Допуски покрытий

Допуски, выраженные в единицах измерения покрытия, используются для автоматизации покрытий и обновления, например для регистрации покрытий, замыкания пространственных объектов и определения интервалов между координатами. Эти допуски влияют на разрешение покрытия, поскольку они указывают количество движения координат, разрешенное во время операции. Чем больше разрешено движения, тем ниже итоговое разрешение. Например, при оцифровке или редактировании с включенным замыканием узлов два узла автоматически замыкаются, если они оказываются в пределах указанного расстояния друг от друга. Это расстояние называется допуском замыкания узлов. Если координаты объекта выражены в единицах измерения дигитайзера, допуски, скорее всего, будут выражены в дюймах. Если объекты спроецированы, допуски, скорее всего, будут выражены в метрах. Заданные вами допуски будут контролировать работу функций редактирования в приложении ArcEdit системы ArcInfo Workstation.

В диалоговом окне Свойства покрытия (Coverage Properties) указывается текущая топология для значений допуска неразличимости и допуска висячих дуг. Рядом с каждым значением отображается слово "проверено" или "не проверено", которое показывает, был ли допуск задан явным образом во время процесса редактирования. Иногда возникает необходимость изменить допуски по умолчанию на значения, более подходящие для данного типа и масштаба объектов в покрытии. При этом надпись По умолчанию (Default) на закладке Допуски (Tolerances) исчезает. Задать допуски можно с помощью инструмента Допуск (Tolerance). Однако для использования этого инструмента геообработки вам понадобится Advanced лицензия. При открытии диалогового окна Свойства покрытия (Coverage Properties) после использования данного инструмента или команды рядом с соответствующим допуском появится надпись Проверено (Verified).

В приведенном ниже списке показаны 8 допусков, которые следует знать при очистке и редактировании покрытий.

• Допуск замыкания дуги: расстояние, на которое будет продлена новая дуга, чтобы покрыть "недолет".
• Допуск висячих дуг: висячие дуги, длина которых меньше, чем заданная длина висячей дуги, будут удалены во время операции очистки.
• Допуск неразличимости: максимальное расстояние, на которое могут смещаться координаты при операциях очистки, буфера и наложения. Это расстояние, используемое для удаления вершин дуг и обнаружения пересечений.
• Допуск зернистости: регулируемое расстояние между вершинами при добавлении сплайнов и кривых (например, тупики).
• Допуск замыкания узла: расстояние, в пределах которого новый узел замыкается на существующий.
• Среднеквадратичная ошибка: мера точности регистрации меток во время оцифровки и трансформации покрытия.
• Допуск соответствия метки: максимально допустимая ошибка регистрации при регистрации карты на дигитайзере. Этот допуск используется для обеспечения точной регистрации карт (то есть для уменьшения среднеквадратичной ошибки).
• Допуск прореживания: минимальное расстояние между точками дуги, используемое при оцифровке и для генерализации существующих дуг.

Обратите внимание, что покрытия можно редактировать только в ArcInfo Workstation.

Обработка допусков покрытий

Допуск замыкания дуги

Допуск замыкания дуги – это расстояние, на которое будет продлена новая дуга для пересечения с существующей дугой. В точке пересечения дуг создается новый узел.

Пример допуска замыкания дуги

Рекомендуемое значение для допуска замыкания дуг составляет 0,05 дюйма (0,127 см) либо эквивалентное количество единиц измерения покрытия для данного входного масштаба карты.

Длина висячей дуги

У висячей дуги с левой и правой сторон находится один и тот же полигон (в соответствии с внутренним номером полигона) и не менее одного висячего узла. Длина висячей дуги определяет минимально допустимую длину висячих дуг в покрытии. The Инструмент Очистить (Clean) удаляет висячие дуги, длина которых меньше заданной.

Пример допуска длины висячих дуг

Рекомендуемые значения длины висячих дуг могут варьироваться в зависимости от типа карты, автоматизация которой выполняется. Обычно рекомендуется использовать значение 0, если покрытие содержит линейные объекты. Рекомендуемое значение для полигонов составляет 0,05 дюйма (0,127 см) либо эквивалентное количество единиц измерения покрытия. Отрицательные значения не допускаются.

Допуск неразличимости

Разрешение покрытия зависит от допуска неразличимости, который определяет минимальное расстояние, разделяющее все координаты дуги (узлы и вершины) в покрытии. Также он определяет расстояние, на которое координата может перемещаться в течение определенных операций. Допуск неразличимости – это очень маленькое расстояние, используемое для разрешения неточных положений пересечений, обусловленных ограниченной арифметической точностью компьютера. Значения допусков неразличимости, как правило, колеблются в диапазоне от 1/10 000 до 1/1 000 000 от ширины экстента, определенной в файле покрытия bnd.adf.

Если покрытие обрабатывается с помощью определенных инструментов (например, Очистить (Clean)), координаты в пределах допуска неразличимости друг друга считаются равными (то есть определяющими одно и то же место). Таким образом, некоторые координаты перемещаются на место других координат. Чтобы координаты не перемещались слишком далеко, используйте маленький допуск неразличимости (меньше 0,002 дюйма). С помощью координат двойной точности для покрытий можно определить очень маленький допуск неразличимости. Допуск неразличимости выражается в единицах измерения входного покрытия.

Поскольку координаты дуг могут перемещаться на такое же расстояние, что и допуск неразличимости, многие потенциальные проблемы в покрытии могут быть решены обработкой покрытия с помощью инструментов, использующими допуск неразличимости. Сюда относится обработка очень малых "недолетов" или "перелетов", автоматическое удаление двойных сегментов и уточнение координат вдоль дуг.

Инструмент Очистить (Clean) использует допуск неразличимости. Это расстояние, в пределах которого данный инструмент может перемещать пространственные объекты, удалять дублирующиеся узлы, создавать узлы в точках пересечения линий и удалять дублирующиеся объекты. Допуск неразличимости измеряется в единицах покрытия. При использовании инструмента очистки очень важно назначить соответствующий допуск неразличимости, чтобы нужные объекты не были удалены по ошибке. Слишком маленький допуск может вызвать проблемы двух типов: пересечения дуг не будут созданы, или очень маленькие островки не будут очищены. И наоборот, слишком большой допуск может привести к тому, что некоторые пространственные объекты будут перемещаться слишком сильно (например, измеренные углы секций в сетке диапазона городского округа), полигоны будут сжиматься, а дуги – объединяться.

Во многих инструментах (например, Очистить (Clean), Вырезать (Clip), Буфер (Buffer), Ластик (Erase), Пересечь (Intersect), Идентичность (Identity), Разбить (Split) и Объединить (Union)) допуск неразличимости определяется как переменная. Можно указать свое значение или использовать значение по умолчанию в файле допусков покрытия. ArcGIS for Desktop вычисляет допуск неразличимости по умолчанию в следующем порядке:

• Если допуск неразличимости не задан, используется значение из файла допусков (TOL). Если файл допусков отсутствует либо в нем нет значения допуска неразличимости, отображается сообщение об ошибке, и обработка прекращается.
• Если диапазон покрытия в файле bnd.adf не указан, допуск неразличимости задается равным 0,001, даже если его значение было указано в командной строке или в файле допусков.
• Если инструмент выполняет операцию пересечения сегментов линии (например, для очистки) и координаты покрытия имеют одинарную точность, для расчета минимального необходимого допуска неразличимости используются значения диапазона границ покрытия и максимального диапазона. Если этот допуск больше допуска, полученного в результате выполнения описанных выше двух шагов, используется большее из значений, и файл допусков обновляется с использованием нового значения. В противном случае допуск неразличимости не изменяется.

Допуск неразличимости для точности дигитайзера 0,002 дюйма вычисляется следующим образом:

(знаменатель масштаба / количество дюймов на единицу измерения покрытия) * 0,002

Например, при масштабе 1:250 000 с единицами измерения футы результат будет следующим:

(250,000/12) * 0.002 = 41.660

Рекомендуется использовать небольшие допуски неразличимости (например, 1/100 000 от экстента файла bnd.adf). Если допуск слишком мал, автоматически вычисляется минимальный допуск. Чаще всего это происходит с покрытиями одинарной точности.

Наиболее часто используемые значения допуска неразличимости

Входной масштаб для оцифровки	Единицы покрытия	Допуск неразличимости (на земной поверхности)
1:250,000	Футы	41.660
	Метры	12.700
1:100,000	Футы	16.620
	Метры	5.080
1:63,360	Футы	10.560
1:62,500	Метры	3.210
1:24,000	Футы	4.000
	Метры	1.219
1:6,000	Футы	1.000
	Метры	0.304

Таблица наиболее часто используемых значений допуска неразличимости

Более подробно об определении допуска неразличимости

Допуск зернистости

Допуск зернистости регулирует число вершин в дуге и расстояние между ними вдоль линий дуги. Чем меньше допуск зернистости, тем ближе друг к другу могут располагаться вершины. Допуск зернистости также используется для уплотнения дуг в кривой. Допуск зернистости влияет на форму создаваемых кривых, но не влияет на форму уже существующих кривых при их уплотнении.

Пример допуска зернистости

Рекомендуемое значение для допуска зернистости составляет 0,02 дюйма (0,0508 см) либо эквивалентное количество единиц измерения покрытия. Это то же самое значение, которое рекомендуется для допуска прореживания. При создании новых дуг допуск прореживания регулирует расстояние между вершинами вдоль прямых дуг, а допуск зернистости регулирует расстояние вдоль кривых дуг.

Допуск замыкания узла

Допуск замыкания узла – это минимальное расстояние, в пределах которого два узла объединяются с образованием одного.

Пример допуска замыкания узла

Сопоставление осуществляется при добавлении или редактировании дуг, а также при перемещении или добавлении узлов. Например, при добавлении дуги, представленной штриховой линией на рисунке выше, ее узлы автоматически примыкают к любым существующим узлам в пределах допуска замыкания узла.

Рекомендуемое значение для допуска замыкания узла составляет 0,05 дюйма (0,127 см) либо эквивалентное количество единиц измерения покрытия. Это довольно большой допуск для точной автоматизации покрытия.

Среднеквадратичная ошибка

Среднеквадратичное значение представляет собой величину ошибки между исходным и новым положением координаты, вычисленное в процессе трансформации. ArcGIS for Desktop Advanced автоматически вычисляет среднеквадратичную ошибку (или ошибку регистрации меток) при использовании меток для регистрации карты в дигитайзере и во время процесса трансформации (проецирования). Чем меньше эта ошибка, тем более точной будет оцифровка или трансформация.

Для регистрации карты положения метки оцифровывают и сравнивают с хранимыми положениями x,y для меток покрытия. Этот процесс определяет трансформацию координат, то есть масштаб трансформации, поворот и сдвиг (смещение) в направлениях x и y. Эта трансформация затем применяется ко всем координатам, вводимым в дигитайзер, и отображает их как единицы измерения покрытия.

Среднеквадратичная ошибка выводится в единицах дигитайзера и единицах покрытия. Для поддержания высокой точности географических данных значение этой ошибки не должно превышать 0,004 дюйма (или эквивалентного значения в единицах используемой системы координат). Для менее точных данных достаточно не превышать значение ошибки в 0,008 дюйма (или эквивалентное значение). Для сохранения низкого значения среднеквадратичной ошибки можно использовать допуск соответствия метки (рассматривается ниже).

Среднеквадратичная ошибка также вычисляется инструментом Преобразовать (Transform). При использовании этого инструмента среднеквадратичная ошибка представляет точность, с которой координаты старого покрытия будут преобразованы в новое покрытие. Она вычисляется путем сравнения положений меток в старом покрытии с входными метками в новом покрытии. Дополнительные сведения о трансформациях и среднеквадратичных ошибках см. в файлах справки инструмента Преобразовать (Transform).

Допуск соответствия метки

Допуск соответствия метки, выражаемый в единицах измерения покрытия, используется для обеспечения точной регистрации карты в дигитайзере. Это максимально допустимое расстояние между существующей и оцифровываемой дугами. В случае превышения этого значения ошибка оцифровки является неприемлемой, и требуется повторная регистрация карты. Допуск соответствия метки используется для обеспечения низкого значения среднеквадратичной ошибки во время регистрации карты в дигитайзере. Она показывает, насколько точно положение каждой метки в покрытии соответствует положению на оцифрованной карте. Ошибка регистрации метки вычисляется автоматически для каждой метки при регистрации карты в дигитайзере. Необходимо регистрировать все положения меток, которые находятся дальше от метки, чем допуск сопоставления.

Пример допуска соответствия метки

В приведенном выше примере необходимо повторно зарегистрировать метку 3, поскольку она находится дальше от ожидаемого положения метки, чем допуск сопоставления.

Рекомендуемый допуск сопоставления метки варьируется в зависимости от качества данных, автоматизация которых выполняется. Это значение должно быть не больше 0,004 дюйма (0,01016 см) для высокоточных карт и 0,008 дюйма (0,02032 см) для карт меньшей точности.

Допуск сопоставления метки задается с помощью инструмента Допуск (Tolerance). Будучи заданным, этот допуск используется каждый раз при повторной оцифровке меток в ArcGIS for Desktop.

Допуск прореживания

Допуск прореживания – это минимально допустимое расстояние между любыми двумя вершинами вдоль дуги. Этот допуск используется для сокращения количества координат в дуге, а также является параметром, который можно задать перед добавлением пространственных объектов дуг или генерализацией существующих дуг.

При добавлении новой дуги новая вершина в пределах допуска прореживания предыдущей вершины отклоняется.

При прореживании существующих дуг для прореживания координат в пределах каждой дуги используется алгоритм Дугласа-Пьюкера. Линии трендов создаются из начальной точки каждой дуги до других вершин этой дуги, а для идентификации вершин, которые будут прорежены, используется допуск прореживания, попадающий в пределы допуска каждой линии тренда.

Рекомендуемое значение допуска прореживания составляет 0,02 дюйма (0,0508 см) либо эквивалентное количество единиц измерения покрытия.

Файл покрытия TOL

Файл допуска покрытия (tol.adf) содержит значения для допуска неразличимости покрытия, длины висячих дуг и допуска сопоставления меток. Поскольку эти допуски влияют на обработку покрытия и позволяют определить разрешение покрытия, очень важно отслеживать эти значения. Значения допусков для многих операций можно задать в ArcGIS for Desktop. Например, и допуск неразличимости, и допуск висячих дуг указываются как входные значения для инструментов покрытия, в которых выполняется географический анализ или создается топология (например, инструменты Очистить (Clean), Буфер (Buffer) и все инструменты Наложение (Overlay)).

Допуск, задаваемый с помощью инструмента Допуск (Tolerance), не обязательно отражает фактическое разрешение покрытия. Покрытие должно быть обработано с использованием нового допуска, прежде чем он будет точно отражать разрешение покрытия. Поэтому каждый допуск имеет проверенный индикатор. Допуск является проверенным только в том случае, если покрытие было обработано с этим допуском. Статус проверки каждого допуска указан в его описании.

Другим возможным местом просмотра допусков покрытия является ArcCatalog. Здесь можно получить доступ к закладке Общие (General) диалогового окна Свойства покрытия (Coverage Properties), чтобы просмотреть допуск неразличимости и допуск висячих дуг для покрытия.

Вычисление допуска для данного масштаба карты

Следующие формулы используются для расчета значений в футах или метрах для различных входных масштабов карты.

Если покрытие хранится в футах

tol(feet) = tol(inches) * scale / 12

Если покрытие хранится в метрах

tol(meters) = tol(centimeters) * scale / 100

Обратите внимание, что в этих формулах масштаб является знаменателем соответствующей дроби (например, значение 250 000 для карты с масштабом 1:250 000).

Например, значение 0,002 дюйма при масштабе карты 1:63 360 эквивалентно значению 10,56 фута или 3,218 метра.