Output Orientált Digitális Kartográfia (MTA
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Zentai László OUTPUT ORIENTÁLT DIGITÁLIS KARTOGRÁFIA doktori értekezés Budapest 2003 Szükség szüli a tudományokat! Amint a szükség beáll, az eszmék a köd homályából jegeczesedni kezdenek és egységes egészszé igyekeznek sorakozni; a tevékenységében soha nem nyugvó emberi szellem felkarolja a tárgyat, rendez, rostál és tisztít, logikai alapelvek szerint szervezi a gyakorlatból merített adatokat, és az előzményekből követ- keztetve, megmutatja az irányt, mely szerint kell haladni. Tóth Ágoston, 1868 Tartalomjegyzék Előszó 7 1. Digitális kartográfia: előzmények 9 1.1. A digitális térképek előállítása 9 1.2. Számítástechnikai előzmények 12 1.2.1. Számítógépes grafika 13 1.2.2. Térinformatika 14 1.3. Térinformatika és térképészet 15 1.4. A számítógépes térképészet fejlődése 17 1.5. A számítógépes térképészet aktuális problémái és a fejlődés irányai 18 1.6. A számítógépes és a hagyományos térkép-előállítás összevetése 19 1.6.1. A digitális térkép-előállítás előnyei 19 1.6.2. A digitális kartográfia hátrányai és néhány ábrázolási problémája 20 1.7. A hagyományos és a digitális kartográfia jellegzetességei és különbségei 21 1.8. Előkészítés (előkészítő szerkesztés) 21 1.9. Adatbevitel (input) 22 1.9.1. A térképek szkennelése 23 1.9.2. Digitalizálás digitalizáló táblával 24 1.9.3. Digitalizálás a képernyőn 25 1.10. Térképtervezés 25 1.11. Grafikai kivitelezés, a térkép kialakítása 26 1.12. Nyomdai előkészítés 27 1.13. Sokszorosítás, közzététel 27 1.13.1. Ofszetnyomtatás 28 1.13.2. Digitális nyomdatechnika 28 2. A raszteres és vektoros térképészet alapjai 30 2.1. Vektoradatmodell, a topológia elve 30 2.1.1. Vektoralapú térképek 32 2.2. Raszteradatmodell 33 2.2.1. Raszteralapú térképek 34 2.3. A különböző adatmodellek együttes használata és egymásba alakíthatósága 35 2.3.1. A vektor- és raszteradatmodell együttes alkalmazása 35 2.3.2. Konverzió az eltérő adatmodellek között 37 3. Az asztali kiadványszerkesztés szerepe a digitális kartográfia 39 kialakulásában 3.1. Bézier-görbék 39 3.2. A DTP kialakulása 41 3.3 Postscript 43 3.3.1. Lapleíró nyelv 43 3.3.2. A Postscript állomány szerkezete 46 3.3.3. AI (Adobe Illustrator) formátum 47 3 Tartalomjegyzék 4. A szoftverek szerepe a digitális kartográfiában 49 4.1. Általános célú grafikus szoftverek 49 4.2. Speciális térképészeti szoftverek 54 4.3. CAD programok 56 4.4. A GIS szoftverek térképészeti lehetőségei 59 4.5. Egyszerű desktop mapping szoftverek 62 4.6. Ideális kompromisszum 63 5. Állományformátumok a digitális kartográfiában és a térinformatikában 65 5.1. Raszteres formátumok 65 5.1.1. TIFF (Tagged Image File Format) 66 5.1.2. BMP 67 5.1.3. PCX (Zsoft Paintbrush) 68 5.1.4. GIF (Compuserve Graphic Interchange Format) 68 5.1.5. JPG (Joint Photographics Experts Group) 69 5.1.6. PNG (Portable Network Graphics) 70 5.1.7. MAC Paint 70 5.1.8. TGA (Truevision Targa) 70 5.1.9. RAW 71 5.1.10. PHOTO CD (Eastman Kodak) 71 5.1.11. FPX (FlashPix) 71 5.1.12. MrSID (Multi-resolution Seamless Image Database) 71 5.2. Vektoros formátumok 72 5.2.1. DXF (Autodesk Drawing Exchange Format), DWG 73 5.2.2. HPGL (Hewlett-Packard Graphic Language), HPPCL 74 (Hewlett-Packard Printer Control Language) 5.2.3. MicroStation DGN formátum 74 5.3. Metafájl formátumok 75 5.3.1. CGM (Computer Graphics Metafile) 75 5.3.2. WMF (Windows Metafile), EMF (Enhanced Metafile) 75 5.3.3. Mac PICT 76 5.3.4. Postscript 76 5.3.5. PDF (Adobe Acrobat) 76 5.4. Fontosabb térinformatikai formátumok 77 5.4.1. MapInfo MIF/MID 77 5.4.2. E00: ArcView export 77 5.4.3. ArcView SHP (shape) 77 5.5. Konverziós műveletek 78 6. Hardver 81 6.1. Az operációs rendszerek szerepe 88 6.2. A számítógépek fajtái 92 6.3. Adatbeviteli (input) eszközök 94 6.3.1. Digitalizáló tábla 94 6.3.2. Egér 95 4 Tartalomjegyzék 6.3.3. Szkenner 95 6.3.4. Digitális kamera 97 6.3.5. Billentyűzet 97 6.4. Kimeneti (output) eszközök 98 6.4.1. Képernyők (monitorok) 98 6.4.2. Nyomtatók 100 6.4.2.1. Mátrixnyomtatók 100 6.4.2.2. Tintasugaras nyomtatók 101 6.4.2.3. Lézernyomtatók 102 6.4.2.4. Különleges típusú színes nyomtatók 103 6.4.3. Plotterek, rajzgépek 104 6.4.4. Levilágítók 104 6.4.5. Próbanyomat (proof) készítése 106 7. Térképi megírások 108 7.1. Tipográfiai alapismeretek 108 7.2. Betűtípusok, betűfajták 109 7.2.1. Írásrendszerek, speciális karakterek 109 7.2.2. Unicode 111 7.2.3. A betűtípusok hagyományos csoportosítása 112 7.3. A számítógépes betűtípus-állományok formátumai 116 7.3.1. Raszterfontok 116 7.3.2. Vektorfontok 117 7.3.2.1. TrueType 118 7.3.2.2. Postscript Type1, Type3, Type5 118 7.3.2.3. OpenType 119 7.4. Térképi megírások attribútumai 120 8. A színek szerepe a digitális kartográfiában 123 8.1. A szín érzékelése 123 8.2. Fiziológiai színjellemzés: színmérés (színmetrika) 124 8.3. Színrendszerek 124 8.3.1. Nemzetközi Színmérő Rendszer 124 8.3.2. Munsell-féle színrendszer, színatlasz (1915) 125 8.3.3. Ostwald (1915) 126 8.3.4. A Nemcsics-féle Coloroid színrendszer 126 8.4. A színkeverés elvei 126 8.4.1. Additív (összeadó) színkeverés 126 8.4.2. Szubtraktív (kivonó) színkeverés 127 8.5. Színmodellek a számítógépes szoftverekben 128 8.5.1. RGB 129 8.5.2. HSL, HSB, HSI, HSV, HSI, HVC, TSD 129 8.5.3. YIQ, YUV, YCbCr, YCC 130 8.5.4. CMYK (cyan, magenta, yellow, black) 130 8.5.5. Lab 130 8.5.6. Webes színpaletta (web safe colors) 131 8.5.7. Direkt színek 131 5 Tartalomjegyzék 8.5.7.1. PMS (Pantone Matching System) 133 8.5.7.2. Focoltone színrendszer 133 8.5.7.3. Trumatch színmintarendszer 133 8.5.7.4. Toyo színrendszer 133 8.6. Konverzió az egyes színmodellek között 133 8.7. Színrebontás 134 8.7.1. Raszter (nyomdai rács) 134 8.7.2. Frekvenciamodulált rács 135 8.7.3. A levilágítás technológiája és a színrebontás hibalehetőségei 136 9. Webkartográfia 138 9.1. Az internet és a web története 138 9.2. A térképészet és az internet 141 9.3. Raszteres megoldások 142 9.3.1. Wavelet 143 9.4. Egyszerű vektoros megoldások 144 9.5. Vektoros megoldások térinformatikai háttérrel 147 9.5.1. ESRI ArcIMS 148 9.5.2. GeoMedia WebMap 149 9.5.3. AutoDesk MapGuide 150 9.5.4. MapInfo MapXtreme 152 9.6. Vegyes megoldások 152 9.7. Térképek a webre 153 9.7.1. A térképek szerepe egy weboldalon 154 9.7.2. Digitális térképek raszteres formátumban 154 9.7.3. Vektoros térképek a weben, adatbázis alapú webtérképek 155 9.7.4. Wapos lehetőségek 156 9.8. Mit hoz a jövő? 156 10. A számítógépes térképészet és a térinformatika hazai története 158 10.1. A kezdetek 158 10.2. A magáncégek megjelenése 161 10.3. Digitális topográfiai térképek 163 10.3.1. Katonai topográfiai térképek 164 10.3.2. Polgári topográfiai térképek 165 Összefoglalás 166 6 Elõszó ELŐSZÓ A számítógépes térképészet megjelenése a kartográfia teljes eddigi történetében az egyik leg- nagyobb változást jelentette. Ez a fejlõdés teljes egészében megváltoztatta a térképkészítés hosszú évszázadok alatt kialakult folyamatát. Igaz a kartográfia elméleti tudományát, alapjait nem érintette jelentősen ez a forradalmi változás. Sokkal lassabban, de valószínűleg lényeg- bevágóbban hat a térképészetre a térinformatika fejlődése és széles körű elterjedése. Ennek a hatásnak a jelentőségét az is bizonyítja, hogy a Nemzetközi Térképészeti Társulás (ICA — International Cartographic Association) 2003-as kongresszusán valószínűleg megváltoztat- ja, kibővíti a nevét azonos súlyúvá téve tevékenységében a térinformatikát is. A dolgozat címe zömmel idegen szavakat tartalmaz, mert magyar szakkifejezésekkel a dol- gozat pontos témája csak sokkal körülményesebben írható le. A számítógépes térképészetet vizsgálom olyan aspektusból, ahol a végtermék (az output) az alapvető fontosságú — legyen ez akár papírtérkép, akár képernyőkép. Véleményem szerint a „számítógépes kartográfia” kifejezés sem tekinthető teljes mértékben a „digitális kartográfia” szakkifejezés szinonimájának. A digitális jelző sokkal inkább magában foglal perifériákat: mint a digitalizáló tábla, a szkenner, a levilágító, s ezek az eszközök nagyon fontosak az új technológia számára. Egy viszonylag új témáról írni, átfogó módon, részletesen nagy felelősség. Nem könnyű olyan gyakorlatias és gyorsan változó témáról írni, mint a digitális kartográfia. A nehézséget elsősorban az jelenti, hogy azokat az információkat kell kiemelni, amelyek „szavatossága” in- formatikai mércével tekintve is időt álló. A számítástechnika és a térinformatika rendkívül gyors fejlődése nem könnyíti a szakem- berek munkáját. Ha végiggondoljuk, mi is történt ezen a szakterületen akár csak az elmúlt tíz évben, megérthetjük, hogy nem is olyan könnyű ezen a szakterületen a gyors változások átfogó követése, illetve a jellemző tendenciák felismerése, kiemelése. A személyi számítógépek rendkívül gyors elterjedése hazánkban néhány év alatt teljesen át- alakította a térképkészítés gyakorlati folyamatát. 1990 végén jelent meg az első olyan térkép, melynek nyomdakész filmjei már számítógéppel készültek, és mára szinte egyeduralkodóvá vált ez a módszer. A térképészeknek meg kellett ismerkedniük a számítógépekkel, hiszen ezek szakszerű alkalmazásával a teljes technológiai folyamat irányítható és ellenõrizhetõ. Olyan tökéletes technikai minőség érhető el, ami az adatfelvétel, adatfeldolgozás és a kiértékelés területén is jobb munkára ösztönzi a térképkészítőket. Hasonló fontosságú a térinformatikai térhódítása. Itt azonban sokkal szélesebb szakterüle- teket érint a változás: informatika, adatbázis-kezelés, ingatlan- és földnyilvántartás, közigazga- tás, közművek. Napjainkban a térinformatika alkalmazása már ipari méreteket öltött: minél nagyobb egy gazdálkodó szervezet vagy intézmény, annál valószínűbb, hogy térinformatikai alkalmazásokat használ. Tudományos oldalról kevesen ismerik és kutatják a térinformatikát, hiszen alapvetően alkalmazott tudományról van szó. Itt a komoly szakértelem a leggyakrab- ban konkrét szoftverkörnyezethez köthető. Mára a számítástechnika, az internet használata egyre inkább természetessé válik: ilyen ismeretek magabiztos felhasználása, alkalmazása ugyanolyan fontosságúvá vált már hazánk- ban is, mint a nyelvismeret. Ez a dolgozat meg sem születhetett volna a webes lehetősé- gek igen intenzív használata nélkül, legalábbis nem lehetett volna annyira naprakész, hogy akár a megszületésének évében keletkezett tudományos kutatások eredményeit is a kutató fejlesztésbe beillessze.