MAPGIS6_6在数字水文地质图空间数据库建库中的应用.pdf

收稿日期2004-05-20;修订日期2004-06-02 作者简介孙卫东1970-男,江苏丰县人,高级工程师,1992 年毕业于西北大学,北京大学在职研究生进修班,从事 3s 技术及信息化应用研究 第22卷 第3期 Vol.22 No.3 新 疆 地 质 XINJIANG GEOLOGY 2004 年 9 月 Sep.2004 MAPGIS6.6 在数字水文地质图空间 数据库建库中的应用 孙卫东 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局信息中心,新疆 乌鲁木齐 830000 摘 要数字水文地质空间数据库建库方法是采用 MAPGIS 和 ARCINFO 混合建库,但随着 MAPGIS 软件版本升级, 功能增强,建库方法一直也在改进.MAPGIS6.6 软件的推出,进一步提升了其功能,能够更好的替代 ARCINFO 完成建 库工作.笔者在多年进行空间数据库建库工作中,总结了在 MAPGIS6.6 环境下完成建库工作几个重要环节的方法. 关键词 MAPGIS;水文地质;空间数据库 1992 年以来,新疆开展了各类地质图空间数据库 建设,其中包括 1∶20 万比例尺的区域水文地质空间 数据库和 1∶5 万比例尺重点城市及经济开发区水、 工、环综合空间数据库建设.在多年的实践过程中确 定了一套完整的建库工作流程,涵盖了建库的全过程, 其中很重要的计算机数据编辑过程,通常采用 MAPGIS 和 ARCINFO 混合建库,原因为 MAPGIS 在 拓扑处理等方面功能较弱不能胜任建库工作,只好采 用 ARCINFO 补充,在中地公司推出 MAPGIS6.6版本 以后,许多功能已得到完善,在 MAPGIS6.6 平台已可 以完成建库的全过程,MAPGIS6.6建库也适用于各类 地质图空间数据库建设. 1 数据纠正方法 目前普遍采用的方法纸图扫描成光栅图,在 MAPGIS6.6 中进行分图层矢量化,进行点、线、面图 层编辑,在其误差纠正模块中建立标准图框,在待纠 正的图幅上采集控制点至少 13 个,进行数据纠正,再 进行后续处理工作.存在的主要问题是,如果出现丢、 漏图元,重新在光栅图上采集后,与工作数据叠加时 会产生误差,工作程度越深,则套合误差越大. 建议对光栅图进行纠正,纸图扫描成光栅图后, 在 MAPGIS6.6 的图象分析模块,采用图象镶嵌,进行 几何纠正,制作成数字栅格地图DRG后,再开始矢量 化等工作,以后如果发现有错漏图元,及时补充而不 会产生套合误差. 对光栅图纠正的具体方法为①进入图象分析系 统,通过“文件”下的“数据输入”将扫描图转换为 MSI 文件;②打开 MSI 文件,进入“镶嵌融合”下的 “DRG 生产”、 “图幅生成控制点”、 “输入图幅信 息”键入图幅号,格网间距根据实际图幅情况而定,如 1∶ 10000 的标准图幅格网间距为 1 km.不要关闭“图 幅生成控制点” 对话框,通过点击对话框不同的 4 个 “角 点” ,在图象窗口,采准其对应的图面位置;③选择生成 GCP,通过“顺序修改控制点”逐一校正,保存控制点 信息,选择“逐格网校正”开始保存校正图象;④如查 看校正图象实际坐标请在输入编辑里打开就可以了. 在“图幅生成控制点”时一定要注意,原图是北 京 54 还是西安 80 坐标系统,不能搞错,这样就生成了 数字栅格地图,后续的矢量化工作在此基础上展开. 2 图形拓扑处理方法 在图形分层矢量化以后,一项重要工作就是拓扑 处理,在 MAPGIS6.6 中建立拓扑的方法如下 数据准备 将原始数据中那些与拓扑无关的线 如航线、 铁路等放到其他层,而将有关的线放到一层 中,并将该层保存为一新文件,以便进行拓扑处理. 预处理 用户用数字化仪或矢量化工具得到的 原始数据是线数据*.wl,进行拓扑处理前,须进行预 处理,其核心是将线数据转为弧段数据*.wp这时还 没有区,存入某一文件名下,然后将之装入. 拓扑处理 自动剪断线→清除微短线→清除线 重叠坐标→自动线结点平差→线转弧段→装入转换 后的弧段文件→拓扑查错.值得注意的是自动结点 平差时应正确设置“结点搜索半经”.半径过大,会使 相邻结点掇合一起造成乱线.反之,起不到结点平差 文章编号1000-8845200403-323-03 中图分类号 TP311.131 文献标识码 A 324 新 疆 地 质 2004 年 作用.要运用“自动剪断”功能,应在线转弧段前执行, 或将弧段转换为线后再执行. 拓扑查错 可以执行查错操作,根据查错系统的 提示改正错误. 重建拓扑 所有的预处理工作做好后,执行“重 建拓扑”这个功能项,系统随即自动构造生成区,并建 立拓扑关系.拓扑处理时,没有必要注意那些母子关 系,当所有的区检完后,执行子区检索,系统自动建立 母子关系,不需人工干预.当拓扑建立后,人工手动建 立的区,且有区域套合关系,就得执行“子区检索”功 能.如果需要进行 Label 点合并,将点的属性添加到所 在区属性中,再执行“Label 点合并”功能. 在数据编辑时应注意以下问题①数字化或矢量 化时,对结点处即几个弧段的相交处应多加小心,首 先使其断开,其次尽量采用抓线头或节点融合的功能 使其吻合,避免产生较大的误差,使结点处尽量与实 际相符.尽量避免端点回折,也尽量不要产生过１mm 长短的无用线段;②弧段在结点处最好是断开的,若 没有断开,执行自动剪断功能将弧段在结点处截断. 条件是弧段必须经过结点周围的一个较小的领域即 结点搜索半径,这也要求原始数据误差不能太大;③ 将原始数据即线数据转为弧段数据.建立拓扑关系 前,应将那些与拓扑无关的弧段如航线、铁路删掉; ④尽量避免多条重合的弧段产生. 3 坐标系转换方法 建库原图可能是西安 80 坐标系或北京 54 坐标 系.在上报数据时,需要2种格式均要上报,通常这2种 格式是通过经纬度格式做转换.西安 80 坐标系与北 京 54 坐标系其实是一种椭球参数的转换,数据在同 一个椭球里转换是精确的,而在不同的椭球之间是不 精确的.2 个椭球间的坐标转换,一般而言比较严密的 是用 7 参数布尔莎模型.即 X 平移,Y 平移,Z 平移,X 旋转WX,Y 旋转WY,Z 旋转WZ,尺度变化DM . 为求得 7 参数需在一个地区有 3 个以上的已知点. 如果区域范围不大,最远点间的距离不大于 30 km经验值 ,可用 3 参数,即 X 平移,Y 平移, Z平移, 而将X旋转,Y旋转, Z 旋转,尺度变化面DM视为 0 . 因此直接转换方法如下①向测绘局找本图幅 3 个公共点坐标对即 54 坐标 x,y,z 和 80 坐标 x,y,z;② 将 3 个点的坐标对全部转换以弧度为单位.菜单投 影转换/输入单点投影转换,计算出这 3 个点的弧度值 并记录下来,求公共点求操作系数菜单投影转换/ 坐标系转换;③如果求出转换系数后,记录下来;④编 辑坐标转换系数菜单投影转换/编辑坐标转换系数, 最后进行投影变换, “当前投影” 输入 80 坐标系参数, “目的投影” 输入 54 坐标系参数;⑤进行转换时系统 会自动调用曾编辑过的坐标转换系数. 经上述流程后,西安 80 坐标系或北京 54 坐标系 数据就可以实现互相转换. 4 数据格式转换方法 在建库过程中,最后需要提交 ARCINFO 格式数 据,通常采用 E00 格式转换.但图形转换后,在 MAPGIS6.6 中的线型、颜色等均丢失,为了直观还需 要在 ARCINFO 中再编辑,工作量很大,且容易出错, 实际上在数据转换前,事先编好代码对照表,在转换 后就可以减少很多的编辑工作.具体方法如下 4.1 MAPGIS 格式转换 ARCINFO 格式 编辑代码对照表文件在 slib 目录下.此项工作是 数据转换质量好坏的关键,如果代码对应错误或不全, 则转换后的图形会出现错误或丢失信息.图元要素分 点、线、面 3 类,转换前分别编辑点、线、面 3 类图 元信息的代码对照表.代码对照表在记事本下编辑即 可.格式如下 ARCINFO 代码 MAPGIS6.6 代码 ⋯⋯ ⋯⋯ 点、线、面 3 类图元信息的代码对照表格式相 同 , 制 作 完 后 分 别 按 以 下 文 件 名 保 存 ① 点 arc_map.pnt;②线arc_map.lin;③面arc_map.reg.保存 后将这 3 个文件复制到 MAPGIS6.6 符号库目录下, 即 工 作 目 录 下 , 如 C\MAPGIS6.6\Slib. 然 后 在 MAPGIS的数据转换模块中,转换为E00格式,即可在 转换过程中自动调用代码对照表,实现数据格. 注意事项①ARCINFO 代码与 MAPGIS6.6 代码 之间不能使用 Tab 键,只能使用空格键;②MAPGIS6.6 代码后为“Enter”键,不能出现空格;③在 ARCINFO 下会有一些多余的符号.如汉字注释左下角的定位点, 这些点的代码又各不相同,如不处理则在转换后,会随 机生成一些点状符号.在代码点对照表中第一行加入 Other MAPGIS6.6编码,这样转换后会统一生成指定 MAPGIS6.6 符号,可统一关闭或删除. 4.2 ARCINFO 格式转 MAPGIS 格式 ①进入 MAPGIS6.6 文件转换子系统;②选择 “输 入” 菜单下的 “成批转换 E00” 进行大批量数据转换, 其中 “输入 ARCINFO*.E00” 为转单个文件;③选择 孙卫东MAPGIS6.6 在数字水文地质图空间数据库建库中的应用 325 第 22 卷 第 3 期 E00 数据所在目录,打开后系统会询问“是否”将成 果数据放在原目录下,选择“否”,则可指定目录,文件 名称前面带有路径,而选择“是”,即开始转换,文件名 称为原来的名称;④在转换过程中会分别弹出对话框 要求指点、线、面的颜色,一般选择“CODE”,若取 消,转换后符号颜色不统一;⑤转换后系统会自动将 成果数据保存到指定的目录. 为了方便利用 MAPGIS6.6 建立底图库,在转换 前最好将 E00 数据按层分类保存,因为原来的数据是 按图幅分目录的,要将这些按图幅分的数据按层分为 数个目录,即将同一层的数据保存到一个文件夹中. 这样方便大批量的转换. 总之,在进行数据转换时一般按下列步骤来完成 ①分析需要转换的数据,分清数据中的层.按层为单 位,将数据合并到同一个文件夹中;②按照相应的规 范和说明,尽可能详细和精确的编制出代码对应表; ③在 MAPGIS6.6 平台中运行数据转换子模块,将数 据转化为 MAPGIS6.6 格式;④对照检查转换前后数 据图形,进一步细化和改进代码对照表,重新进行转换. 5 坐标数据读入 MAPGIS6.6 方法 把需要读入的数据整理成文本文件,可以在投影 转换模块里用用户文件的投影转换功能生成点文件, 也可在数字测图读入编辑好的文本文件直接转.转 换过程可以按提示进行.具体转换办法如下 1 按以下格式组织数据 逻辑结构文件头 点数 1 号点 2 号点 ⋯⋯ 具体为 文件头 8 个字节 WMAP9022 老 的 文 件 为WMAP6022或 WMAP7022 和 WMAP8022 点数 n 1 号点 x y ID type 点信息 {当 type0 时,点信息为 “字符串“,高度,宽度,间隔,角度,中文字体,西文字 体,字形,水平,颜色,图层,透明输出; 当 type1 时,点信息为 子图号,子图高,子图宽,子图角度,辅色,颜色,线 宽, 图层,透明输出; 当 type2 时,点信息为 半径,轮廓颜色,线宽,填充1或不填充0,标志, 颜色,图层,透明输出; 当 type3 时,点信息为 半径,起始角度,终止角度,线宽,颜色,图层,透明 输出; 当 type4 时,点信息为 “图象文件名“,宽度,高度,角度,颜色,图层,透明输 出; } 2 号点 x y ID type 点信息 ...... n 号点 x y ID type 点信息 如某点文件ex.txt格式 WMAP9022 2 21.2,51.3,41,1,216,6.0,6.0,0.0,0,6,0.0,4,0 67.6,34.0,42,1,216,6.0,6.0,0.0,0,6,0.0,4,0 表示有 2 个点,类型为子图的文件点文件. 2 执行投影变换系统\投影变换\用户文件投影 变换功能,调入文本文件. 3 根据文件投影格式设定用户投影、 结果投影, 并选择生成点或线方式,写到文件,完成外部文本文 件导入 MAPGIS6.6 系统. 总之,MAPGIS6.6作为国内最好的GIS软件功能 逐渐赶上国外的同类软件,又增加了很多新的实用功 能,如渐变线、属性动态显示等实用功能,在空间数据 库间建库方面还有很多技巧方法待工作中总结,以提 高工作效率和工作质量. THE APPLICATION OF MAPGIS6.6 IN INSTALLATION SPATIAL DATABASE FOR DIGITAL GEOHYDROLOGICAL MAP SUN Wei-Dong The Ination Center of Xinjiang Geology and Mining Bureau,Urumqi ,830000,China AbstractMAPGIS and ARCINFO has been maturely used in installation of digital geohydrological spatial database. The s of installation database has been improving along with the upgrading of the edition and enhancing of function of the MAPGIS. MAPGIS6.6 is more powerful in its function than before, so it can be used for installation database as the substitute of ARCINFO in a way. This paper expatiated on the database installation s by MAPGIS6.6 based on many years working background. Key wordsMAPGIS;hydrology geology;space database 中地公司.MAPGIS 地理信息系统使用手册,2002