利用Mapgis軟件將等值線逆向數(shù)值化的方法

羅立紅，邵 興

（天津市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,天津 300191）

0 引言

在實(shí)際工作中，我們需要收集一些地區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地面沉降、地?zé)岬鹊刭|(zhì)資料。其中包括地下水位等值線、地面沉降等值線、熱力梯度等值線等圖件。在沒(méi)有具體的實(shí)測(cè)水位標(biāo)高、地面沉降量、熱力梯度值等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)情況下，如何將這些圖件數(shù)據(jù)化，又能保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性，是本次需要解決的主要問(wèn)題。

下面將以地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估中所需要的5年平均地面沉降速率等值線圖為例，根據(jù)多年來(lái)使用Mapgis軟件的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際操作來(lái)演示如何將2000～2004年5張地面年沉降速率圖，整合成一張2000～2004年平均地面沉降速率等值線圖。

本文使用的軟件及版本為：Mapgis6.7、Microsoft Off ice2010。

1 Mapgis數(shù)據(jù)格式的特點(diǎn)

Mapgis是武漢中地信息工程有限公司開(kāi)發(fā)的地理信息系統(tǒng)，已被廣泛應(yīng)用于測(cè)繪、地理、地質(zhì)方面，并得到一致好評(píng)。它分為“圖形處理”、“庫(kù)管理”、“空間分析”、“圖像處理”及“應(yīng)用服務(wù)”5個(gè)部分，共計(jì)24個(gè)子系統(tǒng)。用戶可以根據(jù)自己的需要，選擇不同的子系統(tǒng)，也可以將不同的子系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)使用。同時(shí)Mapgis還提供一些與其它軟件間相互轉(zhuǎn)換的接口，供用戶靈活應(yīng)用。

Mapgis的圖形數(shù)據(jù)包括：點(diǎn)圖元數(shù)據(jù)、線圖元數(shù)據(jù)、面圖元數(shù)據(jù)。其保存數(shù)據(jù)形成的文件名分別為：“*.wt”即點(diǎn)文件，“*.wl”即線文件, “*.wp”即面文件。

Mapgis的數(shù)據(jù)交換格式是ASCII碼的明碼文件，其文件結(jié)構(gòu)由文件頭和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分組成。文件頭記錄的是文件的版本和類型(點(diǎn)、線、面)信息，數(shù)據(jù)區(qū)記錄的是實(shí)體的幾何信息。明碼文件按要素類型分為線文件(*.wal)、點(diǎn)文件(*.wat)、區(qū)文件(*.wap)3種。

1.1 線文件結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)：文件頭 線數(shù) 1號(hào)線 2號(hào)線

…………

具體為：

（1）（文件頭）WMAP9021

（2）（線數(shù)）n

（3）（1號(hào)線）

線型號(hào)，輔助線性型號(hào)，線色，線寬，X系數(shù)，Y系數(shù)，輔助色，圖層，透明輸出。

（1號(hào)線線點(diǎn)數(shù)）m1

X1,Y1

X2,Y2

………

ID,線長(zhǎng)度

1.2 點(diǎn)文件結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)：文件頭 點(diǎn)數(shù) 1號(hào)點(diǎn) 2號(hào)點(diǎn)…………

具體為：

（1）（文件頭）WMAP9022

（2）（點(diǎn)數(shù)）n。

（3）（1號(hào)點(diǎn)）

X1,Y1,ID,

type1{0字符串/1子圖/2圓/3弧/4圖像/5文本}，

點(diǎn)信息{點(diǎn)信息和點(diǎn)類型相對(duì)應(yīng)}

1.3 區(qū)文件結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)：文件頭 弧段數(shù) 1號(hào)弧度 2號(hào)弧度…… 最后弧度 節(jié)點(diǎn)數(shù) 1號(hào)結(jié)點(diǎn) 2號(hào)結(jié)點(diǎn) …………最后結(jié)點(diǎn) 區(qū)數(shù) 1號(hào)區(qū) 2號(hào)區(qū) ………… 最后區(qū)。

明碼文件只有要素的幾何信息而沒(méi)有要素的屬性，只能用于地圖的顯示和出版，必須轉(zhuǎn)為Mapgis的標(biāo)準(zhǔn)文件，才能進(jìn)行GIS分析與屬性信息查詢等操作。

等值線數(shù)值化的方法設(shè)計(jì)

將2000、2001、2002、2003、2004年地面年沉降速率圖，通過(guò)基礎(chǔ)圖件處理、Mapgis明碼文件處理、生成GRD網(wǎng)格化文件、生成高程點(diǎn)文件和數(shù)據(jù)整理，經(jīng)過(guò)上述5個(gè)步驟處理后才能生成一張5年平均地面沉降速率圖，其方法設(shè)計(jì)見(jiàn)圖1。

圖1 等值線數(shù)值化流程圖

2 等值線數(shù)值化的處理過(guò)程

2.1 基礎(chǔ)圖件處理

首先通過(guò)對(duì)線文件（*.wl）進(jìn)行抽稀操作，合理地減少該文件的數(shù)據(jù)量，以達(dá)到減少工作量的作用，抽稀前后對(duì)比見(jiàn)圖2、圖3，其具體操作如下：

（1）進(jìn)入“圖形處理”主菜單——〉“輸入編輯”——〉進(jìn)入mapgis編輯子系統(tǒng)；

（2）將需要編輯的線文件（*.wl）添加到項(xiàng)目中；

（3）通過(guò)“L線編輯”菜單——〉“抽稀線G”；

（4）抽稀因子：默認(rèn)為0.3；

（5）保存項(xiàng)目，退出編輯子系統(tǒng)。

圖2 （抽稀前）

圖3 （抽稀后）

2.2 Mapgis明碼文件處理

導(dǎo)出線文件（*.wl）的坐標(biāo)點(diǎn)，形成“Mapgis明碼格式”文件（*.Wal）,作為生成等值線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其操作界面見(jiàn)圖4，具體步驟如下：

（1）進(jìn)入“圖形處理”主菜單——〉“文件轉(zhuǎn)換”——〉文件轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)；

（2）通過(guò)“文件”菜單——〉“裝入線”，將抽稀后的線文件裝入；

（3）通過(guò)“輸出”菜單——〉“輸出Mapgis明碼格式”，輸出明碼文件。

圖4 文件轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)

M a p g i s 明碼格式如表1、圖5所示，可以通過(guò)Microsoft Off ice Excel軟件編輯。這其中紅色標(biāo)注框中為線文件坐標(biāo)點(diǎn)的X,Y坐標(biāo)，藍(lán)色標(biāo)注框的為該根線的ID號(hào)。我們根據(jù)線的ID號(hào)，在后面添加該等值線的沉降速率值，并對(duì)沒(méi)用的單元格進(jìn)行整理后如圖6所示。

將整理好的數(shù)據(jù)，另存為“*.txt文件”，用于生成GRD文件。

表1 線文件格式

圖5 明碼數(shù)據(jù)編輯(前)

圖6 Mapgis明碼格式（后）

2.3 生成GRD網(wǎng)格化文件

操作界面見(jiàn)圖7，具體步驟如下：

（1）進(jìn)入“圖形處理”主菜單——〉“空間分析”——〉DTM分析子系統(tǒng)；

（2）通過(guò)“GRD模型”菜單——〉“離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化”——〉生成*.GRD文件

（注：對(duì)需要疊加的每一張圖，在其中的“網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置”中的X，Y方向的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)、網(wǎng)格間距、網(wǎng)格線數(shù)一定要對(duì)應(yīng)。）

圖7 離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化

2.4 生成高程點(diǎn)文件（*.wt）

其操作界面見(jiàn)圖8，具體步驟如下：

（1）進(jìn)入“圖形處理”主菜單——〉“空間分析”——〉DTM分析子系統(tǒng)；

（2）通過(guò)“模型應(yīng)用”菜單——〉“高程點(diǎn)標(biāo)注制圖”——〉生成*.WT文件

圖8 高程點(diǎn)標(biāo)注制圖

2.5 數(shù)據(jù)整理，生成5年平均地面沉降速率等制線圖

將剛生成的每年高程點(diǎn)的屬性加入點(diǎn)位置X,Y值，然后輸出成*.txt文件，再通過(guò)Microsoft Off ice Access 軟件，以高程點(diǎn)的ID號(hào)作為關(guān)聯(lián)字段（自動(dòng)生成點(diǎn)文件ID號(hào)是一致的），計(jì)算出5年平均地面沉降量，如圖9所示。這樣就可以用此數(shù)據(jù)按第3.3節(jié)的方法進(jìn)行“離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化”，生成5年平均地面沉降速率等值線圖。

圖9 平均沉降量計(jì)算

3 結(jié)論

該套方法能夠有效地幫助地質(zhì)工作者對(duì)收集到的圖形文件進(jìn)行有效的利用，提高數(shù)據(jù)的精度和繪圖的速度，充分發(fā)揮資料的價(jià)值，該方法不僅用于地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的工作中，還可用于其它類似曲線的數(shù)據(jù)化處理工作，該方法在日常工作中發(fā)揮著極大的作用。

[1]陳 勇等.數(shù)字圖數(shù)據(jù)到MAPGIS數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換[J].測(cè)繪學(xué)院學(xué)報(bào)，2004年，第2期：154～156.

[2]段青梅等.基于MAPGIS明碼文件的繪圖轉(zhuǎn)換系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J].物探與化探，2005年，第1期：50～52.

[3]鐘理韜等.MAPGIS明碼文件的獲取和在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2014年,第7期:2171～2173.

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