MAPGIS地图矢量化误差分析及校正.pdf

太原科技2 0 0 8年第3期T A I Y UA NS C I - T E C H 郑勤成, 张亚仙, 杨艳利 地理信息系统 G I S的广泛应用极大地促进 了 地 理 空 间 信 息 产 业 的 发 展 。 随 着 数 字 地 球 D i g i t a l E a r t h的兴起及空间信息资源的基础性地 位日渐突出,地理信息技术已经成为推动数字地球 的关键因素。地理信息技术包括地理信息系统 G I S 、全球定位系统 G P S和遥感 R S ,而 G I S又是其关键技术之一。M A P G I S,V I E WG I S, C I T Y S T A R,G E O S T A R等一批优秀国产G I S软件已 经开始在许多领域得到广泛应用,成为国内G I S市 场中一支不可忽视的力量。 地理数据是G I S的重要组成部分,其建设工作 量是最大的。专家认为,一个G I S工程建设的投资 比例一般为,硬件∶软件∶数据1 ∶ 2 ∶ 7。由此,数据 的精确度对于G I S来说显得尤其关键和重要。笔者 根据在数字化与资源环境信息技术重点实验室做地 图矢量化及数据校正的工作经验,结合相关理论, 对M A P G I S 6 . 5图形处理模块在图形矢量化的实际 操作过程中产生误差的原因及如何减小误差、误差 校正等问题进行了深入的分析和探讨。 1地图矢量化产生误差的原因 1 . 1原始地图数据信息载体介质不同产生的误差 原始地图数据信息载体介质一般分为纸介质、 透明薄膜介质和刻图薄膜介质3种。在3种信息载 体中,纸介质的变形最大,其次为透明薄膜介质, 刻图薄膜介质变形最小。纸介质变形产生误差的主 要原因是折叠、褶皱以及气候的影响,变形误差一 般在1 . 0 0 m m ～ 2 . 0 0 m m。薄膜介质产生变形的主要 原因是在使用和保存过程中产生褶皱,温度也会对 薄膜形状产生影响,其变形误差小于等于0 . 2 0 m m。 刻图薄膜产生误差的主要原因是在翻印刻绘原图时 因设备精度的原因而引起的误差,它的变形误差一 般小于等于0 . 1 5 m m。 1 . 2地图扫描矢量化产生的误差 1用于扫描地图的扫描仪本身精度不高或者 在扫描过程中设置的扫描精度不够产生的误差,扫 描过程中还可能由于光栅图像变形而产生误差。有 些单位在没有宽幅扫描仪的情况下,将地图裁剪成 数张扫描后拼接而产生的双重误差。 2地图矢量化时光栅图像没有配准就矢量化 而形成的误差。在矢量点、线过程中图像放大倍数 过小形成的误差等。 1 . 3子图库和线型库定位点 定位线不精确形 成的误差 M A P G I S 6 . 5的系统库 S l i b包括子图库 对 应S u b g r a p h . l i b文件 、线型库 对应L i n e s t y . l i b文 件 、色库、图案库 对应F i l l g r a h . l i b文件 。子图 库是各类基础地理及专题要素的符号库。线型库是 各类地物界线及专题要素界线的符号库。地图符号 是地图的语言,在地图上用来表示实地物体与现象 的特点图解记号,它是地图的主要表现形式,也是 地理信息得以传输的媒体。地图符号按地面物体和 符号的比例关系分为依比例尺、半依比例尺和不依 比例尺符号。在传统制图理论中,任何符号都有它 的定位点和定位线。符号的定位点和定位线都有严 格的规定,它决定了地物在空间的分布位置和相互 关系。符号库 子图库,线形库形成误差的主要 原因是符号的定位点和定位线不在规定的位置上。 工作人员在矢量化地图过程中往往把符号移动到与 文章编号1 0 0 6 - 4 8 7 72 0 0 80 3 - 0 0 7 4 - 0 2 山西省第三地质工程勘察院,山西榆次0 3 0 6 0 0 收稿日期2 0 0 8 - 0 1 - 0 7; 修回日期2 0 0 8 - 0 2 - 1 4 作者简介 郑勤成1 9 7 3 -, 女, 山西榆次人。1 9 9 8年7月毕 业于中国地质大学, 助理工程师。 MA P G I S 地图矢量化误差分析及校正 摘要M A P G I S作为深受广大用户喜爱的一款国产G I S软件,已经从4 . 0,5 . 0,5 . 3 2,6 . 0,6 . 5,6 . 6 发展到目前的7 . 0版本。但是在图形矢量化过程中依然不可避免各种类型误差的产生,针对这一情 况,对M A P G I S 6 . 5图形处理模块在地图矢量化过程中产生误差的原因及减小误差、误差校正等问题 进行了深入的分析和探讨。 关键词MA P G I S 6 . 5; 矢量化; 误差分析; 误差校正 中图分类号P 2 1 7文献标志码A 应用技术 7 4 太原科技2 0 0 8年第3期T A I Y UA NS C I - T E C H 原图相同的位置,当坐标点可见时,符号的定位点 定位线和符号的坐标可见点不在同一点上,其 图上距离的误差一般在0 . 1 0 m m ～ 0 . 5 0 m m之间,图 件比例尺越小其误差变形越大。 1 . 4误差校正控制点分布不合理形成的误差 M A P G I S 6 . 5误差校正功能能把扫描矢量化的底 图通过误差校正功能校正到理论图廓中,形成用户 坐标系到大地坐标系之间的投影变换,使地图各要 素符号坐标通过系统自动计算得到大地坐标。误差 校正控制点的多少和分布位置决定了误差校正的精 确性。控制点越多,分布位置越合理,误差变形越 小。特别是国际分幅的图幅中,南北图廓用折线来 表示,地图比例尺越小,折线越多。在误差校正过 程中,如果仅取4个图幅角点作校正依据是不足 的,这样有可能造成校正后的图形不完全位于内图 廓内或者部分超出图廓线,其图上误差大于0 . 5 0 m m。 2消除误差的方法与校正 误差的来源是各种各样的。在利用M A P G I S 6 . 5 做地图矢量化的过程中必须尽可能地提高各个环节 的精度,减小误差,提高数字信息的质量和精度。 2 . 1对矢量化底图的预处理 对矢量化底图因折叠或其他原因导致的褶皱问 题,用电熨斗熨平。用高精度的日历瓦尺量测内图 廓边长和对角线长度,精度控制在小于0 . 1的范围 内,见表1。 量测的长度 A 1,A2,B1,B2,C1,C2与图 幅理论值进行比较,大于理论值进行热处理,用电 熨斗均匀地熨一遍,但温度应控制在低温状态。小 于理论值进行湿处理,用湿拖布把地拖湿,在地上 铺上一层纸,在纸上放上图纸进行潮湿。热处理或 湿处理后,应使内图廓边长和对角线长度误差控制 在0 . 1 0 m m ～ 0 . 2 0 m m,对于大比例尺地图,工作底 图可适当放宽精度要求图廓点位误差小于等于 0 . 1 5 m m;图廓边长误差小于等于0 . 2 0 m m;图廓对 角线误差小于等于0 . 3 0 m m;公里网点间距误差小 于等于0 . 2 0 m m。 2 . 2扫描矢量化形成误差的处理 扫描底图扫描仪的分辨率一般不应小于1 5 7点/ c m。在地图矢量化之前,首先利用M A P G I S 6 . 5图 像处理模块提供的图像镶嵌配准功能对光栅文件进 行误差处理,对于国际分幅的图幅,控制点除4个 角之外,还应包括南北内图廓线拐点的坐标,及图 内分布均匀的方里网坐标。对于控制点数量的选 择,图幅越大,选取的控制点应越多;比例尺越 小,选取的控制点也应越多。一般不低于1 3个控 制点。在矢量化的过程中,不论输入点和线,一般 矢量化工作人员应将图像放大1 0 0倍以上进行矢量 化,特别熟练的数据加工老手可以只放大到3 0 ～ 8 0 倍进行。对线状地物矢量化时,其转弯处应多加 点,使其光滑、自然,以保证达到G B / T 1 7 1 6 0 1 9 9 7规定的重复定位最大较差绝对值不超过0 . 1 6 m m,线状符号跟踪中误差不超过 0 . 2 5 m m。 2 . 3子图库和线型库定位点 定位线形成误差 的处理 M A P G I S 6 . 5的子图库和线型库是地图矢量化的 主要符号,它们位置的精确性决定了地物的空间分 布特征。地图符号的定位点 定位线具有严格的 规定。如绵阳市行政区划图矢量化过程中所涉及的 子图库和线型库的定位。在使用M A P G I S 6 . 5图形处 理模块制图的过程中,首先要检查子图库、线型库 定位点、定位线 的精确性,与制图理论规定的定 位点 定位线 不相符的符号利用M A P G I S 6 . 5编辑符 号的功能,修改符号中心位置使符号的定位点 定 位线在编辑符号柜的中心位置。用双线表示的地 物符号 如公路、铁路 ,其定位线在两线的中心 位置,以一侧为基线的符号,其中心线在基线上 如不整合地层界线、陡坎等 。同时,在采点中的 误差亦不允许超过 0 . 2 0 m m。 2 . 4误差校正形成误差的处理 误差校正形成的误差主要是控制点分布设置不 合理,校正后图形发生了扭曲变形。消除误差校正 带来的误差,应根据图幅的大小、图面各要素分布 特征及比例尺设置控制点的分布位置。误差校正控 制点的设置除图幅的4个角点、图内分布均匀的方 里网点外,还包括南北内图廓线拐点 一般情况 下,1 ∶ 1万～ 1 ∶ 1 0万图幅选2个,1 ∶ 2 0万图幅选 6 个,1 ∶ 5 0万图幅选1 0个 。这样校正的图形,不会 出现小于或者超出图廓的现象。对于图面内容不满 图框的图件,校正控制点选择包含图面所有要素, 否则会出现各要素折曲现象。 名称测量值理论值调整幅度处理方案 A14 3 6 . 24 3 6 . 0- 0 . 1 ～0 . 3热处理 A24 3 5 . 64 3 6 . 0 0 . 3 ～0 . 5湿处理 B13 2 1 . 43 2 2 . 0 0 . 5 ～0 . 7湿处理 B23 2 2 . 13 2 2 . 0- 0 . 0 ～0 . 2可不处理 C15 4 0 . 85 4 1 . 0 0 . 1 ～0 . 3湿处理 C25 4 1 . 65 4 1 . 0- 0 . 5 ～0 . 7热处理 表1矢量化底图的预处理表 下转第7 8 页 应用技术 7 5 太原科技2 0 0 8年第3期T A I Y UA NS C I - T E C H 3结束语 地理信息系统基础数据的采集和输入是一项十 分重要的基础性工作,是建立地理信息系统不可缺 少的关键部分。在利用M A P G I S建库的过程中,误 差的来源有多种多样。在数据信息输入的过程中应 尽量避免各个环节所产生的误差,以提高数据信息 的质量,为数据空间分析和数据管理提供优质数 据。 责任编辑张 璇 E r r o r A n a l y s i s a n d E me n d a t i o n o f MA P G I S Ma p V e c t o r i z a t i o n Z H E N G Q i n - c h e n g,Z H A N G Y a - x i a n,Y A N G Y a n - l i T h eT h i r dE n g i n e e r i n gI n v e s t i g a t i o nI n s t i t u t eo fS h a n x i P r o v i n c e , Y u c i 0 3 0 6 0 0 , C h i n a A b s t r a c t A sah o m e m a d eG I Ss o f t w a r ew h i c hw a sd e e p l ya f f e c t e db yt h eu s e r s ,MA P G I Sh a sa l r e a d yd e v e l o p e df r o m 4 . 0 ,5 . 0 ,5 . 3 2 ,6 . 0 ,6 . 5 ,6 . 6e d i t i o n st ot h ep r e s e n t7 . 0e d i t i o n ,b u ti ts t i l li n e v i t a b l yp r o d u c e ds o m ek i n d so fe r r o ri ng r a p h v e c t o r i z a t i o np r o c e s s . I nv i e w o ft h i ss i t u a t i o n , t h i sp a p e rd e e p l ya n a l y z e dt h ec a u s e so fe r r o r sp r o d u c e db yMA P G I S 6 . 5 g r a p hp r o c e s s i n gm o d u l ei nm a pv e c t o r i z a t i o np r o c e s s , a n dd i s c u s s e dt h ep r o b l e m so fr e d u c i n ge r r o ra n de r r o rc o r r e c t i o n . K e yw o r d s MA P G I S 6 . 5 ; v e c t o r i z a t i o n ; e r r o ra n a l y s i s ; e r r o rc o r r e c t i o n i fc t x n u l lt h r o wn e wE x c e p t i o n“B o o m- N o C o n t e x t” ; D a t a S o u r c e d sD a t a S o u r c ec t x . l o o k u p “J a v a c o m p / e n v / j d b c / D w S y s t e m” ; i fd s n u l l{ C o n n e c t i o n c o n n d s . g e t C o n n e c t i o n ; i fc o n n n u l l{S t a t e m e n ts t m t c o n n . c r e a t e S t a t e m e n t ; R e s u l t S e t r s c s t m t . e x e c u t e Q u e r y “s e l e c t c o u n t *f r o mO A _ I n f o w h e r e” s t r S q l ; i fr s c . n e x t c o u n t R o w r s c . g e t I n t1 ; g e t I n f o n e wS t r i n g[ c o u n t R o w ] [ 2 ]; R e s u l t S e t r s t s t m t . e x e c u t e Q u e r y“s e l e c t *f r o m O A _ I n f o w h e r e” s t r S q l ; w h i l er s t . n e x t{ g e t I n f o[ i ] [ 0 ] r s t . g e t S t r i n g“I D” ; g e t I n f o[ i ] [ 1 ] r s t . g e t S t r i n g “I n f o T i t l e” ; i ;}c o n n . c l o s e ;} } } c a t c hE x c e p t i o ne{ e . p r i n t S t a c k T r a c e ;} r e t u r n g e t I n f o;} 4结束语 综上所述,笔者提出的多层结构模型克服了早 期三层结构模型中的一些缺点,更加适应当前企业 管理信息系统的分布式应用,实现了利用数组进行 数据库查询输出,从而有效地提高了应用效率。 参考文献 [ 1 ]贾晓琳,闫炎,王立,等.企业级We b S e r v i c e体系结构研究 与部署[ J ] .计算机应用, 2 0 0 3 , 2 3 1 5 9 - 6 1 . [ 2 ]李文生,潘世兵.基于We b的多层客户/服务器数据库应 用程序[ J ] .计算机应用研究, 2 0 0 1 , 1 8 2 1 0 7 - 1 0 8 ; 1 3 1 . [ 3 ]赵季中,齐勇.基于组件事务服务器的数据库多层模式[ J ] . 西安交通大学学报, 2 0 0 0 , 3 4 9 1 3 - 1 6 . [ 4 ]周劲,谷岩.基于中间件技术的多层分布式应用系统的开 发[ J ] .微机发展, 2 0 0 3 , 1 3 8 3 3 - 3 5 . 实习编辑赵晓丽 A p p l i c a t i o n o f J A V AD i s t r i b u t e d D a t a b a s e Mu l t i- a r r a y Mo d e l i n E n t e r p r i s e s MI S s Y a oZ h i - g u a n g,Z h a n gC u i - y i n g Ma n a g e me n tS c h o o l S h a n x i U n i v e r s i t y , T a i y u a n0 3 0 0 0 6 , C h i n a A b s t r a c t F i r s t o fa l l ,t h i sp a p e rc o m p a r e st h et r a d i t i o n a lm o d e lo fd i s t r i b u t e dd a t a b a s ea n da n a l y s e st h ee n t e r p r i s em a n - a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m d e v e l o p m e n t n e e d sb a s e do nJ A V A n e t w o r ke n v i r o n m e n t . O nb a s eo ft h i s , w es e t t h ea r r a yo f p r o g r a m l a n g u a g ei n t od i s t r i b u t e dd a t a b a s eq u e r yo p t i m i z a t i o n , a n dp u t f o r w a r da na r r a yo fm u l t i - m o d e l s t r u c t u r es u i t e dt ot h e c u r r e n t e n t e r p r i s em a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m . A t l a s t , w ed e s c r i b et h es t r u c t u r ea n df u n c t i o no fi t . K e yw o r d s MI S ; d i s t r i b u t e dd a t a b a s e ; a r r a ym o d e l ; r e u s a b l es e r v i c e s 上接第7 5 页 应用技术 7 8