基于MAPGIS的地形圖數(shù)字化研究

方乃芳

（遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院，遼寧 沈陽110006）

1 MAPGIS軟件介紹

MAPGIS軟件是由中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）研制開發(fā)的地理信息系統(tǒng)，該軟件具備數(shù)據(jù)采集、處理、輸出、建庫、檢索、分析等功能，是一個非常有發(fā)展前景的數(shù)字化制圖軟件，在測繪、地質(zhì)及其他相關(guān)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，并取得了大量成果。

2 地形圖數(shù)字化

地形圖數(shù)字化是空間數(shù)據(jù)獲取的重要實現(xiàn)方式，是空間數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)建立的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。地形圖數(shù)字化使用的軟件很多，現(xiàn)就近年來從事地形測量的實際工作，介紹一下MAPGIS軟件在地形圖數(shù)字化中的應(yīng)用。地形圖數(shù)字化分為地形圖預(yù)處理、地形圖矢量化和數(shù)字化地形圖的保存3個階段。

2.1 地形圖預(yù)處理

紙質(zhì)地形圖由于保存時間過長、室內(nèi)溫度、濕度等因素的影響，會引起地形圖的縮小、放大、老化等一系列無法預(yù)料的圖紙變形，還有可能由于使用人員的粗心大意造成褶皺、圖面污染、模糊不清等現(xiàn)象。因此，在掃描地形圖前需要對紙質(zhì)地形圖進行一定的預(yù)處理。首先要檢查圖面，如果圖面有污染要進行清潔圖面，去除污點處理，如果縮放明顯的進行熱處理或濕處理，然后再進行掃描和矢量化。

2.2 地形圖掃描

利用大幅面掃描儀掃描地形圖，采用灰度方式掃描，并以柵格形式TIF文件格式保存。掃描后地形圖難免會出現(xiàn)傾斜等變形現(xiàn)象，可以用PHOTOSHOP軟件進行處理一下，調(diào)整一下整體變形。

2.3 地形圖的鑲嵌配準

將掃描后的TIF文件通過MAPGIS提供的圖像處理—圖像分析→文件→數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換為MSI影像文件。完成轉(zhuǎn)換后，在MAPGIS中打開圖像處理→圖像分析的對話框，在文件菜單下選擇打開的影像，點擊菜單鑲嵌融合→打開參照文件→參照點文件→賦予一個文件名。再點擊菜單鑲嵌融合→刪除所有控制點→添加控制點，分別在左邊影像圖中和右邊標準圖框中對準選擇一個對應(yīng)的控制點，點擊空格鍵，確定。一般來說，選擇10～13個控制點最為合適。最后在鑲嵌融合菜單下，選擇校正預(yù)覽，檢查在右邊的對話框中出現(xiàn)的校正效果是否正確，如果正確，在鑲嵌融合菜單下，選擇影像精校正，然后保存。

2.4 地形圖矢量化

矢量化是數(shù)字制圖過程中的重要一環(huán)，是采集數(shù)據(jù)的重要手段。因此，在矢量化的過程中要相當?shù)刂斏骱托⌒?，而控制誤差和采集有效數(shù)據(jù)是必須注意的問題，要準確地進行矢量化，首先要仔細讀圖，以便從整體上把握整個圖像要素和結(jié)構(gòu)。MAPGIS把矢量化地圖要素根據(jù)幾何特征分為三類：點數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)和區(qū)數(shù)據(jù)。文件的基本類型與之對應(yīng)分為三類：點文件、線文件和區(qū)文件。在對整幅圖紙矢量化前，將每一類作為一個圖層，并對每一個圖層賦予一個圖層名，便于以后對圖形進行編輯和檢索，并可根據(jù)需要制作專題圖[1]。MAPGIS平臺下，矢量化有3種方式：全自動矢量化、手動矢量化和交互式矢量化。全自動矢量化清晰度比較低，連接性光滑性不夠；手動矢量化是一種傳統(tǒng)的矢量方法，但需要耗費大量的工作量，主要用來處理要素種類復(fù)雜的圖紙；交互式矢量化是手動矢量化與全自動矢量化相結(jié)合的一種矢量化方式，操作時盡量多使用一些功能鍵。

2.5 誤差校正

在圖件數(shù)字化輸入的過程中，通常由于操作誤差，數(shù)字化設(shè)備精度、圖紙變形等因素，使輸入后的圖形與實際圖形所在的位置，往往有偏差，即存在誤差。個別圖元經(jīng)過編輯、修改后，雖可滿足精度，但有些圖元，由于位置發(fā)生偏移，雖經(jīng)編輯，很難達到實際要求的精度，此時，說明圖形經(jīng)過掃描輸入或數(shù)字化輸入后，存在著變形或畸變。出現(xiàn)變形的圖形，必須經(jīng)過誤差校正，清除輸入圖形的變形，才能使之滿足精度要求[2]。

進入“誤差校正”子系統(tǒng)，分別打開標準圖框和需要校正的文件，點擊控制點→選擇采集文件（選擇需要校正的文件），然后點擊控制點→設(shè)置控制點參數(shù)，采集數(shù)據(jù)值類型：實際值，接著再點擊控制點→添加校正控制點，提示是否新建控制點文件：是。

按順序添加控制點，不少于4個?？刂泣c盡量采集多一些，選擇10～13個控制點，即4個圖幅腳點和6～9個分布均勻的方格網(wǎng)交點，以保證誤差校正精度。然后對標準圖框進行上述步驟，采集數(shù)據(jù)值類型選擇理論值，然后數(shù)據(jù)校正，保存，校正完成。

2.6 數(shù)字化地形圖的保存

將完成的高程點、界址點、符號、注釋、地名等矢量化的點文件保存，將完成、等高線、河流、公路、鐵路等矢量化的線文件保存。按照圖層名稱分別提取其中的要素，在MAPGIS輸入編輯系統(tǒng)的“其他”菜單下，將線文件做自動剪斷線操作，使所有交點處的線全部自動剪斷。然后在“其他”菜單下，選擇清除微短線，刪除所有多余部分的微短線頭。接著在“其他”菜單下，選擇清除線重疊坐標，將有重疊部分的坐標全部清除。再在“其他”菜單下，選擇自動節(jié)點平差，將自動剪斷后的交點處全部自動平差。全部的線沒有錯誤時，線轉(zhuǎn)弧段，弧段生成后進行拓撲查錯，解決錯誤，待所有拓撲錯誤解決完，再進行拓撲重建，拓撲重建后，程序會生成一個新的區(qū)文件，將新的區(qū)文件改名后保存。

3 結(jié)語

地形圖數(shù)字化是一項繁瑣而復(fù)雜的工作，MAPGIS的研發(fā)和使用使制圖人的工作強度大大減輕，并且大大提高了測繪工作的效率，保證了測繪工作的質(zhì)量，使得測繪資料更加美觀、整潔，易于保存，更有利于測繪人員對測繪資料的檢索和綜合整理。

［1］劉春英.MapGIS在地質(zhì)制圖中的操作與應(yīng)用［J］.中國科技博覽，2011（17）:85.

［2］武漢中地信息工程有限公司.MAPGIS地理信息系統(tǒng)使用手冊［M］.2008.