w celu ich późniejszego załadowania (ikonka Load Configuration).

Aby strona z mapą ujrzała światło dzienne w Internecie należy wygenerowany plik *.html oraz katalog ze zbiorem kafelków skopiować na serwer. Oczywiście kod źródłowy strony można dowolnie edytować i wprowadzić parę drobnych zmian ;)

Na koniec parę słów podsumowania. Funkcjonalność programu TNTmips w zakresie tworzenia tilesetów i przygotowywania ich do publikacji w Internecie bardzo upraszcza sam proces tworzenia map. Jednakże, są to funkcje będące obecnie ciągle w fazie rozwojowej i dopóki nie powstanie wersja ostateczna należy się przygotować na częste zmiany w interfejsie i ustawieniach poszczególnych procesów.

Przykłady gotowej strony:

Podkład – Google Map

Podkład – Google Sky

Podkład – Open Street Map (Mapnik)

Podkład – Structural Earth

TNTmips – łączenie tilesetów

Jeśli w procesie tworzenia tilesetów wskazaliśmy kilka obrazów wejściowych to tak utworzone tilesety przed opublikowaniem w Internecie należy połączyć. Służy do tego polecenie z menu Raster ›› Merge Tilesets (po zmianie: Tileset ›› Merge)
Wskazujemy pliki *.tms, które zostały utworzone w trakcie procesu tworzenia tilesetów. Co istotne, wskazane pliki muszą być utworzone dla tego samego API (czyli tylko dla np. Google Maps, albo tylko dla World Wind; nie można łączyć tilesetów utworzonych dla różnych API – patrz kolumna Tileset), ale nie muszą być utworzone dla tego samego zakresu poziomów (patrz kolumna Levels):

Dzięki temu, można użyć danych o innym poziomie szczegółowości do wypełnienia luk w zasadniczym tilesecie.

Istotne jest również określenie minimalnego oraz maksymalnego poziomu powiększenia dla danych (Minimum oraz Maximum Zoom Level). Będzie to miało istotne znaczenie po opublikowaniu mapy. Poziomy te określają bowiem zakres, w którym dane zostaną wyświetlone. Dla przykładu, jeśli minimalny poziom zostanie ustawiony na 8, a maksymalny na 15 to dane zostaną wyświetlone tylko jeśli użytkownik ustawi mapę na poziomie powiększenia między 8 a 15.

W efekcie łączenia otrzymujemy jeden plik *.tms oraz stronę *.html

Przed nami pozostał ostatni etap – publikowanie tilesetów w Internecie.

TNTmips 2010 – zmiany w interfejsie

Wersja 2010 programu TNTmips jest wersją developerską, co oznacza nic innego jak tylko konieczność nadążania za ciągłymi zmianami, które serwują programiści MicroImages przy każdej kolejnej aktualizacji ;)
Ostatnie dni obfitowały w dość znaczące zmiany w interfejsie programu. Przede wszystkim zmieniło się menu główne. Menu Raster zmieniło nazwę na Image, a ponadto przybyły dwie nowe pozycje: Tileset oraz Terrain, które ukazują obecny kierunek rozwoju programu.

Poprzednie menu

 

Nowe menu

Menu Tileset gromadzi procesy związane z tilesetami. Przy okazji nastąpiła mała rewolucja – dodane zostały nowe procesy, niektóre zmieniły nazwę (np. Create Tilesets nazywa się obecnie Export to…) oraz lokalizację (polecenie służące publikowaniu tilesetów znajduje się obecnie w menu Main ›› Publish ›› Geomashup).

Natomiast menu Terrain zawiera zbiór poleceń umieszczonych wcześniej w Raster ›› Elevation oraz Convert ›› Surface Modeling. Ponadto, docelowo w tym menu będą umieszczane nowe procesy związane z LiDARem.

Oprócz tego, znaczące zmiany dotknęły również okna wyboru obiektów.

Poprzedni wygląd

Nowy wygląd

TNTmips – tworzenie tilesetów

TNTmips w najnowszej wersji 2010 oferuje bogaty zakres możliwości dotyczących tworzenia i publikowania w Internecie zbiorów obrazów, tzw. tilesetów. Sama koncepcja polega na dzieleniu obrazu na mniejsze części (zwane kafelkami), co w efekcie znacznie przyspiesza jego wyświetlanie w Internecie.

Cały proces w TNTmips 2010 został podzielony na trzy części: tworzenie, łączenie tilesetów oraz publikowanie ich w Internecie.

Do tworzenia nowych tilesetów służy polecenie z menu Raster ›› Create Tilesets (po zmianie: Tileset›› Export to). Za pomocą ikon Add Images/Add Color Composite Images/Add Multi-Band Images dodajemy obrazy, z których chcemy utworzyć tilesety. Jednocześnie możemy wskazać jeden lub więcej obrazów. W zakładkach Output, Parameters i Display zarządzamy właściwościami tworzonych tilesetów.

Zaczynamy od wyboru docelowego formatu (Target). Do wyboru jest TNT tileset raster (natywny format zapisu programu TNTmips, czyli pliki *.rvc), Google Maps, Google Earth, Microsoft Bing Maps oraz World Wind. Od tego wyboru zależą dalsze opcje. Na przykład, dla Google Maps pozostałe ustawienia będą dotyczyć formatu kafelków (Image format), ich rozmiaru w pikselach (Tile size), maksymalnego stopnia powiększenia (Maximum Zoom Level), liczby poziomów powiększenia (Number of Levels), a także podania Google Maps Key (dotyczy Google Maps API w wersji 2) oraz tekstu, który wyświetli się w przypadku braku danych (No data text). Ponadto możemy utworzyć archiwum z powstałych plików (Zip output) oraz po tej operacji usunąć je automatycznie (Delete files after zipping).

Przydatną opcją, jest możliwość przycięcia obrazu wejściowego za pomocą tzw. regionu (Limiting region / Clipping area), którym jest dowolny plik wektorowy (bądź rastrowy binarny) zawierający poligon w oparciu o który nastąpi przycięcie. Dzięki temu można dowolnie modyfikować zakres i kształt wyjściowego tilesetu.
Dla każdego tilesetu można zdefiniować osobny plik z regionem (kolumna Clipping Area) lub wybrać jeden plik dla wszystkich (ikonka Clipping Areas). Ponadto, za pomocą GeoToolboxa można ręcznie narysować poligon ograniczający zakres wyjściowego tilesetu.

Po ustawieniu wszystkich parametrów klikamy na ikonę Run i wskazujemy folder docelowy. Jeśli wybrany został format zapisu inny niż natywny dla TNTmips (czyli np. Google Earth, NASA World Wind itp.) dodatkowo zostanie utworzony plik *.tms, umożliwiający w szybki sposób wyświetlenie tilesetów w programie TNTmips.

TNTmips – wyświetlanie tilesetów (pliki *.tms)

Tilesety to zbiory plików graficznych o takim samym rozmiarze (np. 256×256 px), zwanych kafelkami (ang. tile). Stosowane są w celu przyspieszenia wyświetlania w Internecie sporej wielkości obrazów.

Przykładowy tileset
źródło: dokumentacja TNTmips

O samej idei pisano już wcześniej (np. tu), ja chciałabym się skupić na konkretnym przykładzie.

TNTmips umożliwia tworzenie tilesetów i zapis ich do pliku *.tms. Dzięki temu każdy użytkownik programu TNTmips (w wersji 2010), który ma dostęp do Internetu jest w stanie wyświetlić dany zasób kartograficzny.
W tym celu należy wybrać z menu Main ›› Display, a następnie Add Web Layer i Tileset. Do wyboru są dwa sposoby na wskazanie lokalizacji pliku tms. Możemy wskazać plik zapisany na dysku twardym naszego komputera (Local) bądź podać adres URL do pliku znajdującego się w Internecie (Remote).

Przykładowe tilesety znaleźć można na stronie firmy MicroImages, producenta programu TNTmips.

TNTmips – korzystanie z serwerów WMS

TNTmips (od wersji 73) umożliwia korzystanie z usług WMS (od wersji 74 również z usług ArcIMS). W celu podłączenia serwerów WMS należy wybrać z menu Main ›› Display, a następnie ikonkę Add Web Layer.

TNTmips standardowo dostarcza szereg przykładowych adresów usług WMS, pogrupowanych w katalogi (zakładka Catalogs). Można również połączyć się z innymi serwerami poprzez podanie ich adresu w odpowiednim polu na dole okna.

Po podaniu adresu i zatwierdzeniu przyciskiem ENTER wysłane zostanie do serwera WMS żądanie GetCapabilities. Jeśli zakończy się ono sukcesem w polu poniżej pojawi się nazwa usługi (np. dla map topograficznych z Geoportalu będzie to “WMS – Rastrowa Mapa Topograficzna Polski”). W przypadku wystąpienia błędów w połączeniu w miejsce nazwy usługi pojawi się komunikat o błędzie.

Po kliknięciu OK pojawi sie okienko z wyborem warstw oferowanych przez dany serwer WMS. Po kliknięciu ikonki Details wyświetli się dokument XML będący efektem żądania GetCapabilities i zawierający metadane na temat dane usługi WMS:

Oprócz wyboru warstw można również w tym oknie wybrać układ współrzędnych oraz format pliku, ewentualną przezroczystość, a także kolor tła.

Efekt wyświetli się w nowym oknie:

TNTmips – automatyczna wektoryzacja

Wektoryzacja jest procesem przetworzenia pliku rastrowego do postaci wektorowej. Najczęściej dokonuje się jej poprzez ręczną digitalizację za pomocą myszki komputerowej lub specjalnego urządzenia – digitizera. Metoda ta nazywana jest heads-up digitizing (gdyż w trakcie digitalizacji nie pochylamy głowy nad mapą ;)). W przypadku dużej ilości danych jest to jednak proces długotrwały i żmudny.

Znacznym ułatwieniem może okazać się wektoryzacja automatyczna. Najlepsze efekty osiągnie się w przypadku rastrów zawierających jednoznaczne granice wydzieleń, niezakłócone treścią podkładową mapy czy też innymi jej elementami. Do automatycznej wektoryzacji nadają się więc najlepiej rastry zawierające np. rysunek poziomicowy, cieki wodne, granice działek, poligony glebowe itp.

Narzędzia do automatycznej wektoryzacji w oprogramowaniu TNTmips znajdziemy w Convert ›› Raster to Geometric. Do wyboru mamy dwie możliwości:

Auto-Boundaries – Komórki rastra posiadające taką samą wartość grupowane są w poszczególne poligony. Metoda ta sprawdza się najlepiej w przypadku danych jakościowych. W otwartym oknie wskazujemy plik rastrowy, a następnie wybieramy czy plik wyściowy ma być plikiem wektorowym, czy też obiektem CAD. Dodatkowo możemy do generowanego pliku dołączyć tabelę zawierającą standardowe atrybuty.

Więcej rozbudowanych możliwości daje metoda Auto-Trace. Widać to chociażby po ilości okien – po wybraniu pliku rastrowego do wektoryzacji otwierają się trzy okna. W pierwszym (Raster Thresholding and Tracing) dokonujemy wyboru pliku wejściowego oraz ustawiamy wartości poszczególnych paramterów. W oknie Raster Thresholding and Tracing (Selected Raster View) ustalamy obszar poglądu, natomiast w okienku Sample Results obserwujemy efekty zastosowanych ustawień.

Wrócmy do głównego okna Raster Thresholding and Tracing i przyjrzyjmy się poszczególnym możliwościom. Efekt wynikowy wektoryzacji można zapisać w formie linii (Vector Line Trace) lub poligonów grupujących piksele o takiej samej wartości (Vector Boundaries). Druga opcja jak widać jest bardzo zblizona do omówionego wcześniej Auto-Bounadaries. Jeśli naszym celem jest zwektoryzowanie pliku rastrowego zawierającego rysunek poziomicowy to powinniśmy wybrać opcję Vector Line Trace. Następnym krokiem powinno byc wybranie wartości progowej (Threshold) i ustalenie w polu Trace czy wektoryzowane mają być wartości pikselów poniżej czy powyżej progu. Manipulując wartością progową zmiany obserwujemy w oknie Sample Results. Próg powinien zostać tak ustalony, aby zawierał maksymalną ilość niezbędnej treści pliku rastrowego (np. wspomniane poziomice) przy jak najmniejszej ilości zbędnej treści (takimi niepotrzebnymi, a nawet niewskazanymi elementami mogą być nazwy miejscowości lub cyfry na mapie topograficznej). Bardzo rzadko jednak udaje się za pomocą samej wartosci progowej oddzielić to co niezbędne od tego co zakłóca zasadniczą treść. Dlatego też TNTmips umożliwia zastosowanie kilku filtrów korygujących niedoskonałości procesu automatycznej wektoryzacji:
Include Implied Border – po zaznaczeniu tej opcji program wykryje sugerowane granice i dokona ich wektoryzacji. Domyślnie wyłączona.
Close Gaps (End-to-End) – dociąganie zakończeń sąsiednich linii.
Close Gaps (End-to-Line) – domykanie przerw między końcem jednej linii a drugą linią.
Remove Dangling Lines – usuwanie krótkich “dyndających” linii.
Remove Island Polygons – usuwanie małych, poligonów wewnątrz większych.
Remove Bubble Polygons – usuwanie małych poligonów tworzonych w obrębie grubszych linii jako błąd wektoryzacji.
Thin Lines – generalizacja linii, czyli zmniejszanie liczby punktów (do wyboru metoda Douglasa-Peuckera, minimalnej odległości oraz minimalnej proporcji).
Po ustaleniu interesujących nas paramterów klikamy Test i w oknie Sample Results widzimy podgląd zastosowanych ustawień. Efekt każdego filtru jest zaznaczony innym kolorem.

W przypadku niezadawalających efektów zmieniamy wartości wybranych paramterów i ponownie klikamy Test. W celu ostatecznej wektoryzacji należy kliknąć Run…
Uwaga – przedstawione powyżej filtry wektorowe są dostępne również poza procesem automatycznej wektoryzacji (Geometric ›› Filters)

TNTmips – georeferencja

Georeferencja polega na nadaniu plikowi rastrowemu, bądź wektorowemu określonego układu współrzędnych. W polskich wersjach oprogramowania GIS proces ten występuje pod różnymi nazwami (np. Geoodniesienie w ArcGIS, Rejestracja w MapInfo). Pełnowartościowe dane geoprzestrzenne muszą mieć odniesienie do przestrzeni – muszą być osadzone w konkretnym układzie współrzędnych. Dlatego też, georeferencja jest jednym z ważniejszych etapów podczas gromadzenia danych (np. zeskanowych map rastrowych).

Zanim przystąpimy do nadawania współrzędnych plikowi rastrowemu w oprogramowaniu TNTmips warto go zaimportować do pliku projektu RVC. Pomoże nam to oszczędzić ewentualnych problemów, które mogą wystąpić podczas przetwarzania TIFFów czy JPEGów. Opis importu znajduje się tutaj.

Georeferencję możemu nadać na dwa sposoby. W pierwszym przypadku wykorzystywany jest inny plik, przedstawiający ten sam obszar i posiadający nadane współrzędne. Natomiast w drugim korzystamy ze współrzędnych zawartych w opisie pliku (np. współrzędne na ramce mapy topograficznej).

Georeferencji w programie TNTmips dokonujemy poprzez wybranie z menu głównego Main ›› Georeference. Poprzez File ›› Open wybieramy plik, któremu chcemy nadać współrzędne (możemy również georeferencjonować poszczególne kanały RGB. W tym celu należy wybrać polecenie File ›› Open RGB Rasters…). W nowootwartym oknie wybieramy układy współrzędnych. Warto zauważyć, iż TNTmips daje możliwość określania innego układu współrzędnych dla danych wejściowych oraz wyjściowych. Dzięki temu współrzędne możemy nadawać np. w układzie WGS-84 (Input…), nadane współrzędne przeglądać w UTM (View…), a efekt zapisać w układzie PUWG-1992 (Output…). Jeśli chcemy we wszystkich tych przypadkach korzystać z jednego układu odniesienia wybieramy Set All…

Po kliknięciu OK otworzy się szereg okienek. Głównym oknem georeferencji jest okienko Georeference, w którym będziemy wpisywać współrzędne wybranym punktom, tzw. punktom kontrolnym. Punkty te lokalizujemy za pomocą krzyża nitek (Crosshair) w okienku Object Georeferencing (Input Object View). Po kliknięciu na ostatnią w tym oknie ikonkę Layers Control pojawi się okienko Georeference “Input” Layer Manager.  Zarządzamy w tym miejscu rastrami, które zostały otwarte w celu georeferencji (są to tzw. Input Objects). W przypadku gdy chcemy dokonać georeferencji przy użyciu innego, zgeoreferencjonowanego pliku (tzw. Reference Object) ważne są okienka Object Georeferencing (Reference Object View) 2D oraz Georeference “Reference” Layer Manager. Otwieramy je wybierając w oknie Georeference z menu Options ›› Show 2D  Reference View. (Okienko Georeference “Reference” Layer Manager otwieramy analogicznie jak okienko Georeference “Input” Layer Manager). Za pomocą ikony Add Objects… otwieramy zgereferencjonowany plik. W moim przypadku będzie to fragment mapy topograficznej tego samego obszaru, jaki jest przedstawiony na zdjęciu lotnicznym. Mając otwarte już wszystkie rastry możemy przystąpić do nadawania punktów kontrolnych. W obu okienkach Object Georeferencing krzyż nitek naprowadzamy na ten sam obszar mapy. Warto wybierać miejsca charakterystyczne i łatwe do lokalizacji – np. narożniki budynków, skrzyżywania obiektów liniowych itp. Wybór punktu zatwierdzamy ikonką Apply w oknie Georeference bądź klikając prawym przyciskiem myszy na którymkolwiek obrazie. I tak postępujemy z kolejnymi punktami. Należy pamiętać, że im więcej punktów kontrolnych tym georeferencja będzie bardziej dokładna.

Po wybraniu trzech punktów aktywna robi się możliwość estymacji. Krzyż nitek umieszczamy w wybranym miejscu, następnie klikamy na ikonkę Estimate i program sam umieszcza krzyż nitek w danym miejscu na drugim obiekcie. Przed zatwierdzeniem warto upewnić się, czy obie lokalizacje aby na pewno się pokrywają.

Wprowadzając punkty kontrolne mamy możliwość również dodawania informacji o wysokości (Elevation). Jeśli dysponujemy cyfrowym modelem wysokościowym (DEM) możemy go otworzyć w oknie Georeference za pomocą File ›› Open DEM… Za pomocą ikonki Set Z from Surface program automatycznie doda informacje o wysokości danego punktu. Aby to zrobić należy przejść z trybu dodawania punktów (Add) do ich edycji (Edit), kliknąć na ikonkę, a na końcu zatwierdzić zmiany ikoną Apply.

Aby zapisać georeferencję należy wybrać w oknie Georeference z menu głównego File ›› Save. Georeferencja zostanie zapisana jako podobiekt obiektu georeferencjonowanego. Ponadto, można również zapisać w pliku tekstowym same punkty kontrolne (File ›› Save as Text…). Istnieje możliwość ich późniejszego wczytania za pomocą File ›› Read Control Points…

Inaczej proces wygląda w przypadku georeferencjonowania map, czy też innych rastrów, gdzie współrzędne danych punktów musimy wpisywać ręcznie. Niezbędne są tu tylko dwa okna – Georeference oraz Object Georeferencing (Input Object View). Krzyż nitek umieszczamy w miejsach o podanych współrzędnych, (np. siatka kartograficzna). Wprowadzamy współrzędne, a na końcu zatwierdzamy ikoną Apply.

W celu sprawdzenia, czy plik został zgeoreferencjonowany możemy go wyświetlić poprzez Main ›› Display… Za pomocą znanej już ikonki Add Objects… wskazujemy plik do wyświetlenia.

Przesuwając kursorem myszki nad obszarem mapy widoczne powinny być zmieniające się odpowiednio współrzędne.

Na koniec jedna praktyczna uwaga. W czasie nadawania punktów kontrolnych możemy się spotkać z dziwnymi czerwonymi liniami o różnej długości. Użycie ikonki odświeżania (Refresh) likwiduje ten problem.