应用MAPGIS 进行地质制图的程序和方法.pdf

应用MAPGIS进行地质制图的程序和方法 刘艳玲 新疆维吾尔自治区地质矿产局地质矿产研究所 乌鲁木齐830000 摘 要 MAPGIS是我国自主研制开发的地理信息系统,广泛应用于地质勘探、 矿产管理、 生态监测、 环境保护、 土地管理、 环境地质灾 害预测、 城市建设、 地下管网等方面。与同类型的其它GIS软件不同,它具有较强的制图功能、 编辑功能、 数据校正、 图形整饰、 误差消除、 坐标 转换等。由于全过程采用计算机数字化制图,从而彻底改变了传统的手工清绘程序,与传统的地质制图工艺相比较,使制图变得既方便又快 捷,而且成图效率大大提高。 关键词 MAPGIS 数字制图 1 MAPGIS的制图功能 MAPGIS中的地图编辑出版系统,使人们实现 了彩色地学图件的输入、 编辑、 校样、 分色挂网直至输 出制版胶片全过程的数字化。它的主要功能有以下 几个方面 ⑴灵活的图形输入数字化输入、 扫描仪输入、 GPS输入等 ; ⑵强大的编辑及处理能力拓扑处理、 误差校 正、 投影变换、 任意检索与裁剪等 ; ⑶丰富的系统库如线型库、 子图库、 花纹图案 库、 颜色库和多种字库等 ; ⑷高质量的彩色图形输出彩喷输出、PS输出、 EPS输出、 表格输出等 ; ⑸多 种 图 形 数 据 交 换 格 式ARC / INFO、 AUTOCAD、CGM、DL G等 ; ⑹具有数万幅图件的海量地图库管理、 接边、 漫 游、 检索能力。 2 数字地质制图的程序 2. 1 准备工作 在进行地质制图之前,应做好相应的制图资料准 备,加快地质制图的过程 〔1〕。 ⑴首先查阅收集有关地质图地理底图编绘的技 术标准和规范,对相关的地质问题与编图人员和地质 人员进行讨论; ⑵严格审查原始图件的各项准确度、 精度,使之 符合出版的要求; ⑶对地理底图、 地质底图及配图的图例分别进 行预处理和录入,以提高图象的清晰度,以减少图中 各要素之间的干扰; ⑷在系统提供的各类图库的基础上,按所做地 质图件要求,补充建立各类符号库、 线型库、 图案库和 颜色库等。 2. 2 制图流程 制图流程反映了人们在制图过程中的程序,使制 图工作有条不紊地进行,避免由于操作过程混乱导致 最终结果的不可利用图 1 〔2〕。 图1 MAPGIS制图流程 112002年 新 疆 有 色 金 属 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 3 数字地质制图的操作方法 3. 1 数据输入 MAPGIS提供的数据输入有数字化仪输入、 扫 描矢量化输入、GPS输入和其它数据源的直接转换。 ⑴数字化输入 数字化输入就是实现图形的数字化过程,即实现 空间信息从模拟式到数字式的转换,一般用数字化仪 完成。数字化的基本流程是数字化仪初始化 → 新建 或装入数据文件 →图元数字化 →保存数据文件。 对于原始底图则可进行手动数字化,采集点、 线图元 间的关系数据和属性数据,对三维立体图还可进行空 间高程数据采集。输入方式有点方式和流线方式; 输入类型有圆线、 弧线、 多边形线、 任意线及字符串、 子图等。 ⑵扫描矢量化输入 通过扫描仪输入栅格图象,然后通过矢量跟踪, 确定实体的空间位置。扫描矢量化的基本过程是装 入扫描光栅文件 → 新建或装入数据文件 → 图元矢 量化 → 保存数据文件。矢量化有全自动矢量化、 交互 式矢量化和封闭单元矢量化三种方式。矢量化时,提 供了对整个图形进行全方位浏览、 任意缩放、 自动调 整矢量化时的窗口位置,以保证矢量化的导向光标始 终处在屏幕中央。根据底图质量可以任意选取矢量 化方式进行矢量化。 扫描矢量化输入完全不同于数字化输入。数字 化输入是通过数字化仪接收数据,并以矢量方式存贮 的,因而采集后的数据可直接进行编辑或高程处理, 而扫描输入法是通过扫描仪直接扫描原图,首先以栅 格形式存贮图象文件,然后经过矢量化转换成矢量数 据,存入到线文件或点文件中。在线文件和点文件中 分别贮存的是线元和点元信息,区文件中的面元是由 线转换成弧段后再经拓扑处理而形成的。面元又有 两种生成方式即自动化方式和手工方式。自动化方 式是经 “拓扑处理” 自动生成区域,而手工方式是用光 标顺序跟踪轮廓线生成的区域,这样生成的区域保存 在区文件中。 ⑶GPS输入 由于GPS测定的三维空间位置以数字坐标表示, 因此不需作任何转换,可直接输入数据库。对于地质 图件既可采用数字化输入,也可采用扫描矢量化输入, 目前多用扫描矢量化输入。一般地理底图、 地质底图 和图中的其它内容应分别进行扫描矢量化,这样可减 少各要素之间的干扰,提高矢量化数据的质量。 3. 2 编辑处理 原始图件在扫描矢量化后,就要进行图形的编辑 处理工作。MAPGIS提供的图形编辑子系统是用来 编辑修改点、 线、 面三种图元的矢量结构,空间位置及 属性数据,具有灵活方便的地图编辑功能,既可处理 复杂的图形压盖和避让关系,又能精确地嵌套多种颜 色的图斑,绘制复杂和特殊的图形。概括起来,编辑 子系统有以下几大功能 ⑴先进的可视化定位检索功能。主要是对图形 进行窗口操作,即窗口的缩放、 移动、 开窗口及图元捕 获信息等功能。 ⑵灵活方便的线元编辑功能。可对各种线型进 行删除、 移动、 复制、 剪断、 连接、 延长、 缩短、 光滑、 旋 转等操作以及对线参数和属性的修改。 ⑶功能强大的点元编辑功能。可对点元进行删 除、 移动、 复制、 定位、 座标对齐、 字串剪断与连接等操 作以及对点参数和属性的修改。 ⑷快速有效的面元编辑功能。可对面元中填充 的颜色、 花纹图案进行修改,还可对边界弧段进行各 种操作。 ⑸图形信息的分层管理功能。允许用户自行定 义、 修改图层名,随时打开或关闭图层等操作。 由于在数据采集过程中难免会出现错误,这时可 通过错误检查子系统检查数据错误。一般有两类错 误① 图元参数的越界;② 区拓扑关系的错误。如微 小区、 弧段 “8” 字形自相交及一条弧有多于一个的左 右区等。发现错误后,应及时进行编辑修改,修正错 误,否则,会影响结果图件的质量和系统的正常输出。 对一些曲线如地形线等矢量化后,要进行光滑处 理,光滑处理的类型有二次Bizer光滑、 三次Bizer光 滑、 三次B样条插值、 三次Bizer插值。通常选择三 次Bizer插值,插值距离在0. 5～0. 8之间为宜。对图 件中各图元编辑处理时,一定要认真、 仔细,尽量保持 与规范一致。 3. 3 误差校正 误差校正的一般步骤如下 ⑴首先确定图形的控制点,图形中控制点的值 有实际值和理论值之分。控制点的选取应尽量能覆 盖全图,而且均匀。若图件较大,且要求精度较高,选 择的控制点就应多些,对区域地质图一般选择三角 点、 水准点和经纬网交点为控制点。 ⑵采集图形中控制点的实际值,一般装入图形 文件输入或直接在图上采集。 ⑶采集理论值,可以从键盘直接输入或从标准 21刘艳玲应用MAPGIS进行地质制图的程序和方法 第3期 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 数据文件中采集。 ⑷设置校正参数,选择相应文件进行校正。 ⑸检查校正文件的效果,若仍未达到要求的精 度,可继续前述的步骤。 对于编制区域地质图,应至少选取16个以上的 控制点,才能控制精度。由于具体经纬网点的理论坐 标可以根据图框生成子系统生成的标准经纬网求得, 所以可以将经纬网交点作为校正控制点,得到相应的 理论值。 3. 4 图幅接边 在区域地质图件的编制过程中,地质底图经常需 要通过图幅接边合成转换后才能和地理底图进行套 合。MAPGIS的图库管理系统提供的图幅接边功 能,可对图幅帧进行分幅、 合幅,并进行图幅的自动、 半自动及手动接边操作,在接边过程中,系统可自动 清除接合误差。在进行图幅接边时,首先要建立图 库,分幅方式有等经纬跨度分幅和等高宽跨度分幅, 根据不同的分幅方式,需要输入不同的参数。对由地 质背景图分成的四幅图,应选择等高宽跨度分幅。图 幅接边要求图库库类中的各点文件或线文件之间的 属性结构应保持相同,把要接边的点文件和线文件结 构添加到图库库类中,然后在输入图幅时插入图幅文 件,并输入相应的图幅参数,当接边图幅全部输入完 毕后,再设置接边参数进行图幅接边。对区文件的处 理,可以在接边处理完成后,再形成相应的区域。 3. 5 质量检查 质量检查的内容主要包括 ⑴精度是否达到要求; ⑵内容是否齐全、 无误; ⑶各要素的位置及相互关系正确与否; ⑷图面整饰是否符合设计要求; ⑸色彩是否正确等。 通过检查,如发现不符合质量要求的地方,应及 时进行编辑修改。 3. 6 图幅输出 MAPGIS提供了多种格式的输出方式 ⑴矢量输出输出到各种型号的笔式绘图仪和 打印机; ⑵光栅输出自动分色光栅化,输出到静电或喷 墨绘图仪; ⑶报表输出可方便地构造各种报表,并在表内 随意编文字,输出到打印机; ⑷印前出版根据用户所选幅面和参数,自动进 行分色、 处理、 转换、 生成postscript文件,输出到激光 照排机; ⑸可通过数据转换和其它软件进行数据交 换[3]。 4 结 语 MAPGIS在地勘行业、 生态监测、 环境保护、 土 地管理、 环境地质灾害预测、 城市建设、 地下管网等方 面的应用越来越受到重视,MAPGIS对图形信息的 分层管理功能系统提供了对图形信息进行分层存放、 分层管理和分层操作功能,使人们可随时打开或关闭 个别图层或所有图层,自动检索图形的各个层及每个 层上所存放的图形信息。由于图元可分层存放,从而 可利用图层作灵活的组合编图,缩短了成图周期,从 根本上改变了传统工艺,使制图工作从繁琐的手工劳 动中解放出来,提高了工作效率,降低了成本。利用 数字制图技术,可直接提供印刷、 制版,减少了许多手 工制图的中间环节,提高一次成图合格率。该系统良 好的数据接口,便于数据转换,方便的输出功能,可输 出彩色图件,保证了印刷质量。我们的数字制图工作 才刚刚起步,还有许多方面需要去开发完善。 本文是作者在地质制图工作中的一点体会和想 法,还有许多不足之处,望同行指正。 参 考 文 献 〔1〕 成守德,徐新.新疆及邻区大地构造编图研究.新疆 地质,2001 ,191 33～35. 〔2〕 中国地质大学武汉信息工程学院. MPGIS地理 信息系统用户教程. 1996. 〔3〕 肖一鸣.浅淡数字制图在地质报告图件制印中的应 用.新疆有色金属,2001 ,增刊 收稿2002 - 05 - 12 312002年 新 疆 有 色 金 属 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.