[Павлов Д.С.] <Математический алгоритм построения геологических разрезов> [оглавление]

4.1. Подготовка исходных данных

Для построения разреза необходима геологическая карта. Принимая во внимание тот факт, что базовый блок алгоритма, реализованный данным программным модулем, оперирует данными одного структурного домена, в качестве примера автором выбрана учебная геологическая карта¹, используемая при проведении практик по структурной геологии и геокартированию для студентов второго курса геологического факультета. Территория этой карты не осложнена несогласиями, магматическими образованиями и разрывными нарушениями.

Как было сказано выше, в начале мы имеем лишь геологическую карту, отпечатанную на бумаге. Для того чтобы использовать вычислительные мощности персонального компьютера для решения любых задач, необходимо преобразовать исходные данные в цифровую форму. В нашем случае это можно сделать с помощью сканера. После сканирования геологическая карта может быть сохранена на жестком диске ПК (или любом другом носителе информации) в виде графического файла с одним из расширений растрового формата (.bmp, .jpg, .gif, .png и т.д.). На этом заканчивается первый шаг на пути к возможностям вычислительной системы.

Теперь мы имеем растровый файл с геологической картой и можем просматривать его с помощью различного программного обеспечения предназначенного для этого. Среди наиболее удобных приложений данного типа можно отметить программу ACDSee от компании їACD Systems, Ltd. Растровый файл описывает цвет, яркость, степень прозрачности для каждой точки в прямоугольной области изображения. Очевидно, что при таком положении вещей мы не сможем указать компьютеру, например, на какую либо линию на нашей карте, поскольку для него такого объекта не существует. А раз так, то нам не удастся и обратится к такому объекту. Все, что мы сможем сделать, это задать какие-либо из свойств, перечисленных выше, для какого-то множества точек изображения. Чтобы иметь возможность работать с геометрическими объектами, необходимо векторизовать наш файл.

В векторном файле описываются уже не свойства точек изображения, а графические объекты. Все объекты состоят из базовых геометрических фигур - примитивов, для которых задаются координаты их вершин. Такими примитивами могут быть: точка, отрезок, ломаная, треугольник, эллипс и т.д. В дальнейшем с их помощью могут быть получены любые сложные изображения посредством комбинации различных примитивов.

Растровые изображения напрямую выводятся на экран монитора, поскольку в таких файлах содержится вся необходимая информация для прорисовки. Векторная же графика содержит лишь описание объектов для прорисовки. К примеру, чтобы описать отрезок достаточно лишь знать координаты двух точек - начала и конца отрезка, а все точки лежащие между ними будут вычислены и прорисованы на экране программой, предназначенной для работы с векторной графикой. Здесь кроется причина меньшего размера векторных файлов в сравнении с растром. Но главное отличие между растровым и векторным форматами заключается в следующем. Векторный формат с помощью соответствующего ПО обеспечивает гибкость работы с объектами, описанными в файле - перемещать, копировать и удалять отдельные вершины и целые геометрические объекты, а также изменять их размеры, форму и т.д.

Векторизовать растровый файл можно разными способами. Для этого существует множество программ². Они позволяют произвести векторизацию в ручном или полуавтоматическом режимах (в зависимости от конкретной реализации). Форматы векторных файлов, в которых сохраняются результаты, зачастую поддерживаются многими приложениями. К тому же существует достаточно большое количество служебных утилит, конвертирующих файл из одного формата в другой.

Для нашей задачи используется векторизатор³, написанный автором, который интегрирован в программу для построения геологического разреза и сохраняет данные в своем формате. Это обусловлено следующими причинами. Во-первых, изучить в принципе можно только тот формат, разработчики которого предоставили в открытый доступ его формальное описание, что резко сужает спектр выбора векторного формата. Во-вторых, чтобы использовать уже существующий формат, необходимо затратить достаточное количество времени и нервных ресурсов на изучение его структуры, что не является целью в данном случае. И, наконец, в-третьих, многие форматы спроектированы для своих специфических задач, что наложило бы дополнительные ограничения и трудности на решение нашей задачи.

Многие программисты сначала реализуют свой внутренний формат файлов, с которым удобно работать, а в дальнейшем разрабатывают утилиты для экспорта/импорта из/в формат файлов для ПО, решающего сходные задачи.

Определим теперь, какие данные на геологической карте нам необходимо векторизовать. Учитывая поставленные перед программой задачи, такими данными являются две системы кривых линий - система геологических границ и система горизонталей. Таким образом, для векторизации геологической карты необходимо задать объекты-кривые. Естественным будет представить кривую как одномерный массив (цепочку) точек, через которые она должна проходить, о чем упоминалось в разделе 3.3 предыдущей главы диссертации.

После сканирования карты и сохранения ее на диске в виде растрового файла, этап подготовки исходных данных можно считать завершенным. Перед тем, как продолжить описание программного модуля построения стратоизогипс внутри структурного домена, необходимо познакомиться с его интерфейсом пользователя.

[назад] [оглавление] [далее]