利用MapGIS編繪地質(zhì)圖的一些技巧

張 于，王玉軍，吳夏懿，田 平

(1．江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018;2．四川省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，四川 成都 610081)

利用MapGIS編繪地質(zhì)圖的一些技巧

張 于1，王玉軍1，吳夏懿1，田 平2

(1．江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018;2．四川省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，四川 成都 610081)

以數(shù)字化地質(zhì)圖為例，從數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理兩方面入手，結(jié)合實踐經(jīng)驗，詳細闡述了運用MapGIS數(shù)字化地質(zhì)圖時的一些關(guān)鍵技術(shù)，主要包括圖件的輸入、分層矢量化的輸入、圖形編輯、誤差校正，拓撲造面、地質(zhì)面色的自動替換。

MapGIS;編圖;技巧

0 引言

MapGIS是國產(chǎn)優(yōu)秀的GIS軟件，由于其制圖方便、靈活、精度高，被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、礦產(chǎn)、測繪、環(huán)境、土地等領(lǐng)域。筆者利用MapGIS制作了大量地形、地質(zhì)圖，以蘇錫常地區(qū)基巖地質(zhì)圖為例，運用它的制圖功能，矢量化有關(guān)基巖地質(zhì)的內(nèi)容，總結(jié)了它在數(shù)字化地質(zhì)圖時的幾點關(guān)鍵技術(shù)，供GIS領(lǐng)域的研究者和制圖工作人員參考。

1 數(shù)據(jù)輸入

1．1 圖件輸入

數(shù)據(jù)輸入計算機，首先以柵格數(shù)據(jù)的形式存儲，然后經(jīng)過矢量化使其轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)，進行編輯、輸出等。MapGIS提供的數(shù)據(jù)輸入方式有3種：用數(shù)字化儀進行數(shù)據(jù)采集;用掃描儀輸入;GPS輸入和其他數(shù)據(jù)源的直接轉(zhuǎn)化。

數(shù)字化儀采用直角坐標系，人工扶游標跟蹤，將底圖轉(zhuǎn)化為圖形數(shù)據(jù)，實現(xiàn)空間信息從模式到數(shù)字式轉(zhuǎn)化。其制圖精度取決于工作人員的熟練程度和責任心，人為因素較大，且工作量大，目前已不常使用。而掃描儀輸入法完全不同于數(shù)字化儀輸入法，它是通過掃描儀直接掃描原圖，以柵格形式存儲于圖形或圖像文件中，速度快、精度高、操作簡單，是目前常用的輸入方式。筆者將一幅1∶25萬基巖地質(zhì)圖掃描輸入到計算機，得到TIFF格式的二值圖像，直接用于矢量化。在掃描過程中，掃描精度越高，文件就越大，運行起來速度越慢，不利于操作(賀奮勤等，2003)。一般設(shè)置成300dpi，掃描后要對照原圖檢查圖象的精度，如超差，則必須進行重新掃描。

1．2 分層矢量化

矢量化是把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)的過程。無論采用哪種原稿圖，矢量化均要注意分層矢量化，將地形等高線、河流、公路、鐵路、村莊、基巖地質(zhì)等存放在不同的圖層上。矢量化有2種形式：全自動矢量化和交互式矢量化。

全自動矢量化是系統(tǒng)自動進行矢量追蹤，既省事，又方便，對于圖面比較整潔、線條比較分明、干擾因素比較少的圖件，跟蹤出來的效果比較好。但是對于那些干擾因素較大的圖(注釋、標記特別多的圖)就顯得力不從心。矢量化是一個耗時耗力的繁瑣工作，它的工作量占到總工作量的70% ～80%。對于初學者來說，更顯得吃力。為了提高矢量化的速度和精度，應(yīng)注意以下幾點(賀奮勤等，2003)。

(1)為了保證線條的流暢，必須適當選取矢量化參數(shù)，該參數(shù)的選取應(yīng)滿足線條既圓滑又不跑線，即矢量化應(yīng)走柵格中間，選擇適當?shù)摹俺橄∫蜃印焙汀白钚【€長”，以保證矢量化質(zhì)量。對一些曲線(地形線等)矢量化后，在不偏離原柵格的條件下要進行線條光滑處理。光滑處理的類型有2次Bizer光滑、3次Bizer光滑、3次抽樣插值、3次Bizer插值，根據(jù)實際情況選擇加密光滑、光滑線、抽稀光滑等操作，通常選擇3次Bizer插值，插值距離在0．5～0．8之間為宜(賀奮勤等，2003)。

(2)水系要素采集中，單線河要先采集河流的主干，從河流的河源到河口。支流也是如此。與主干交匯的地方，用快捷鍵F12母線加點來進行連接。雙線河流采集時為了保證面狀水系要素的閉合，在湖泊與雙線河交匯處、雙線河與雙線渠分界處、雙線河入?？诘暮ｊ懛纸缣幖安煌Q段雙線河分界處，需形成不同的面，在各分界處要加輔助線進行構(gòu)面，構(gòu)面后刪除輔助線。在采集雙線河入?？诘暮ｊ懡缇€時，河口形狀要保持完整，一般應(yīng)反映出大型河口的港灣特征。

(3)地質(zhì)界線錄入時利用抓點(shift)、靠近(F8)、封閉(ctrl+右擊鍵)等功能讓每一條參加造面的線封閉，可以減少后期拓撲檢查的工作量。

在錄入地質(zhì)界線時要注意處理好各要素之間的關(guān)聯(lián)，如錄入地質(zhì)界線時要注意地層間的新老關(guān)系，一般采用先新后老的順序進行錄入。在錄入地理要素時，要處理各類要素之間的關(guān)系，如單線水與等高線之間的關(guān)系，注意單線水不能出現(xiàn)“爬坡”等現(xiàn)象。

(4)地質(zhì)代號錄入。一般地質(zhì)代號帶有上標或下標，每個地質(zhì)代號錄入時要錄成整字符串，在MapGIS中用鍵盤上的符號組即可實現(xiàn)，輸入#－為下標、#+為上標、#=為還原，比如錄入K2p，2為下標，在MapGIS編輯窗口下的點“編輯”下拉菜單輸入點圖元，輸入類型為注記，給注記一定的參數(shù)，點OK后，將游標交點對準注釋的控制點在窗口圖中相應(yīng)的位置上按下左鍵，此時系統(tǒng)彈出該點編輯字符串對話框，請用戶輸入注釋文本K#－2#=p，輸入結(jié)束后，即可在剛才錄入注記的位置上出現(xiàn)一個地質(zhì)代號K2p。

2 數(shù)據(jù)處理

2．1 誤差校正

在圖形的掃描輸入過程中，由于手工操作的誤差、掃描儀的精度及原圖圖紙的變形等因素，使得輸入后的圖形與理論位置會有一定的誤差，達不到圖形的制作精度，圖形輸入后必須經(jīng)過誤差校正，在校正之前，首先利用MapGIS提供的自動生成標準圖框或交互式繪制投影經(jīng)緯網(wǎng)功能生成一標準圖框，注意在誤差校正時進行一項設(shè)置：在MapGIS誤差校正窗口中打開要校正的文件→打開控制點→控制點→編輯校正控制點(在對話框中把小數(shù)位精度下的數(shù)字設(shè)為12位)→確定，這樣可避免利用已有的*．pnt文件補入漏畫內(nèi)容時產(chǎn)生的誤差，確保精度(張于等，2007)。

2．2 拓撲造面

利用誤差校正，將錄入的點線校入標準圖框中，將標準圖框及參加造面色的圖層提出，進行自動剪斷線，拓撲查錯，拓撲造面。

在MapGIS中，全自動拓撲造區(qū)，生成隨機色，地質(zhì)面色替換需要按照其參數(shù)一一修改，不僅繁瑣，而且還易出錯，對此筆者經(jīng)過長期的實踐，利用“注釋附為屬性”、“Label合并”，二者結(jié)合較好地解決了這一問題。

2．2．1 具體步驟 為了說明問題，這里取1∶25萬蘇錫常地區(qū)某一部分的基巖地質(zhì)圖來說明(圖1)。該圖為2003年制作，北京54坐標系，高斯投影。

圖1 圖件掃描初始矢量化

(1)分析圖中的注記，圖中共有8類地質(zhì)體，現(xiàn)將其中一種地質(zhì)體K2p，在地質(zhì)圖上的表示形式、MapGIS錄入字串的表示形式、地質(zhì)體錄入的屬性內(nèi)容表示形式對照如下。

圖面上的地質(zhì)代號地質(zhì)體錄入的屬性內(nèi)容K2p K#－2#=p K↓2→p MapGIS注記錄入的字串形式

(2)對掃描圖進行邊界線數(shù)字化，自動剪斷線→清除微短線→清除線重疊坐標→自動線結(jié)點平差→線轉(zhuǎn)弧段→裝入轉(zhuǎn)換后的弧段文件→拓撲查錯。值得注意的是：自動結(jié)點平差時應(yīng)正確設(shè)置“結(jié)點搜索半經(jīng)”，半徑過大，會使相鄰結(jié)點掇合在一起造成亂線;反之，起不到結(jié)點平差作用。運用“自動剪斷”功能，應(yīng)在線轉(zhuǎn)弧段前執(zhí)行，或?qū)⒒《无D(zhuǎn)換為線后再執(zhí)行。拓撲查錯可以執(zhí)行查錯操作，根據(jù)查錯系統(tǒng)的提示改正錯誤。所有的預處理工作做好后，執(zhí)行“拓撲重建”這個功能項，系統(tǒng)隨即自動構(gòu)造生成區(qū)，并建立拓撲關(guān)系(孫衛(wèi)東，2004)，保存為文件dzt．wp。

(3)將錄好的地質(zhì)代號注記，存儲點文件為dzt．wt作為出圖用。再將點文件 dzt．wt另存為“蘇錫?；鶐r地質(zhì)圖．wt”(作過渡操作文件用)。在Map-GIS編輯窗口下編輯“蘇錫?；鶐r地質(zhì)圖．wt”文件，在“點編輯”下“修改文本”，點“子串統(tǒng)改文本”，此時在對話框“搜索內(nèi)容”中輸入#－，在“替換內(nèi)容”中輸入↓，“OK”所有的下標符號前都加上↓，同樣的方法把#=替換為→，把#+替換為↑。此過程兩秒鐘即可完成，為后面的屬性錄入大大節(jié)省了時間，加快了成果提交速度。

(4)給“蘇錫常基巖地質(zhì)圖．wt”文件加一屬性字段name，“編輯點屬性結(jié)構(gòu)”字段名稱name，字段類型為“字符串”，“字段長”為15。字段的長度可按照圖中最長的地質(zhì)代號的多少或按具體建庫要求來定。

(5)編緝“蘇錫常基巖地質(zhì)圖．wt”文件，在點編緝中用“根據(jù)注釋賦為屬性”，字段名選name，此時所有的地質(zhì)體名稱都對應(yīng)自動進入到name字段下，形式如K↓2→p等。

(6)在MapGIS編輯窗口下打開面文件dzt．wp，在“其他”下拉菜單中選“l(fā)abel合并”，系統(tǒng)會彈出文件輸入窗口，此時將點文件“蘇錫?；鶐r地質(zhì)圖．wt”裝入工作區(qū)后，系統(tǒng)即將落在該面元內(nèi)的點的屬性添加到所在面元屬性中。

(7)在MapGIS屬性庫管理窗口中打開面文件dzt．wp，并對此面文件進行屬性檢查。如果個別屬性是空，說明注記的坐標點未落到此面域內(nèi)，到編輯窗口對點文件“蘇錫常基巖地質(zhì)圖．wt”修改編輯，壓縮存盤。刪除面文件dzt．wp屬性字段name，重新進行“l(fā)abel合并”操作。

(8)在編輯窗口中打開面文件dzt．wp，在“面編輯”下，“根據(jù)屬性賦參數(shù)”如圖2出現(xiàn)對話框，點“確定”后出現(xiàn)如圖3對話框。

圖2 根據(jù)屬性賦參數(shù)示意圖

圖3 根據(jù)屬性替換同色示意圖

確定后，所有地質(zhì)體P2變?yōu)?15同一種面色(圖4)。同樣把其他相同地質(zhì)體屬性內(nèi)容，換為其對應(yīng)地質(zhì)面色，則實現(xiàn)了對地質(zhì)體的自動分類賦色，既快速又準確。

圖4 將同類地質(zhì)代號變?yōu)橥N面色

2．2．2 注意事項 (1)用數(shù)字化注記點填充區(qū)域時，盡量注意放在區(qū)域中間位置(趙鴻燕等，2003)，如果遇到面積小注記長時，至少要當坐標點可見時，可以看到注記左下角有一紅色的控制坐標點，要使這一坐標點位于區(qū)域內(nèi)部，這可以確保點label合并后地質(zhì)體屬性的完整性。

(2)一個地質(zhì)體的地質(zhì)代號錄入時必須是一個整字串，要按照上面所說錄入地質(zhì)代號的方法進行，不能分開錄入。

從資料輸入，到最后成圖，經(jīng)以上處理過的數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)地質(zhì)圖件的數(shù)字化，并建立圖形和屬性數(shù)據(jù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫。與以往制圖相比，運用Map-GIS軟件的注釋自動附屬性、label合并功能所制作的圖件不僅美觀、精度高、符合編制要求，而且提高了編制質(zhì)量和效率，縮短了報告的編制時間。

3 結(jié)語

由于國家有關(guān)管理部門要求圖件規(guī)范化管理和成果共享，所以近年來大部分地質(zhì)圖需要制作并進行建庫，地質(zhì)圖制作是一項費時、費力又容易出錯的工作。筆者巧妙地利用MapGIS中的一些設(shè)置和技巧來提高成圖的精度，通過改進一些操作方法，減少了一部分不必要的重復工作量，加快了成圖的速度，入庫制作更加便捷。

賀奮勤，何政偉，尹建忠．2003．基于MapGIS數(shù)字化地形圖的技術(shù)應(yīng)用［J］．物化探計算技術(shù)，25(4)：372 －376．

黎華，崔振昂，李方林．2003．MapGIS在地質(zhì)學中的應(yīng)用［J］．物探化探計算技術(shù)，25(1)：50－53．

孫衛(wèi)東．2004．MapGIS 6．6在數(shù)字水文地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫建庫中的應(yīng)用［J］．新疆地質(zhì)，22(3)：323 －325．

張于，王玉軍，李繼紅．2007．MapGIS在“縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃”制圖和建庫中的應(yīng)用［J］．地質(zhì)學刊(原《江蘇地質(zhì)》)，31(1)：37 －40．

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Some skills to compile geologic maps by MapGIS

ZHANG Yu1，WANG Yu-jun1，WU Xia-yi1，TIAN Ping2

(1．Geological Survey of Jiangsu Province，Nanjing 210018，China;2．Geological Environment Monitoring Sation of Sichuan Province，Chengdu 610081，China)

Cited digital geological map as an example，based on data input and data processing，and in combination with practice，the authors described in details some key techniques in using MapGIS digital geological maps，inclusive of the input of maps，input of hierarchical vector，graphics editing，error correction，build of surface topology，automatic substitution of geological complexion，for reference of those engaged in the field of GIS．

MapGIS;Map compliation;Technical skills

P228．2

A

1674－3636(2011)04－0391－04

10．3969/j．issn．1674-3636．2011．04．391

2011－09－13;編輯：侯鵬飛

張于(1972—)，女，工程師，主要從事圖件制作及數(shù)據(jù)庫建設(shè)等方面的研究工作，E-mail：767829512@qq．com