Začlenění historických mapových děl do systému DIKAT-P P pro upřesnění podrobné lokalizace nemovitých kulturních památek

Transkript

1 Začlenění historických mapových děl do systému DIKAT-P P pro upřesnění podrobné lokalizace nemovitých kulturních památek Ing. Jana Zaoralová Únor 2004

2 0bsah O projektu Historická mapová díla Transformace historických map do souřadnicového systému S-JTSK Začlenění transformovaných historických map systému DIKAT-P

3 Cíle projektu Rozšíření systému DIKAT-P o funkce pro podrobnou lokalizaci památek Posouzení využitelnosti dochovaných historických map Začlenění historických mapových děl do systému DIKAT-P

4 Shrnutí výsledků projektu 1. rok projektu 2001 Shromáždění potřebných podkladů Analýza dostupnosti faktografických dat z historických map 2. rok projektu 2002 Vytvoření algoritmů pro softwarové nástroje Stanovení a ověření přesnosti 3. rok projektu 2003 Vytvoření softwarových funkcí DIKAT-P Sestavení návodu pro práci s historickými mapami

5 1. Rok projektu Doplnění systému DIKAT-P o nové funkce Analýza historických map Nejstarší kartografická díla Počátky katastru Stabilní katastr Analýza dalších historických podkladů Soubor záznamů místních a pomístních názvů Prameny k historickým cestám Moderní metody ochrany archiválií Možnosti digitalizace historických map

6 2. Rok projektu Doplnění systému DIKAT-P o nové funkce Analýza historických map Vojenská mapování Další kartografické prameny Analýza dalších historických podkladů Seznam sídelních útvarů na trasách významných historických cest Digitalizace historických map Pracoviště digitalizace Digitální archiv

7 3. Rok projektu Doplnění systému DIKAT-P o nové funkce Aktuálně verze 3.2 Začlenění funkcí pro transformace rastrových dat Transformace historických map do S-JTSK Odstranění srážky mapového listu Vyrovnání hranic sousedních K.Ú. Převod do S-JTSK Vytvoření návodu pro práci s historickými mapami v systému DIKAT-P

8 Lokalizace nemovitých kulturních památek Systémem DIKAT-P na základě současných aktualizovaných katastrálních map Určení přesné polohy památek vyžaduje též studium historických podkladů začlenění historických map do DIKAT-P Nákladná digitalizace mapových podkladů nutné posouzení využitelnosti dochovaných historických map

10 Analýza historických map Naše nejstarší kartografická díla Klaudiánova mapa (1517), Crigingerova (1567), Aretinova(1619), Stichova(1676), Vogtova(1712) Müllerovamapa (1721) Mapy vojenských pochodů Katastr a katastrální mapy Berní rula, Tereziánský katastr, Josefský katastr, Tereziánsko-josefský katastr Stabilní katastr Vojenská mapování

11 Naše nejstarší kartografická díla Klaudiánova mapa (1517) Crigingerova mapa (1567) Aretinova mapa (1619) Stichova mapa (1676) Vogtova mapa (1712) Nejsou dostatečně podrobné pro informace o jednotlivých objektech Kolorované, bohatě zdobené, ale zhotovované bez měření, vzdálenosti pouze odhadované

12 Klaudiánova mapa

13 Crigingerova mapa

14 Vogtova mapa

15 Naše nejstarší kartografická díla Müllerova mapa (1721) 25 listů mapy Měřítko přibližně 1 : Zvětšená do měřítka 1 : byla základem pro 1. vojenské mapování Mapy vojenských pochodů Podrobnější, poskytují cenné informace Pokrývají pouze široký pruh kolem zemských cest

16 Müllerova mapa

18 Počátky katastru Berní rula Soupis obdělávaných pozemků a jejich kvalita Tereziánský katastr Soupis pozemků bez topografických údajů Poloha pozemků určována pomístními názvy Josefský katastr Zaměření všech úrodných pozemků v obci včetně výměry a hrubého výnosu Měřeno bez geodetické sítě a návaznosti na okolní obce Tereziánsko-josefský katastr Z Josefského přesnější výměry a odhad výnosů Z tereziánského nižší ohodnocení pro šlechtu

19 Stabilní katastr Císař František I. Dvorská komise pro úpravu pozemkové daně Navrhla vytvoření velké trigonometrické sítě Zvoleno měřítko 1 : Návrh na zpracování katastru přijat 1817 Dostal název stabilní pro svou důkladnost Obsahoval geometrické zobrazení pozemků Parcely byly označeny parcelními čísly Hranice katastrálních obcí byly převzaty tak jak byly stanoveny při budování Josefského katastru

20 Matematický základ katastrálních map Pro přesné zaměření polohy a možnosti návaznosti na sousední listy bylo třeba vytvořit jednotný souřadnicový systém. Zvoleno Cassini-Soldnerovo zobrazení Vzhledem k plošnému rozsahu bylo území rozděleno do 9 severojižních pásů se samostatnou souřadnicovou soustavou Soustavy byly pojmenovány podle základních poledníků Gustenberská Čechy, Horní Rakousy, Solnohradsko Svatoštěpánská Morava, Slezko, Dolní Rak., Dalmácie Triangulační list rozloha 1 čtvereční míle Rozdělením na 20 dílů (V-Z 4, S-J 5) vznikly listy katastrální mapy, označované též jako sekční listy

21 Postup prací Vyměření a zakreslení pozemků, soupis majitelů, zjištění kultur největší pozornost věnována hranicím, zejména obcí a parcel označení hranic mezníky a kolíky zhotoven náčrt hranic obce a protokol měření parcelních hranic měřičským stolem nebo řetězcem současně zjišťována jména majitelů, čísla domů, druhy kultur a místní názvy

22 Postup prací Stanovení bonity půdy a průměrného výnosu, oceňování pozemků rozdělení pozemků do kultur a bonitních tříd zjišťování nákladů spojených s obděláváním, ceny pozemků a čistého výnosu pro budovy se určoval čistý výnos po odečtení nákladů na údržbu Podle čistého výnosu se určovala pozemková a domovní daň Výsledky vyměření a odhady výnosů byly oznamovány poplatníkům, kteří mohli vznést námitky

23 Polní náčrty Kresleny od ruky Parcely byly zakresleny jednoduchou čarou a popsány jménem majitele a popisným číslem majitelova domu Domy byly zakreslovány zhruba podle své orientace a půdorysu Čísla pozemkových parcel nebyla v polním náčrtu uváděna Vyměřování pozemkových parcel se provádělo většinou grafickou triangulací Ve stejném měřítku jako následná originální mapa, ale rozsahem zahrnoval pouze čtvrtinu jednotlivých sekčních listů

24 Mapy stabilního katastru Originální mapy sloužily úřadům jako mapy evidenční zakreslovány změny Indikační skicy kolorované otisky originálních map upraveny pro polní měřické práce Císařské otisky adjustované a kolorované otisky originálních map zasílané vídeňské dvorní kanceláři vykazují stav vdobě zaměření obce

25 Originální mapy Zpracovávány v rozsahu úplných sekčních listů spodrobným uvedením polohy každého listu v souřadnicové soustavě po celých sekčních listech Vznikaly na podkladě polních náčrtů přímým měřením v terénu Úřadům sloužily jako mapy evidenční pro zákres změn

26 Indikační skicy Kolorované otisky originálních map, upravené pro polní práce a zjišťování změn Sekční list rozdělen na 4 části, bohatší obsah v popisu i v kresbě, jméno majitele, hranice pozemkových tratí Chyby, revizní nálezy inspektorů a změny označovány červeně Vyznačeny hranice pozemkových tratí a tratě označeny písmenem velké abecedy

27 Indikační skica

28 Císařské otisky Od originální map se liší kladem listů volen tak, aby se celá obec vešla na co nejmenší počet listů Původní klad listů originálních map byl dodržen jen tam, kde celá plocha sekce byla vyplněna kresbou Neobsahují žádné úpravy nebo doplňky zobrazují stav v době zaměření obce Přehlednější a čitelnější než indikační skicy

29 Císařský otisk

30 Porovnání indikační skicy a císařského otisku

31 Využitelnost map stabilního katastru Rozsahem, podrobností obsahu, kvalitou a přesností tvoří unikátní dílo Díky pečlivému uložení se mapy zachovaly až do současnosti Cenný grafický materiál pro lokalizaci nemovitých kulturních památek začlen lenění do DIKAT-P Pro podrobnou lokalizaci nejlépe vyhovují císařské otisky kladem a provedením Indikační skicy obsahují sice další údaje, zejména o majetkových poměrech méně čitelné a přehledné

33 Vojenská mapování První vojenské mapování, tzv. Josefské Měřítko 1 : , tajné vojenské dokumenty Druhé vojenské mapování, tzv. Františkovo Originály v měřítku 1 : , tajné Třetí vojenské mapování Vznikla veřejná mapová díla Topografická mapa 1 : Speciální mapa 1 : Generální mapa 1 :

34 První vojenské mapování Koncipováno na svou dobu velkoryse Základní měřítko 1 : , pro významné prostory měřítko dvojnásobné, 1 : Nový způsob znázornění terénu kombinace dvou druhů tónování Mapování Čech v letech , 273 sekcí, Morava , 126 sekcí a Slezsko v roce 1763 na 40 mapových sekcích Mapování provedeno bez jednotné trigonometrické sítě nelze sestavit souvislá mapa Začlen lenění do DIKATu-P P proto není reáln lné

35 Druhé vojenské mapování Mapování Českých zemí na konci první poloviny 19. století Na podkladě katastrálních map zmenšených do měřítka 1 : Klad mapových listů byl v pravoúhlých sekcích katastrálních soustav, v Čechách soustava Gustenberská, na Moravě a ve Slezsku soustava Svatoštěpánská Znázornění terénního reliéfu pomocí šraf vodorovné a málo skloněné plochy bílé, čím prudší svahy tím tmavší Začlenění těchto map do systému DIKAT-P P by bylo vhodné

36 1 : Reprodukce rukopisného originálu mapy druhého vojenského mapování

37 Barevná ukázka jedné mapové sekce

38 Mapy na podkladě druhého vojenského mapování Speciální mapa Království českého měřítko 1 : , 38 mapových listů Speciální mapa Markrabství moravského a Vévodství slezského měřítko 1 : , 19 mapových listů Generální mapa rakouského císařství měřítko 1 : , 20 mapových listů obsah připravil hejtman J. Scheda jeho jménem je mapa často označována vyryta do mědi a až do roku 1890 opravována a doplňována

39 Třetí vojenské mapování V roce 1868 vydána prozatímní instrukce, zvoleno měřítko 1 : V tomto měřítku byly vyhotovovány topografické sekce a vždy 4 sekce tvoří podklad pro list Speciální mapy 1 : Mapování proběhlo v letech Na podkladě speciálních map byla zpracována Generální mapa 1 : , zobrazující na 20 území českých zemí Speciální i Generální mapa byla průběžně doplňována a vydávána Pokud tyto mapy vznikly na podkladě zhuštěné trigonometrické sítě s využitím katastrálního mapování, lze je v případě potřeby začlenit do systému DIKAT-P

40 Další kartografické prameny Silniční mapy Prvními silničními mapami byly v roce 1736 mapy Zlaté a Soumarské cesty Roku 1732 schválena výstavba 6 hlavních zemských silnic vznik podrobných map těchto silnic Generální mapa silnic v Čechách Zpracoval ji František Leonard Herget První spolehlivé kartografické znázornění stavu silnic v Čechách Tyto mapy jsou cenným pramenem při pi studiu krajiny začlen lenění do systému DIKAT-P P usnadní lokalizaci nemovitých památek

41 Další historické podklady Dobové rukopisné a tištěné plány Seznamy sídelních útvarů na trasách významných historických cest Seznamy nemovitých kulturních památek, které mají souvislost s komunikacemi Soubor záznamů místních jmen a pomístních názvů Soupis názvů ulic a veřejných prostranství

42 Digitalizace historických pramenů Vlastní digitalizace Skenování na atestovaném scanneru Skenování s rozlišením 400 dpi Prahová hodnota nastavena tak aby obraz čar byl silný 3-6 pixelů Digitální archiv Data jsou přístupná na serveru a používáním se tato data neustále ověřují, mají obvyklou zálohu Archiv na CD-ROM založený na sledování stárnutí médií

44 Transformace historických map do S-JTSKS Odstranění srážky mapového listu se současným vyrovnáním hranic KÚ metoda plátování bikubikým Coonsovým plátem, modifikovaným tak, aby obsahoval volné parametry Transformace do S-JTSK pomocí mílových tabulek nebo globálního transformačního klíče Dotransformacena identické body identické body lze získat z ortofotomapy, z mapových podkladů nebo přímým měřením

45 Plátování bikubikým Coonsovým plátem Po digitalizaci mapových podkladů je třeba: odstranit nerovnoměrnou srážku mapového listu vyrovnat nesouhlas katastrální hranice na sousedních mapových listech. Srážku mapového listu a průběh hranice je třeba vyrovnávat společně údaje o průběhu hranic mohou přispět klepší eliminaci srážky mapového listu. Srážka může u historických map dosahovat hodnot několika procent.

46 Bikubický Coonsův plát Interpolační plocha se 2 systémy řídících křivek [ F ( U), 1, F( U) ] ( V) F0 0 1 M 1 = F( ) 1 V Matice M je mapovací matice plátu a F 0, F 1 jsou Fergusonovykubiky M = P α1,0 P 0,0 ( v) ( u) P( u, v) α ( ) 1,1 u ( ) α v P 1,0 α 0,0 0,1 P 0,1 1,1 0 Křivky tvořící okraje plátu Polohové vektory rohů plátu

47 Fergusonovy kubiky Spojitý přechod mezi pláty zajišťují Fergusonovy kubiky při spojování mapových listů není tato vlastnost potřebná okrajová křivka jednoho listu splývat s okrajovou křivkou druhého mapového listu odpovídající Je možno použít dvojici funkcí splňující následující podmínky: F i ( j) = 1 i j + 2 i j, i, j { 0,1} což pro rohové body plátu znamená: F0,0 = 1, F0,1 = 0, F1,1 = 1, F1, 0 = 0

48 Explicitní rovnice Coonsova bikubického plátu (přímý plát) Použijeme-li místo parametrů U, V parametry T, T 0 1 můžeme rovnici bikubického Coonsova plátu vyjádřit též explicitně: u v 1 = q ( T T ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 = αi, j T1 i Fj Ti qi, j Fi T0 Fj T1, 0 i, j= 0 Hraniční křivka Normované souřadnice v systému S-SK Normované souřadnice v systému rastru Souřadnice rohových bodů plátu

49 Inverzní Coonsův bikubický plát Podle výše uvedené rovnice by transformace probíhala ve směru: S-SK SK systém rastru, což je inverzní transformace k požadované Využijeme proto inverzní Coonsův plát U V 1 = r ( t t ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 = βi, j t1 i Gj ti ri, j Gi t0 Gj t1, 0 i, j= 0 Hraniční křivka Normované souřadnice v systému rastru Normované souřadnice v systému S-SK Souřadnice rohových bodů plátu

50 Postup výpočtu (plátování) Normování souřadnic Rovnice Coonsova bikubického plátu pracují se souřadnicemi vintervalu 0 1 odměřené souřadnice je třeba přetransformovat na tento interval. Sestavení přímého Coonsovaplátu Vytvoření polynomů 3. stupně Fergusonovykubiky Konstrukce hraničních křivek z odměřených souřadnic bodů na rámu mapového listu Určení souřadnic rohových bodů plátu Sestavení inverzního Coonsova plátu Kubický polynom je analogický jako u přímého plátu Hraniční křivku lze získat inverzí upravené hraniční křivky přímého plátu

51 Postup výpočtu (plátování) Vyrovnání hranice a stanovení srážky mapových listů Inverzní Coonsův plát se vyjádří jako vektorová funkce volných parametrů Vlastní vyrovnání se provede metodou nejmenších čtverců Není známa váhová matice předpoklad, že všechny body byly zaměřeny se stejnou přesností Převod vyrovnaných souřadnic zpět na nenormované Vypočtené souřadnice jsou stále v intervalu 0 1 převod inverzní transformací zpět do S-SK Získáváme opravený mapový list v původnp vodním souřadn adném m systému.

52 Transformace historických map do S-JTSKS Odstranění srážky mapového listu se současným vyrovnáním hranic KÚ metoda plátování bikubikým Coonsovým plátem, modifikovaným tak, aby obsahoval volné parametry Transformace do S-JTSK pomocí mílových tabulek nebo globálního transformačního klíče Dotransformacena identické body identické body lze získat z ortofotomapy, z mapových podkladů nebo přímým měřením

53 Transformace do S-JTSKS Transformace do S-JTSK pomocí tzv. mílových tabulek nebo globálního klíče Na identické prvky mapových listů v obou souřadnicových soustavách (původní a S- JTSK) Dojde kmírné deformaci mapového listu je třeba provést dotransformaci na identické body asnížení deformací zrůzných souřadnicových systémů a kartografických zobrazení.

54 Transformace historických map do S-JTSKS Odstranění srážky mapového listu se současným vyrovnáním hranic KÚ metoda plátování bikubikým Coonsovým plátem, modifikovaným tak, aby obsahoval volné parametry Transformace do S-JTSK pomocí mílových tabulek tuto transformaci je možno provést programem vyvinutým ve VÚGTK Dotransformace na identické body identické body lze získat z ortofotomapy, z mapových podkladů nebo přímým měřením

55 Dotransformace na ID body Aafinní nebo Helmertova transformace Identické body je možno získat zortofotomapy, zmapových podkladů měřením Získáváme digitální obrazy historických map sodstraněnou srážkou mapového listu ve státním souřadnicovém systému S-JTSK Takto upravené digitální obrazy historických map je možno přímo začlenit do informačního systému DIKAT-P

56 Začlenění do systému DIKAT-P Uložení naskenovaných transformovaných map ve vhodném formátu, uchovávajícím informaci o poloze v souřadnicovém systému Intergraph CIT pro jednobitová data Intergraph COT pro osmibitová data Intergraph RGB pro 24 bitová data HMR při použití projektu s více rastry Pro nemapové podklady je vhodný formát JPG např. fotodokumentace nemovitých památek Všechny rastrové soubory je třeba pojmenovat podle požadavků systému DIKAT-P P a uložit do adresářové struktury

57 Adresářová struktura DIKAT-P

58 0bsah O projektu Historická mapová díla Transformace historických map do souřadnicového systému S-JTSK Začlenění transformovaných historickýchmap systému DIKAT-P

59 Historický mapový list

60 Programový systém DIKAT-P Systém pro tvorbu, lokalizaci a vedení digitálních map nemovitých kulturních památek Speciální nadstavba nad interaktivním grafickým systémem MicroStation GeoOutlook Komunikace se systémem MonumIS pro doplňující informace o památkách Možnosti systému: udržovat a vést digitální mapu kulturních památek vytvářet a opravovat tématickou kresbu zakreslovat hranice chráněných území zjišťovat údaje o parcelách importovat souřadnice a mapy ve výměnném formátu připojovat rastrová data a pracovat s nimi zobrazovat fotokokumentaci, atd.

61 Programový systém DIKAT-P Aktualizovaná pro uživatele příručka Včetně návodu pro práci s historickými mapami Zahrnuje popis všech funkcí DIKAT-P v. 3.2 K dispozici na instalačním CD ve formátu PDF a DOC

62 Příručka k DIKAT-P

63 Začlenění funkcí do systému DIKAT-P Přidána funkce pro Připojení historických map Rozšířena funkce Manažer souborů Přidána funkce Vybarvení plochy přepínaní zobrazování výplně ploch Přidána funkce Nastavení barvy rastru Přidána funkce Manažer rastrů Přidána funkce pro komunikaci s MonumIS Přidána funkce pro Transformace rastrů umožňuje práci sjednobitovými rastry, otočení, zrcadlení, transformace, spojování, atd.

64 Připojení historických map Možnost připojení jednobitových i barevných historických map Možnost nastavení barvy u jednobitových dat Připojení k aktuálním mapám v rastrové či vektorové podobě Současné zobrazení historických a aktuálních dat

65 Otevření projektu s barevnými historickými mapami Historické mapy se zobrazenými okraji Historická mapa a aktuální vektorová kresba Připojení historických map

66 Manažer souborů Umožňuje práci s referenčními soubory, jejich připojování a odpojování Zobrazování kladů map Nastavování barvy rastru Připojení historických map Vyhledávání KÚ Přepínání vybarvení ploch Připojení přehledkycelého okresu

67 Manažer souborů

70 Manažer územních celků Slouží k rychlému vyhledávání a přepínání se mezi KÚ v rámci okresu Dále k výběru mezi okresy a volbě aktivního výkresu

71 Manažer územních celků

72 Manažer rastrů Pro rychlé připojování a odpojování rastrů podle jejich názvu Změna barvy jednotlivých připojovaných rastrů Volba rastrů podle měřítka Zobrazuje seznam všech rastrů aktuálního okresu zadaného měřítka

73 Manažer rastrů

74 Transformace rastrů Operace s jednobitovými rastry Transformace aktivního rastru Posun, Helmertova, Afinní Jungova, TPS Bikubický Coonsůvplát Oříznutí rastru Otáčení, zrcadlení rastru Čištění a spojování rastrů

75 Transformace rastrů

76 Závěry Provedena analýza historických map s ohledem na přesnost, předmět mapování a vhodnost pro lokalizaci památek. Vytvořen rozsáhlý seznam útvarů na trasách významných historických cest Sestaven postup pro odstranění srážky historických map a jejich transformaci do souřadnicového systému S-JTSK. Do DIKAT-P přidány funkce pro začlenění historických map, transformace rastrů a práci s nimi, dále pak možnost lokalizace pomocí GPS.

77 Děkuji Vám za pozornost Ing. Jana Zaoralová jana.zaoralova