Digitális térképészeti adatbázis fejlesztések a Magyar Honvédség Kartográfiai Üzemében

Bakó Zoltán

A digitális topográfiai térkép létrehozását magalapozó kutatások az 1980-as években kezdődtek a Magyar Honvédség Tóth Ágoston Térképészeti Intézetében. Az első digitális térkép létrehozása 1988-ban kezdődött, majd 1994. január 1-től az újonnan alakult MH Kartográfiai Üzem folytatja a fejlesztést és a megvalósítást.

A kutatás és a megvalósítás során a legnagyobb kihívást az országos méretekben való gondolkodás és a különböző alrendszerek egységes szemléletének biztosítása jelentette. A meglévő és a jövőbeli digitális térképészeti adatbázisok üzemeltetése és folyamatos karbantartása magas fokú szervezettséget, komoly technikai és intellektuális erőfeszítéseket követel.

Az MH KARTÜ-ben jelenleg öt önálló digitális térképészeti alrendszer létezik, illetve áll fejlesztés alatt: Geodéziai Adatbázis, 1:200 000 méretarányú Digitális Térképészeti Adatbázis (DTA-200), 1:10 000 és 1:50 000 méretarányú Digitális Domborzatmodell (DDM-10, DDM-50), 1:50 000 méretarányú Digitális Térképészeti Adatbázis (DTA-50) és Budapest várostérképe.

A térképkészítés automatizálásának első állomása a Geodéziai Adatbázis létrehozása volt. Ez az adatbázis a térkép geodéziai alapját képező magyarországi felsőrendű és negyedrendű háromszögelési ponthálózat valamennyi pontjának adatait tartalmazza. Fejlesztése 1978-ban kezdődött, feltöltése három évig tartott. Ez volt az MH TÁTI első számítógépes térképészeti célú adatbázisa, amely 1986 óta szerves része a térképkészítés technológiai folyamatának. A későbbiek során - a technikai eszközök modernizálódása miatt - az adatbázist több ízben át kellett az új berendezésekre telepíteni. Az adatbázis tartalmazza a háromszögelési pontok azonosítóit, koordinátáit, magasságát, a telepítés körülményeire vonatkozó adatokat és a grafikus megjelenítéshez szükséges információkat. A pontok koordinátái többféle vetületi rendszerben is elérhetők. Az adatbázis nem csak a háromszögelési pontokat, hanem azok iránypontjait is tartalmazza.

A térképi tartalmú adatbázisok között a DTA-200 rendszer volt az első. Fejlesztése 1987-ben kezdődött, teljes feltöltése 1990-ben fejeződött be. Az adatállomány a következő objektumokat tartalmazza:

Az adatállomány 1:200 000 méretarányú térképek alapján manuális digitalizálással készült.

E munkával párhuzamosan készült el az 1:50 000 méretarányú térkép szabatos digitális jelkulcsa. Ez 262 db pontszerű, 8 db vonalas és 18 db felületi jel egyezményes jelét tartalmazza.

Még a DTA-200 létrehozása előtt számos gyakorlati munkát végeztünk 1:50 000 méretarányú térképekkel. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatták, hogy az akkor rendelkezésünkre álló berendezések teljesítménye sem hardver, sem szoftver szempontból nem elegendő egy országos méretű digitális térképsorozat létrehozásához. Ez volt az oka annak, hogy nem az 1:50 000, hanem az 1:200 000 méretarányt választottuk. A döntés helyessége a későbbiek során igazolódott, azóta számos intézet használja saját speciális adatbázisának alapjaként.

A digitális térképek iránti igény Magyarországon is folyamatosan növekedett. Ennek az igénynek a kielégítése érdekében az MH TÁTI elkezdte a harmadik országos méretű adatbázis, a Digitális Domborzat Modell létrehozását.

A Digitális Domborzat Modell a felszín tengerszint feletti magasságát tartalmazza egy 10x10 méteres rács pontjaiban. Az adatforrás az 1:50 000 méretarányú térképszelvények szintvonalas domborzati fóliái voltak. Az adatnyerés mind raszteres, mind vektoros formában folyt. Ahol a domborzat változott a térképi felmérés óta, ott az adatnyerés fotogrammetriai úton történt. A szintvonalakból a domborzati rácsot egy hazai fejlesztésű sejtprocesszorral kiegészített IBM PC-n és a sejtprocesszorhoz kifejlesztett szoftverrel állítottuk elő. A domborzat-generáló szoftver mellé az Intézet kutatóinak számos egyéb programot is meg kellet írni a felmerülő problémák megoldására. A munka első megrendelője és anyagi támogatója a Frekvenciagazdálkodási Intézet volt, a pontossági vizsgálatokat a GEOMATIC Kft. végezte.

A Digitális Domborzat Modell 1992-ben készült el, létrehozásának főbb lépései a következők voltak:

Adatnyerés

Digitális Szintvonal Modell létrehozása

- szintvonalak automatikus vékonyítása;

- szintvonalak interaktív javítása (a nem kívánt szakadások és összeérések

megszüntetése);

- magasságértékek hozzárendelése a szintvonalakhoz interaktív módon;

- szelvények csatlakoztatása;

- illeszkedés és magasságérték ellenőrzése a csatlakozó oldalak mentén;

- archiválás.

Digitális Domborzat Modell számítása

- magasságértékek kiszámítása a rács minden pontjában;

- szintvonalak visszarajzolása a domborzatmodellből;

- szintvonalak ellenőrzése;

- hibák javítása;

- archiválás.

A feladat mielőbbi befejezése érdekében a munka egy részét a LaserScan VTRAK és LITES2 szoftverével végeztük el. Ezek a szoftverek két DEC VAXSTATION munkaállomáson működnek, a rendszert 1992-ben vásárolta az Intézet. A VTRAK modul raszteres adatok vektorizálására, a LITES2 modul a vektoros adatok szerkesztésére, módosítására szolgál. A technológiai folyamat az alábbi lépésekből állt:

Adatnyerés

Digitális Szintvonal Modell létrehozása

- szintvonalak vektorizálása magasságérték hozzárendeléssel;

- utófeldolgozás, hibajavítás, szelvények csatlakoztatása;

- konvertálás IBM PC formátumra és átvitel PC-re;

- archiválás.

Digitális Domborzat Modell számítása

- a magasságértékek kiszámítása az előzőekben leírt módon.

A Digitális Domborzat Modell jelenleg egy 10x10 méter és egy 50x50 méter cellaméretű, EOV (Unified National Projection) vetületi rendszerű raszter adatstruktúrában, 1:100 000 méretarányú szelvényekre bontva áll rendelkezésre. A teljes állomány mérete 2,5 Gbyte.

Legjelentősebb és egyben legnagyobb munkánk, az 1:50 000 méretarányú Digitális Térképészeti Adatbázis (DTA-50) létrehozása 1993-ban kezdődött. Alapanyagként az 1:50 000 méretarányú katonai topográfiai térképeket használjuk. Az 1:50 000 méretarány választását a következők indokolják:

- 5 évenként az egész országra vonatkozó térképi tartalom felújításra kerül;

- az ország területére 320 szelvény esik;

- Amerikában és Európa számos országában ezt a méretarányt használják;

- jelenleg ez minősül katonai alaptérképnek;

- jelentős mennyiségű információt tartalmaz;

- viszonylag kevés adat hozzáadásával 1:25 000 méretarányúra nagyítható

- az 1:100 000 és 1:200 000 méretarányú szelvények generalizálással

levezethetők belőle.

Az adatbázis feltöltését az MH KARTÜ és az AGM Közműfejlesztő és Lakossági Szolgáltató Rt. közösen végzi. A térképszelvények sokszorosítási eredetijének színrebontott fóliáinak szkennelése az MH KARTÜ-ben történik, az így létrejövő raszteres adatállományokat a továbbiakban az AGM Rt. dolgozza fel. A feldolgozás MicroStation PC-ken IRAS/B szoftverrel történik.

A raszteres formájú térképeket először Gauss-Krüger vetületi rendszerbe transzformálják. A koordinátarendszerek illesztése a térképszelvény sarokpontjaival történik. A transzformált raszter adatokat képernyőn interaktív módon vektorossá alakítják. A vektorizálást tematikákra - vízrajz, közlekedés, település, energiaellátás, növényzet - bontva végzik. Az egyes témák különböző adatai külön rétegekre kerülnek az MH TÁTI-ban kidolgozott elemkód-táblázatnak megfelelően.

A vektorizált és témák szerint strukturált adatállomány további feldolgozása az MH KARTÜ-ben folytatódik. Az ellenőrzés és hibajavítás után az egyes rétegek elemeihez feature kódot rendelünk, ami alapvető fontosságú az MGE (Modular GIS Environment) szoftver alkalmazása és a későbbiekben kialakítandó GIS szempontjából.

A digitális térkép elkészítésének utolsó fázisa INTERGRAPH rendszeren a MapPublisher és MapFinisher szoftverekkel történik. Ekkor kapják meg többek között a térkép objektumai a jelkulcsi ábrázolásnak megfelelő szimbólumot, itt kerülnek helyükre a névrajzi elemek.

A most készülő digitális térkép egyrészt a jövőbeli GIS geometriai vázának tekinthető, ugyanakkor már most lehetőséget teremt kartográfiai térképek automatikus előállításához.

A DTA-50 a teljes feltöltés után az 1:50 000 méretarányú topográfiai térképek valamennyi adatát fogja tartalmazni, jelenleg az adatbevitel van folyamatban.

Külön készül Budapest digitális térképe az 1:15 000 méretarányú várostérkép alapján.

A digitális környezetben a változások átvezetése a térképekre egyszerűbbé válik, ezért a felújítás ciklusideje lerövidül. A folyamatos karbantartás naprakész adatokat biztosít a felhasználók számára.

A digitális térképészeti adatbázis kettős célt szolgál. Egyrészt a számítógéppel támogatott térképkészítést segíti - az aktualizálástól a sokszorosítási eredeti előállításáig -, másrészt alapul szolgál országos és regionális térinformatikai adatbázisok létrehozásához. Célunk egy olyan adatbázis létrehozása, amely megbízható és hatékony alapokat biztosít az alábbi témákhoz:

- környezet- és természetvédelem;

- út és vasúthálózat;

- energiagazdálkodás;

- erdőgazdálkodás;

- művelhető földterületek osztályozása;

- talajtipusok és növényzethatárok;

- kereskedelem.

E célok teljesítésében a fő szerepet valószínűleg a digitális képfeldolgozás fogja játszani, ahol a vektoros és a raszteres adatok együttes analízise teremti meg a megfelelő információk megszerzésének alapjait.