MapGIS在数字地图制图方面的初步研究.pdf

文章编号 04942091120000620010202中图分类号 P208 文献标识码 B MapGIS在数字地图制图方面的初步研究 王红梅 天津市测绘院,天津300041 Preli m inary Study of the Application of MapGIS to D igitalMapping WANG Hong2mei 摘要通过M apGIS软件在 天津市地图册 制作中的运用,对其在计算机制图方面的应用技巧和操作经验作了初步的探讨和研 究,并总结了该软件在实际应用中存在的优点和不足。 关键词M apGIS;数字制图;数据处理 一、 引言 M apGIS是中国地质大学在数字制图软件的基础上开 发的GIS软件。 天津市测绘院在制作 天津市地图册 过程中 采用了计算机制图的方法,运用了M apGIS软件数字地图制 图的功能,提高了图册的质量,减少了制作工艺的步骤,为建 立地理信息系统提供了基础数据。 本文针对该软件在计算机 制图过程中的方法技巧进行探讨和研究。 二、 数据获取 M apGIS的图形数据包括点图元数据、 线图元数据、 面 图元数据。保存数据形成的文件名分别为“3. w t” 即点文 件、 “3. w l” 即线文件、 “3. wp” 即面文件。该软件数据获取 的方法有3种。 收稿日期 1999205228 1.数字化仪输入法 即采用数字化仪人工手扶游标跟踪,将底图转化为图形 数据。 点图元的数字化只采集其控制点。 由操作员用手扶着游 标,将十字交点对准控制点,按下游标上的0号键记录其坐 标。不同的点状符号其控制点位置不同,一般对称图元的控 制点在中心,非对称图元在左下角,字符串控制点在第一个 字符左下角。 线图元数字化只跟踪基线,基线是表征线图元空间分布 的主干曲线。 不同线型基准线不同,具体是在上、 中或下要视 在造线型时是如何设定的。 对均匀单线型,基线是自身;对于 其他如铁路、 陡坎等,可在编辑系统中装入相应线型,显示于 屏幕,在纵向上位于线型框中央的位置即为基线位置。 面图元数字化仪是用游标跟踪其区域轮廓线。 对面元采 集是线元方式数字化,即将面元看做是线元的组合,然后在 “拓扑处理子系统” 或 “编辑子系统” 的面编辑环境中,自动或 人工构造面元区域。为了确保套色准确,对临区公共的边界 线只能采集一次。 数字化板上采集的一般来说只是图形的空间数据。 图元 的参数与属性数据必须从键盘上输入。 为了今后建立地理信 息系统,最好将各图元的属性参数及属性进行详细的设定。 利用这种方法进行数字化,虽然十分实用、 方便、 可靠, 但速度较慢、 劳动强度大,需要有较昂贵的数字化板。 2.智能扫描矢量化 即通过扫描仪直接扫描原图,以栅格形式存储于图像文 件中如3. tif等 , 通过矢量化将图像数据转换成矢量数 据,存入到线文件或点文件中进行编辑,最后经误差校正系 统将矢量数据进行误差纠正。 实现智能扫描矢量化的方法有 两种非细化无条件全自动矢量化、 交互式矢量化。 虽然智能 扫描矢量化的速度快,但数据量较大、 图形要素自动识别的 困难较多,后期的修改编辑工作量较大。 3.人工跟踪矢量化 这种方法是采用鼠标跟踪,将装入的栅格图像数据转化 为矢量数据并可通过误差纠正达到绘图的要求。它是在 “图 形编辑系统” 中进行的,可借助 “图形编辑系统” 的强大编辑 功能对矢量化后的图形进行有效的编辑修改。在 天津市地 图册 的基础数据采集时采用了M apGIS软件中的人工导向 跟踪矢量化的方法,在一个半月的时间内用了三名计算机绘 图员完成了图册中序图9张,中心市区分幅13张,区县及开 发区图19张,区、 县城区、 镇图15张的采集工作。以下为采 用这种方法的步骤及一点工作经验。 1.进行系统设置,将工作目录、 子图库、 线型库选择好。 从选择菜单中选择 “还原显示”,根据屏幕显示对线型、 子图、 版面、 填充图案适时进行编辑修改,直观方便。 2.将扫描的栅格图像通过 “文件” 菜单中的装入光栅文 件将其打开,并保存为 “3. rbm” 格式后,再重新装入进行矢 量采集。在工作中这样做是因为 “3. rbm” 是M apGIS软件 自己所特有的栅格图像文件,它的显示速度要较其他图像 快,所以可以提高采集的效率。 3.设置当前层及编辑属性。这一点非常关键,也是进行 点图元、 线图元、 面图元采集所必须首先要完成的操作。 分层 越细致越好,因为这样不仅可以为今后的统一修改提供便利 条件,而且也是数据入库必须具备的基本条件之一。 4.点图元和线图元在采集时的方法与数字化仪的方法 相似,只不过是把游标换成鼠标。用鼠标的十字交点对屏幕 上放大的栅格图像进行跟踪采集。 为了使专题图在整体效果 上美观,可将街道分级并设定其各自的宽度。绘双线的方法 可以保证各级道路宽度的一致性。 首先在设置菜单中设置双 线间距即道路的宽度,再从线编辑菜单中选择绘双线项,就 01 测 绘 通 报 2000年 第6期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 可用鼠标十字交点采集道路的中心线,当采集中心线与其他 路线相交时,其他线会自动断开,形成路口。 如果路口为圆滑 的曲线,您可选择线编辑菜单中的钝化线项,对其进行修改。 这样采集街区的工作就可以达到事半功倍的效果。 三、 数据处理 1.首先对地图数据进行预处理,给定图形的坐标,进行 线转弧段的操作,将线数据转为弧段数据并保存为 “3. wp” 文件。将此面文件装入后再进行人工拓扑处理。这样做可以 在拓扑处理时直接对弧段进行剪断、 结点平差的操作,避免 了对原始线数据的破坏,并提高了工作效率。 2.做图例时,采取复制点矩阵和复制线矩阵的方法。先 给定点和线的行数、 列数、 行间距及列间距进行复制,然后只 需将点图元、 线图元的符号、 文本、 线型逐一进行替换,一个 标准美观的图例就会呈现在眼前。 另外在图中加绘表格时也 可采用这种方法。 3.图中存在成段的文字时,只需在点图元编辑中进行 版面设置,输入文字后,再通过修改点元素对其进行调整,直 至整体美观的效果。 4.以前在地图中镶入彩色像片,需将地图数据转化为 “3. eps” 文件,再到Coreldraw里添加像片的图像,这样做 很容易丢失、 破坏地图数据。 现在只需将彩色图片扫描,并进 行编辑后采用添加点文件的方式,把它添加到地图矢量数据 中去,然后将其移到标准位置即可。 5.获得一张图中的部分数据要进行图形裁剪,在 A 0 绘 图仪上绘出超大幅面的地图也需进行图形裁剪。 通过实践发 现,将大图裁成几块进行喷绘时,裁减框的设置一定要有重 叠的部分。因为在裁剪时点图元、 面图元存在被破坏或丢失 的情况,所以为了保证图形在拼接时的严密性,相邻裁剪框 必须有1. 5～2 cm的重叠部分。 6.在绘图时,常常会遇到各种各样的图标、 线型、 填充 图案及颜色,这就需要不断地对符号库、 线型库、 图案库、 色 库进行补充。M apGIS软件提供了2 cm标准尺寸的图框,符 号库、 线型库、 图案库的修改补充非常方便、 准确。无须像 A utoCAD软件在符号和线型的开发时,要求绘图员运用 L SP语言或C语言进行编辑,并修改形文件进行调试后才 可使用。 四、 数据输出 1.图形输出 图形输出的主要任务是将地图数据处理的结果,变成图 形输出装置可识别的信号,以驱动图形输出装置产生地图图 形。M apGIS系统是通过将点、 线、 面文件逐一插入编辑工程 文件输出图形的,一种方法是将点、 线、 面数据经光栅化处理 后,形成3. nvl文件,并采用打印光栅文件,通过HP 750C 绘图仪直接从计算机读取数据把光栅文件打印出来。 另一种 方法只适用于打印小于 A 3 图纸尺寸的图形。将工程文件打 开,进行打印设置后,直接打印输出即可。 2.文件输出 1.为了达到四色胶片的目的,我们将地图按版式设计 的位置进行整图变换,对地图进行平移,并把各张地图数据 逐一添加,采用键盘输入坐标画线的方法作中幅子和角幅 子,保存成最终的点、 线、 面图形数据。再把最终的图形数据 编辑成一个工程文件,输出 “3. eps” 矢量文件。把 “3. eps” 文件输入到苹果机上进行发排,就直接获得了四色胶片,省 去了传统工艺的拼稿、 照相、 修版等诸多工序,大大提高了印 刷效果及效率。 2.为了和其他软件相连接,M apGIS具有丰富的数据转 入转出的内容,见表1。 表1 数据转入数据转出 AutoCAD的dxfdxfdxf out A rcInfo公开格式I NA rcInfo标准格式out A rcInfo标准格式I NA rcInfo3. E000格式 A rcInfo3. E00格式A rcInfo公开格式 M apGIS明码文件M apGIS明码文件 DLG文件CGM 瑞得数据点属性以dbf文件 3维数据转换3. dat 栅格文件3. eps 我们发现M apGIS5. 0在输出3. dxf数据时,会出现线 型的设置、 字体的设置改变,未能很好的与A utoCAD软件 相衔接。 五、 结论 通过对M apGIS软件在数字地图制图方面功能的运用, 现将该软件系统所具有的独特优点和存在的不足总结如下。 1.优点 1.误差校正为获取的数据提供了便利的图形纠正方 法,使数字地图的精度满足实际要求。 2.图形编辑系统提供了较全面的制图功能作双线的 功能使专题图各级道路的宽度保持一致,图形更加美观;丰 富的符号、 线型、 填充图案、 颜色,可随时进行补充修改,使用 方便;线转弧段的功能,提高了人工拓扑的工作效率;弧段转 线的功能,对不慎破坏的线文件进行修复,把数据的损失程 度减少到最小;通过整图变换,可随意将图形数据缩放、 平 移、 旋转并可插入彩色栅格图像,进行版面设计;点、 线、 面编 辑中的 “透明输出” 的设置为图形在输出时具有了灵活性的 特点;提供了3. dxf、A rcInfo、M ap Info等多种数据转换格 式,与其他系统建立了数据衔接关系;图形裁剪功能可将图 形按需要进行分割,获取所需的部分;通过输出系统形成3. eps文件直接进行发排,除去了复杂的传统工艺中的拼稿、 作分色样、 照相、 修版,减少了工作中的失误,提高了工作效 率及质量。 2.不足 1.在线编辑中缺少靠点、 靠线功能,只能通过结点平差 和靠近线、 缩短线的功能进行弥补,给绘图工作带来不便。 2.自动拓扑处理系统欠完善,不能按层或标识点自动 成批地进行拓扑处理,还要采用人工建立拓扑关系的方法, 没能很好地提高工作效率。 下转第19页 112000年 第6期 测 绘 通 报 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 空间数据库与属性数据库中的公共标识符实现两者的连接, 并在空间数据处理系统与数据库管理系统之间建立统一的 用户界面。 三、 城市地下管线数据库的应用开发 城市地下管线数据库包括了各类管线的空间位置、 分 布、 特性及其相互关系。结合数据库的物理建库工作进行应 用开发可逐步建立城市地下管线信息系统。 一个较全面的城市地下管线信息系统具有数据采集、 空 间查询、 空间分析、 统计分析和制图输出等功能,它能为规划 管理部门提供空间信息与非空间信息服务,并为政府部门进 一步改善城市环境提供科学依据及决策支持。 系统的总体结 构如图4所示。 图4城市综合地下管线信息系统总体结构 属性 数据库 空间 数据库 数据库管理系统 统 计 分 析 制 图 输 出 数 据 采 集 空 间 查 询 空 间 分 析 用户界面 城市综合地下管线信息系统 1.数据采集 对管线图上的各类管线进行分层采集建库,并为采集的 各种地下管线添加属性信息。 2.空间查询 它主要针对各级管理人员对基础管线图和各种专题数 据的查询需求而设计的,具有空间位置、 属性、 范围及关系等 多种查询检索功能。查询方式有两种从图形查询属性和从 属性查询图形。 能查询各类管线、 全要素基础地形图,可随意 打开、 关闭显示层、 放大、 缩小、 屏幕漫游等,同时可查询管线 点坐标、 构件,查询管线的材质、 管径等特征。 3.空间分析 空间分析通过检查与属性相关的特征的位置,判断特征 间是否存在一定空间关系。在城市地理信息系统中,它有助 于比较特征间的空间关系,以支持规划决策过程。 在新区管线的规划设计以及现有管线的规划与调整中, 模拟各种管线分布,进行虚拟管线与实有管线的空间叠置分 析,实现管线网络优化分析与设计。 4.统计分析 按照管线数据的各种特性对地下管线有关数据进行统 计,生成各类统计报表。 5.制图输出 按照不同要求,生成用户所需的各种专题图,如路网图、 专业管线图和综合管线图等。 自动生成指定区段的管线纵断 面图和指定剖面的横断面图。 具体地,在建立城市综合地下管线数据库的基础上,从 全局数据库模式中选取支持某一应用域的用户视图,在开发 某一应用系统时在该用户视图范围内实现数据加载,将应用 程序所用到的数据限制在可以控制的结构上。 如果这一应用 系统开发成功,则验证了这一数据库子模式的结构是合理 的,其建库工作是成功的,否则就要局部调整或修改子模式, 直到满足应用系统需要为止。然后在局部物理建库的基础 上,运用全局数据库模式,继续指导系统开发,实现全局数据 库的物理建库工作,并在一个长过程中逐步完善系统功能。 参考文献 [1] 王 珊,陈 红.数据库系统原理教程[M ].北京清华大学出 版社, 1998. [2] W I LL I AM T O.Ination System M ethodologyA Fram2 ework for U nderstanding[M ].[s. l . ]Addison2W esley, 1991. [3] 田应中,张正禄,杨 旭.地下管线网探测与信息管理[M ].北 京测绘出版社, 1997. [ 4] 李峰林,王韩波.应用地理信息系统动态管理地下管线信息 [J ].工程勘察, 1997, 2. [5] 谢 榕.地理信息系统中空间数据库建立的关键技术[J ].北京 测绘, 1998, 4. 上接第11页 3.在图形裁剪过程中对点、 面处理的考虑欠佳,被裁剪 的点、 面数据存在着丢失或被破坏的现象。 4.智能扫描矢量化不能较好地对图形要素进行识别。 5.在3. dxf数据转入时,无法将原有的点、 线的属性转 入。在输出3. dxf文件时,点线的设置存在被改变的现象, 并且在A utoCAD中不仅线的宽度无法统改,字体只能在 R14版读出,并且都是镂空字体,也无法再统改原有字体。 这 可以说是M apGIS5. 0软件的最大缺憾。 参考文献 [1] 边馥苓.地理信息系统原理和方法[M ].北京测绘出版社, 1996. [2] 郭朝勇,黄建波,等. AutoCAD的定制与开发[M ].北京人民 邮电出版社, 1998. 912000年 第6期 测 绘 通 报 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.