Сканирование и векторизация старых схем рудников и карт (часть 2*)
Франк Билки — технический директор департамента MICROMINE.Введение
Любому, кто когда-либо работал с районом производства горных работ прошлых лет, приходилось оцифровывать старые бумажные карты и планы. С беспрепятственным доступом к современным высококачественным сканерам большого формата оцифровка скан-копии карты на мониторе компьютера (через управляемую оцифровку) полностью заменила традиционные графические планшеты.
К тому же вы можете автоматизировать процесс для чистки карт, которые имеют несколько областей с заливкой или областей без заливки.
В первой части этого блога был приведен обзор рабочего процесса сканирования и векторизации, а в этой части я опишу стадию сканирования, а также некоторые методы получения наиболее хорошего результата. Очевидно, что рабочий процесс начинается с исходных бумажных планов.
Шаги обработки
Обычный процесс оцифровки бумажной документации включает в себя следующие шаги, и данная статья описывает 1 и 2, выделенные здесь жирным:
1. Привести в порядок бумажную карту.
2. Отсканировать.
3. Обрезать.
4. Сделать геопривязку, трансформацию растра или при необходимости спроецировать его.
5. Повысить качество растра и подчистить его.
6. Векторизовать его (оцифровать).
7. Импортировать растр в нужное приложение.
8. Подчистить оцифрованные линии.
9. Объединить, закрыть и присвоить атрибуты линиям, если необходимо присвоить им высотные отметки при работе 3D.
Рабочий процесс от бумажной карты до сканированного изображения
Шаг 1. Привести в порядок бумажную карту
Очистка бумажной карты должна быть осуществлена очень аккуратно с применением мягкой стирательной резинки, чтобы избежать повреждения бумаги. Лучше заранее избавиться от очевидных царапин, грязи и отпечатков пальцев, чем делать это потом при очистке отсканированных изображений.
Шаг 2. Сканирование
Большинство печатных компаний предлагают сервис сканирования; вы можете искать «сканирование больших форматов», чтобы найти такой сервис в вашем регионе.
Обсудите следующие моменты при консультации с представителями компании, которая оказывает вам этот сервис.
Разрешение сканирования, размерность и размер файла
Постарайтесь отсканировать карту с достаточным разрешением, чтобы увидеть самые маленькие важные детали. Очень большое разрешение увеличивает размер файла, что осложняет работу с ним, при этом не добавляет детальности, а также может перегрузить ваш компьютер. Принимая это во внимание, большинство плоттеров имеют эффективную разрешающую способность около 300 ppi (пикселей на 1 дюйм, где каждый пиксель включает в себя небольшое число точек цианового, маджентового, желтого и черного цвета), и это хорошее начальное значение. Вам может понадобиться 400 ppi для карт, содержащих множество маленьких деталей, но выше этого предела значение использовать не стоит.
Всегда определяйте размер скана с использованием его разрешения и физического размера, не размера файла. Например, карта формата А0 (33,1 х 46,8 дюймов, 841 х 1189 мм), отсканированная с разрешением 300 ppi, будет иметь физический размер 9930 х 14040 пикселей. Операторы сканеров со знаниями графического дизайна обычно привыкают описывать сканы в терминах размера файла, например, «20-мегабитный скан», но данное описание не дает достаточно информации.
Тип скана (число цветов)
Если карта чистая и содержит однотонные линии, тогда идеальны черно-белый (1-битный) или скан в градациях серого (8-битный). Но если он содержит цветные линии или полигоны с заливкой, то вам нужно использовать скан с истинной цветопередачей (24-битовый). Рисунок 1 иллюстрирует одну и ту же карту в трех различных типах изображения. Обратите внимание, что внизу изображения с градационным серым присутствуют серые пятна.
Рис. 1 (сверху вниз). Черно-белое изображение (1-битное), изображение в градациях серого (8-битное) и цветное изображение (24-битное)
Всегда сканируйте очень старые и пожелтевшие карты в истинной цветопередаче. Автоматический порог черно-белого скана не может распознать по-настоящему темные линии на темной бумаге, а скан в градациях серого может отобразить разные цвета в оттенках серого. Если цвет потерян, он не может быть восстановлен, поэтому удаление выцветания и пожелтения лучше всего делать с помощью программного обеспечения для редактирования фотографий.
Формат файла
Сохраните скан в формат изображения, сжатый без потерь, например, TIF. Избегайте использования JPG. А также избегайте сохранения в PDF; вы будете иметь ограниченный контроль над сжатием изображения, и вам придется переносить изображение в другой формат из PDF, что может быть тяжело при работе с большими сканами (рис. 2). Сканирование в PDF может также вызывать дефекты цифрового сжатия, которые будут мешать векторизатору.
Рис. 2. Обычный результат извлечения большого сканированного изображения из формата PDF
Фотография
У вас не всегда может быть возможность отсканировать карту, и в этой ситуации вы можете использовать фотографирование. Для получения наилучших результатов вы должны использовать цифровую зеркальную камеру, установленную на фоторепродукционный станок, с макросъемочной линзой с дистанционным управлением, а также двумя идентичными источниками освещения, расположенными под углом 45° с двух сторон карты.
Тем не менее опыт показывает, что выбудете использовать любую камеру, которая у вас будет под рукой, а также делать фотографии совсем не при оптимальном освещении. Не отчаивайтесь, я получал подходящие результаты и по фотографиям темной настенной карты, сделанным с помощью мобильного телефона (рис. 3). Тем не мене, эти фотографии требуют большого числа шагов обработки до того, как они станут пригодными для использования. Подробнее об этом я расскажу в 3-й части.
Рис. 3. Настенная карта, сфотографированная на смартфон
Вывод
В 1-й части я описал подготовку информации, необходимой для создания хорошего скана исходной карты. Вы можете обладать лучшим программным обеспечением для векторизации или лучшим специалистом по оцифровке, но, если ваш скан плохого качества, результирующие линии будут также неудовлетворительного качества. Поэтому стоит уделить время, чтобы сделать скан наиболее лучшего качества. Несколько минут, необходимых на очистку бумажной карты, и несколько минут, которые вы потратите на обсуждение своих требований с оператором сканера, могут спасти вас от часов редактирования изображений на следующих этапах.
В 3-й части я расскажу, как превращать сканированные изображения в цифровые линии.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 4 (30)/декабрь 2015 г.
