Ing. Magdalena Karasová
Katedra mapování a kartografie
ČVUT Praha
Thákurova 7
166 29 Praha 6, Dejvice
E - mail: magdalena.karasova@centrum.cz
Whereas the digital maps are enforcing in few last years, there is important to engage in their cartographic classification together with classification of computer environment.
The aspect, that concerns of computer environment, includes easy ability installation, map control (testing of hot keys system and others tool), testing measuring and seeking functions; eventually ability to check and to build own upgrades and levels.
There should be rated general map design, readability and aesthetics of the map as well as geometric precision, mathematical elements together with data integrity and updating.
The above noted aspects will be present on Ortophoto map made by AČR and compared with digital map made by Geodezie ČS.
Vzhledem k tomu, že digitální mapy se v posledních letech stále více prosazují, a to jako součást GIS nebo samostatně jako grafický informační systém, je třeba se zabývat jejich kartografickým hodnocením, ke kterému přibývá ještě hodnocení prostředí počítačového.
Mezi hlediska hodnocení v počítačovém prostředí patří snadnost instalace, ovládání mapy, ověření měřících a vyhledávacích funkcí, případně ověření tvorby vlastních nadstaveb a vrstev.
V kartografickém prostředí by měla být zhodnocena celková kompozice mapy, čitelnost a estetika, samozřejmě geometrická přesnost, matematické prvky a obsahová úplnost, aktuálnost a správnost.
Uvedené hlediska budou prezentovány pro hodnocenou ortofotomapu AČR a srovnány s digitální mapou od Geodézie ČS.
V současné době začíná být produkováno čím dál tím více map digitálních, proto je vhodné se zamyslet nad jejich hodnocením. Jelikož se jedná o softwarový produkt, je třeba brát v úvahu a hodnotit také ovládací funkce a počítačové prostředí mapy, stejně jako kartografické vlastnosti.
Součástí každé mapy má být druh použitého zobrazení, proto by neměl chybět ani zde a to proto, že typ použitého zobrazení vypovídá o matematických vlastnostech mapy (velikost a druh zkreslení). Vzhledem k tomu, že digitální mapy umožňují používání různých souřadnicových systémů, je vhodné, aby součástí informací o produktu byly uvedeny také základní transformační rovnice užité pro převod z jednoho souřadnicového systému do druhého. To je velice důležité pro zhodnocení geometrické přesnosti mapy (může se jednat o přibližný převod souřadnic, který používá přibližné hodnoty a konstanty pro vyobrazenou oblast, nebo může být použito přesného způsobu za použití transformačních rovnic z elipsoidu na elipsoid).
Digitální mapy jsou v podstatě bezměřítkové, závisí pouze na míře detailu přiblížení. Přesto však mapy často hodnoty měřítek používají, převážně tehdy, jedná li se o soubor skenovaných map různých měřítek. V tomto případě také bývá blokováno nekonečné přibližování detailů. Znalost měřítka není nutná také proto, že jednou ze základních funkcí map je měření vzdálenosti a ploch ze souřadnic.
Se souřadnicovým systémem souvisí také se zobrazováním souřadnicové sítě. Ta nebývá právě nejdůležitější součástí zobrazeného okna, protože mapy často obsahují funkci pro odečítání souřadnic.
Je-li obsahem také prostorové vyhodnocení, dalším matematickým prvkem mapy je vrstevnicový interval, případně možnost jeho volby.
Náplň mapy samozřejmě závisí na účelu mapy, kterému slouží. Důležité je však podotknout, že v digitálních mapách bývá několik vrstev a v jednotlivých vrstvách bývají zobrazena odlišná témata, což umožňuje více tématických oblastí, např. objekty státní správy, zdravotnická zařízení, policie, výškové budovy,...
Úplnost obsahu mapy, tedy přesněji množství zobrazeného obsahu je závislé na druhu použitého obrazu pro tvorbu mapy; jedná-li se skenované standardní analogové mapy, množství obsahu se odvíjí od stupně generalizace; naopak letecké snímky zachycují reálný obraz krajiny se všemi jejími detaily. Ale aby prvky byly součástí interpretace, je nutné jim přiřadit popisy (liniové stavby) a značky (další objekty).
Pro testování úplnosti obsahu, je třeba volit reprezentativní prvek, jak tématicky tak početně. Samozřejmě je nutné zastoupení a umístění prvků srovnat s jinou aktuální databází. Podle těchto výsledku lze soudit nejenom úplnost obsahu, ale také aktuálnost mapy. Při hodnocení aktuálnosti je nutno brát v úvahu datum vzniku mapy, tedy mapování, respektive pořízení leteckých snímků.
Čitelnost digitální mapy lze velice dobře ovlivňovat volbou míry zvětšení. Jelikož mapa, jak již bylo řečeno dříve, často pracuje ve vrstvách, uživatel si proto může volit, které objekty-značky mají být zobrazeny; sám proto může ovlivňovat čitelnost mapy. Samozřejmě v tomto případě je důležité, aby se velikost značek měnila v závislosti na měřítku, aby se nestalo, že zobrazeny jsou pouze značky, které zakrývají obsah/obraz mapy. Totéž platí také pro zobrazování vrstevnic, pokud jsou součástí mapy. Proto je vhodné, aby se jejich interval měnil v závislosti na míře přiblížení.
Samozřejmě je důležitá také estetika vlastní mapy. Již samotné letecké snímky působí velice esteticky a stále jsou velice atraktivní. Samozřejmě se velice cení, jestliže mapové značky dodržují konvence značení; dále je vhodné, aby byl barevně odlišen význam objektů, případně volba barvy souřadnicové sítě či dalších popisů. Součástí hodnocení estetiky mapy by měla být také kritika ikon, používaných k ovládání mapy, Zejména jejich názornost.
Geometrická přesnost map je závislá na použitých podkladech a následných úpravách. Nejjednodušší digitální mapy jsou skenované analogové mapy, které jsou doplněny funkcemi měření a databázemi objektu. V tomto případě přesnost mapy je ovlivněna přesností původní mapy a také mírou generalizace. Jiným a častějším případem je použití leteckých snímků vyhodnocených stereofotogrammetrickou metodou. Fotografie zachytí reálný obraz krajiny, proto zde nehraje roli generalizace, ale na geometrické přesnosti mapy se podílí řada dalších faktorů. Rozlišení leteckých snímků, rozlišení použité při skenování (jelikož vytvoření přesné matice CCD prvků je stále problematické, používají se klasické fotografické komory a snímky se následně skenují), přesnost určení vlícovacích bodů, určení centra promítání a následné vyhodnocení. Všechny tyto faktory se podílí na výsledné přesnosti mapy, se kterou se uživatel dostane do styku. Jelikož tato přesnost je omezená (cca metry), měl by o ni být uživatel informován a samozřejmě by ji měly odpovídat také numerické hodnoty měřících funkcí.
Pro testování geometrické přesnosti je možné použít jinou digitální mapu známe přesnosti, která používá stejný souřadnicový systém jako mapa testovaná, případně provést transformaci do stejného souřadnicového systému. V tomto případě je nutné znát způsob převodu souřadnic mezi systémy, který je užit v obou srovnávaných mapách. Jinou možností je zaměření několika bodů GPS přijímačem a srovnání souřadnic.
Vznikla-li digitální mapa slícováním leteckých snímků za použití stereofotogrammetrie, je možné ji doplnit o další informační prvek, prostorovou složku. Je vhodné, aby vrstevnicové vyhodnocení bylo v odlišné vrstvě, kterou by bylo možné vypnout, aby příliš nezatěžovala obsah mapy, pokud ji právě uživatel nepoužívá. Přesnost prostorového vyhodnocení je závislá na měřítku leteckých snímků a dále na přesnosti vyhodnocení.
Toto je další aspekt hodnocení digitálních map, jedná se vlastně o hodnocení uživatelského prostředí a ovládacích funkcí, protože vlastní pohodlí a přehlednost ovládání digitálních map je pro uživatele velice důležitá a je v podstatě jediným hlediskem, podle kterých uživatel mapu hodnotí.
Jelikož digitální data jsou velice obsáhlá, je častým jevem, že si uživatel může volit typ instalace, tedy část dat, kterou míní uživatel používat. Samozřejmou součástí instalace ke kvalitní průvodce instalací s popisy jednotlivých typů instalace. Nedílnou součástí, kterou není třeba vybírat, je vlastní prohlížecí program.
Jestliže se nainstaluje pouze vlastní program, pro další práci je nutné vkládat do mechaniky CD s daty. Tento typ je vhodný zvláště v případě, jedná-li se o edici několika druhů map (pro různá města či oblasti) podporovaných stejným programem nebo jestliže každému měřítku je přiřazena zvláštní mapa, protože současně je to také úleva pro paměť počítače.
Jiným typem je instalace pouze volitelné, zájmové části (např. vypuštěním určité databáze či jednoho typu mapy) a v případě nutnosti či zájmu o další informace je je nutné doinstalovat. Tato možnost je spíše užita pro mapu užívající pouze jeden obraz s různým stupněm přiblížení, přesto zde zůstává nevýhoda velkého obsahu dat v paměti.
Automatická odinsatlace je dnes běžnou součástí, přesto se však může stát, že chybí a mapu s programem je nutné smazat klasickým způsobem v Průzkumníku či Win Commanderu. Toto není žádná závažná chyba, ale přesto působí neuměle.
Nemělo by být také zapomenuto na uvedení potřebné minimální konfigurace počítače, který je vhodný k obsluze mapy. Tyto údaje by měly být již součástí informačního bookletu samotného CD.
Vzhledem k tomu, že obrazová část poskytuje informace, měla by být co největší a ovládací funkce by měly být umístěny na okrajích okna. Pro ovládání může být použito kurzoru či horkých kláves. Při použití kurzoru se nabízí další dvě běžné volby a to pomocí ikon nebo roletového menu, které umožňuje velice pohodlné vyhledávaní funkcí. Ikony by měly být přehledně uspořádané, podle tématických skupin, názorné a měly by zastupovat nejpoužívanější funkce.
Ovládání pomocí horkých kláves není právě nejužívanější, jelikož mapy často obsahují velké množství funkcí, a proto se zde vyskytuje také velký počet klávesových zkratek, který se z tohoto důvodu stává nepřehledný a ztrácí smysl. Proto je vhodné jejich počet omezit na základní funkce (otevření/uložení/zavření uživatelského prostředí-pokud je tato funkce obsažena, otevření vyhledávací databáze, vyhledání bodu pomocí souřadnic, změna měřítka, posun obrazu nebo změna souřadnicového systému) a měla by zde být snaha, aby horké klávesy byly v souladu s běžnými standardy používanými pod Windows (Ctrl+O, Ctrl+S) nebo aby byly příbuzné funkci, např. změna měřítka klávesami + - nebo PgUp a PgDown, pro posun obrazu využít přirozeného posunu šipkami. Jsou-li použity pro klávesové zkratky čísla je vhodnější, aby spolupracovaly přímo s numerickou klávesnicí než s čísly na alfabetické klávesnici. Klávesové zkratky by měly být zobrazeny u funkcí v roletovém menu, ale také nápověda by měla obsahovat jejich úplný seznam.
Měřící funkce jsou základní součástí digitálních map a nahrazují klasickou kartometrii. Mezi základní měřící funkce patří měření vzdálenosti, měření ploch a obvodů, měření poloměru, určení polohy bodu v souřadnicovém systému a, pokud mapa obsahuje výškopisnou složku, odečítání výšky terénu. Všechny tyto funkce by měly brát v úvahu vlastní přesnost mapy a změřené hodnoty by ji měly být odpovídající. Ovládání těchto funkcí má být co nejjednodušší, změřená hodnota by měla mít pevně stanovené místo zobrazení pro všechny měřící funkce.
Pro digitální mapu není problém pracovat s různými souřadnicovými systémy, např. S-42, UTM, zeměpisné souřadnice, případně S-JTSK. Nejedná se vlastně o několik nezávislých souřadnicových systémů, ale mapa pracuje pouze s jedním a do dalších systémů provádí transformace. Tyto transformace mohou být přibližné, pokud se jedná o území menšího rozsahu, lze použít přibližných vzorců s konstantami např. při převodu z UTM do S-42, nebo může být použito přesných vzorců pro převod mezi elipsoidy. Z tohoto plyne i přesnost, která by byla dosažena pro transformaci souřadnic vybraného bodu; ta však závisí také na přesnosti vlastní mapy, a proto lze konstatovat, že digitální mapy jsou vhodné pouze k velice přibližnému převodu z jednoho souřadnicového systému do druhého. Samozřejmým požadavkem na digitální mapu je zobrazení druhu používaného souřadnicového systému na monitoru.
Pro vyhledávání se používá databází zájmových objektů, názvů ulic a čtvrtí, které jsou propojeny s jejich souřadnicemi v mapě. Tyto databáze mohou být různě děleny na užší třídy, což může vyhledávání komplikovat, protože uživatel nemusí přesně vědět, do které třídy byl zájmový objekt zařazen. Proto je lepší vytvořit menší počet více obsáhlých tříd. Vyhledávání může probíhat rozbalováním jednotlivých rolet příslušných tříd (toto je vhodnější pro větší počet méně obsáhlých tříd) nebo pomocí vyhledávací tabulky.
Testování vyhledávacích funkcí v tabulce by mělo být zaměřeno na tyto hlediska:
Stejná hlediska platí také pro vyhledávání vlastních uživatelských objektů, pokud je tato funkce součástí.
Pro vyhledávání bodu pomocí souřadnic je vhodné se zaměřit na způsob volby souřadnicového systému (je-li umožněno zadávat souřadnice v jiném než právě aktivním souřadnicovém systému), nabídka přesnosti vkládání souřadnic (v závislosti na přesnosti mapy, je zbytečné vpisovat desetinná místa pro milimetry, je-li přesnost mapy řádově v metrech).
Posledním hlediskem pro tuto kategorii je typ identifikace vyhledaného objektu: křížek, plný kruh či šipka. Samozřejmě nejlepší je ostrý tvar v určeném místě-šipka.
Součástí celkové analýzy by mělo být otestování všech dalších funkcí, které mapa nabízí. Pro ukázku jsou uvedeny funkce, které jsou součástí testovaných map od GŠ AČR a Geodézie ČS.
Pro testování těchto funkcí je nejvhodnější využit nápovědy, protože tam se nejlépe seznámíme s danou funkcí a její obsluhou.
Nápověda je nedílnou součástí každého software, proto je na ni kladen požadavek také zde. Měla by obsahovat stručné informace o mapě, její přesnost, popis celého uživatelského prostředí, způsoby ovládání, funkce, seznam horkých kláves. Také obsluha nápovědy má být zřetelná, nejlépe stromovou strukturou podle kategorií nebo vyhledávání hesel. Je vhodné, aby jednotlivé popisy byly doplněny obrázky, protože ty mnohdy řeknou více než slova.
Testování Ortofotomapy Praha 1:5000 od GŠ AČR bylo zadáním diplomové práce, jejíž součástí bylo srovnání s Orotofotomapou od Geodézie ČS. Nejprve bude uvedeny celkové výsledky hodnocené mapy a následně srovnání funkcí obou map.
Z kartografického hlediska Ortofotomapa působí velice přehledně, aktuálnost a správnost objektů odpovídá době vydání. (Testování bylo provedeno na souboru zastupitelských úřadů a srovnáno s údaji Ministerstva zahraničních věcí.) Geometrická přesnost je vyhovující vzhledem k přesnosti samotné mapy (Srovnání přesnosti bylo provedeno s Ortofotomapou od Geodézie ČS.) Za nedostatek lze považovat nepředřazení čísla pásu v systému UTM pro souřadnici E. Dále by bylo vhodné, aby byl uživatel informován, že se při vyhledávání bodu pomocí souřadnic ocitl mimo zobrazené území, protože bílá místa mohou svádět k myšlence, že došlo k chybě načítání obrazu. Mapa obsahuje výškopisnou složku, což zvyšuje její žitnou hodnotu.
V části počítačové prostředí byla mapa hodnocena z hlediska ověření ovládání funkcí. Veškeré definované funkce pracují tak, jak mají, pouze v případě klávesových zkratek pracujících v kombinaci s číslicemi, nelze používat numerické klávesnici (to autoři nikde neavizují). Systém vyhledávacích seznamů vykazuje nedostatky v abecedním uspořádání a neurčitém pojmenování objektů, které však nelze, vzhledem k často měnícím se názvům a využitím objektů, pokládat za významný. Naopak mezi nedostatky lze řadit nevyužití kláves šipek k posunu obrazu, zobrazování měřených hodnot a souřadnic s centimetrovou přesností, i když přesnost vlastní mapy je okolo 3m.
| AČR | Geodézie ČS | |
| Využívá jeden obraz | ano | ne |
| Výškové vyhodnocení | ano | ne |
| Generování profilu | ano | ne |
| Definování vlastních značek pro objekty | ano | ne |
| Vyhledávání objektů | ano | ano |
| Vyhledání bodu pomocí souřadnic | ano | ano |
| Vlastní uživatelské vrstvy | ano | ano |
| Přímý tiskový výstup | ne | ano |
| Propojení s GPS | ne | ano |
| Automatická odinstalace | ne | ano |
Tabulka č. 1 Srovnání funkcí ortofotomap
Cílem prezentace bylo poukázání na různá hlediska hodnocení digitálních map, jak z kartografického hlediska, tak z hlediska počítačového prostření, ve kterém se objevují různá úskalí. Samozřejmě, že nemohou být uvedeny všechny příklady, které mouhou digitální mapy obsahovat, zaměřila jsem se na funkce a způsob, jakým byla testována Ortofotomapa Praha 1:5000 a tento by měl být vodítkem pro přístup k analýzám map dalších.
Recenzoval: doc. RNDr. Vít Voženílek, CSc. (UP Olomouc)