一種基于M apGIS的矢量文件快速校正方法

張華平，王增輝，趙西強(qiáng)，朱恒華，智云寶

(山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東濟(jì)南250013)

一、引 言

我國(guó)地質(zhì)調(diào)查工作開展比較久遠(yuǎn)，由于客觀因素的限制，開展數(shù)字填圖以前的成果均是以紙質(zhì)出版的。各種地質(zhì)圖是廣大地質(zhì)調(diào)查人員花費(fèi)大量時(shí)間、人力、物力和財(cái)力的工作成果，直觀地反映了地質(zhì)情況，是很多礦產(chǎn)、資源、工程勘察等工作開展的基礎(chǔ)資料[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)字化這些成果成為一項(xiàng)重要的工作。

本項(xiàng)工作采用的軟件系統(tǒng)為MapGIS，工作的基礎(chǔ)圖件是掃描的1∶5萬(wàn)地質(zhì)圖。很顯然，無(wú)論掃描技術(shù)如何提高，柵格數(shù)據(jù)的局部的形變都是不可避免的，為了盡可能地減少誤差，提高矢量化數(shù)據(jù)的精度，必須對(duì)矢量化數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差校正[1]。

誤差校正的本質(zhì)就是建立一種一一對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，筆者在本項(xiàng)工作中發(fā)現(xiàn)一種可以快速、準(zhǔn)確制作該對(duì)應(yīng)關(guān)系的方法，即有機(jī)結(jié)合MapGIS軟件的誤差校正系統(tǒng)和質(zhì)量控制文件，可以快速高效地制作控制點(diǎn)(*．pnt)文件，大大提高工作效率。

二、傳統(tǒng)MapGIS誤差校正方法

MapGIS的誤差校正系統(tǒng)提供了兩種誤差校正方法：交互式校正和自動(dòng)校正。實(shí)際控制點(diǎn)文件是指掃描圖件中圖幅內(nèi)框及公里網(wǎng)的交叉點(diǎn)，將其以點(diǎn)文件的形式表示出來(lái)，點(diǎn)的中心為控制點(diǎn)中心，也是公里網(wǎng)及內(nèi)圖框交叉中心，文件命名為＊＊＊K00A．WT[2]。其中，* 代表圖幅名稱的首字母。

1．交互式誤差校正方法

1)打開實(shí)際控制點(diǎn)文件，選擇此文件為校正文件，設(shè)置控制點(diǎn)參數(shù)為實(shí)際值。

2)選擇添加控制點(diǎn)，按一定的規(guī)則逐一采集控制點(diǎn)，必須牢記采集的順序。

3)打開校正參考文件，一般為利用軟件直接生成的圖框，設(shè)置控制點(diǎn)參數(shù)為理論值。

4)參照步驟2)的選點(diǎn)順序和位置逐一選擇理論控制點(diǎn)，必須保證與之一一對(duì)應(yīng)，保存控制點(diǎn)文件。

5)檢查控制點(diǎn)文件，選擇瀏覽編輯控制點(diǎn)，校正方法選擇分塊校正以外的任何一種，可以看見點(diǎn)位誤差，一般中誤差一般都小于1;若大于此值則需要進(jìn)行檢查，以確認(rèn)是否局部變形很大或者控制點(diǎn)采集錯(cuò)誤。

6)打開待校正的點(diǎn)文件、線文件和面文件，通過(guò)之前制作好的控制點(diǎn)文件，在瀏覽編輯控制點(diǎn)中選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行校正轉(zhuǎn)換。

2．自動(dòng)誤差校正方法

1)打開實(shí)際控制點(diǎn)文件，選擇此文件為校正文件，設(shè)置控制點(diǎn)參數(shù)為實(shí)際值。

2)選擇自動(dòng)采集控制點(diǎn)，自動(dòng)采集控制點(diǎn)。

3)打開校正參考文件，一般為利用軟件直接生成的圖框，設(shè)置控制點(diǎn)參數(shù)為理論值。

4)自動(dòng)采集理論控制點(diǎn)，定位4個(gè)角點(diǎn)，將4個(gè)角點(diǎn)理論坐標(biāo)輸入，然后自動(dòng)匹配，生成控制點(diǎn)文件。界面如圖1所示。

圖1 自動(dòng)采集理論值進(jìn)行定位

5)檢查控制點(diǎn)，一般自動(dòng)采集控制點(diǎn)，都會(huì)存在某些點(diǎn)匹配錯(cuò)誤。主要的錯(cuò)誤類型有部分點(diǎn)匹配不到，還有部分點(diǎn)由于幾個(gè)控制點(diǎn)太近可能選擇錯(cuò)誤，檢查和修改控制點(diǎn)文件的工作比較復(fù)雜。

6)打開待校正的點(diǎn)文件、線文件和面文件，通過(guò)之前制作好的*．pnt文件，在瀏覽編輯控制點(diǎn)中選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行校正轉(zhuǎn)換。

3．傳統(tǒng)誤差校正方法存在的不足

1)交互式誤差校正方法每個(gè)點(diǎn)都需要采集，對(duì)采集的順序要求要求很嚴(yán)格，不能漏采、不能重復(fù)，理論值和實(shí)際值的采集必須完全一一對(duì)應(yīng)，采集的工作量很大，也很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤修改十分麻煩，往往都是從頭再來(lái)[3-4]。

2)自動(dòng)誤差校正方法在自動(dòng)匹配過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)匹配不上，還需要人工來(lái)匹配;個(gè)別控制點(diǎn)由于太近甚至?xí)霈F(xiàn)匹配錯(cuò)誤，存在一定的不確定性。

三、快速校正的方法

1．控制點(diǎn)理論值采集

1)打開校正參考文件，設(shè)置控制點(diǎn)參數(shù)。需要注意的是該處選擇應(yīng)為實(shí)際值。主要原因是：自動(dòng)采集理論值必須是在采集了實(shí)際值之后，由于軟件本身不支持直接采集理論值，所以筆者設(shè)置為實(shí)際值，但是保存控制點(diǎn)文件時(shí)，應(yīng)該將該文件存為理論值。

2)自動(dòng)采集控制點(diǎn)。

3)顯示校正控制點(diǎn)，查看理論控制點(diǎn)的序號(hào)，如圖2所示。

圖2 利用標(biāo)準(zhǔn)文件采集理論值

4)利用Excel軟件打開理論控制點(diǎn)文件，注意利用分隔符的方式打開，不要破壞原數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)?？梢钥吹嚼碚撝祵?shí)際數(shù)據(jù)是在實(shí)際值的位置上。

2．實(shí)際控制點(diǎn)文件的特殊處理

實(shí)際控制點(diǎn)文件是指圖面公里網(wǎng)以及圖內(nèi)框的交叉點(diǎn)，是一個(gè)質(zhì)量檢測(cè)文件。以往，該文件都是在圖面根據(jù)數(shù)據(jù)采集人員自己的意愿采集的，沒有一定的采集順序。本方法關(guān)鍵的一點(diǎn)就是在采集控制點(diǎn)時(shí)按照特定的順序?qū)⑵渑帕衅饋?lái)。排列的規(guī)則就是圖2中利用標(biāo)準(zhǔn)文件采集理論值的順序。

3．控制點(diǎn)實(shí)際值采集

1)利用MapGIS誤差校正模塊，自己制作的控制點(diǎn)文件。

2)設(shè)置控制點(diǎn)參數(shù)，該處選擇為實(shí)際值。

3)利用軟件自動(dòng)采集控制點(diǎn)，搜索半徑可以設(shè)置小一點(diǎn)，保存控制點(diǎn)文件為實(shí)際值。

4)顯示校正控制點(diǎn)，查看實(shí)際控制點(diǎn)的序號(hào)是否完全和理論控制點(diǎn)一致，如圖3所示。

圖3 利用控制點(diǎn)文件采集實(shí)際值

5)利用Excel軟件打開實(shí)際控制點(diǎn)文件，可以看到實(shí)際控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，將理論控制點(diǎn)數(shù)據(jù)復(fù)制粘貼到理論值欄(倒數(shù)后兩欄)，并且需要保持原數(shù)據(jù)的格式不變，需要將“x”替換為“xp”，如第1個(gè)點(diǎn)直接粘貼過(guò)去后x=457．461 361，為了保持原數(shù)據(jù)格式不變需要替換為xp=457．461 361，如圖4所示。

圖4 合成的控制點(diǎn)文件

6)參照傳統(tǒng)方法步驟5)檢查控制點(diǎn)。

4．矢量文件校正

校正控制點(diǎn)文件制作好以后利用傳統(tǒng)方法步驟6)來(lái)校正矢量文件即可。

四、結(jié)束語(yǔ)

1)采用改進(jìn)方法制作控制點(diǎn)文件速度快，可將原來(lái)制作一個(gè)圖幅幾個(gè)小時(shí)的工作量縮短為幾分鐘，大大提高了工作的效率。

2)理論值與實(shí)際值的對(duì)應(yīng)關(guān)系在新的方法中取決于控制點(diǎn)文件的順序號(hào)，避免了自動(dòng)匹配中由于控制點(diǎn)距離問(wèn)題而造成的不確定性。

3)控制點(diǎn)文件一旦有較大的誤差和錯(cuò)誤，在新的方法中比較直觀，更容易查找和修改。

4)整個(gè)過(guò)程除了MapGIS軟件外，僅僅使用了Excel軟件，十分簡(jiǎn)單、方便，無(wú)須特殊的工具軟件[5]。

5)該校正方法不但可以利用在標(biāo)準(zhǔn)分幅文件中，同理可以利用到任何一個(gè)只要有理論控制點(diǎn)和實(shí)際控制點(diǎn)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系的矢量的校正中。

[1]吳信才．MapGIS地理信息系統(tǒng)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2004．

[2]DD2006—06數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)[S]．北京：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，2006．

[3]黃祥芝．湖北省區(qū)域地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)[J]．資源環(huán)境與工程，2011，12(2)：642-647．

[4]陳麗娟，黃青華，楊文芳，等．淺議地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)建立的技巧[J]．青?？萍迹?011，24(2)：140-145．

[5]楊金玲，朱大明，曹先革．基于MapGIS的誤差校正改進(jìn)方法[J]．測(cè)繪工程，2006，15(1)：31-33．