基于MapInfo的草地資源利用現(xiàn)狀專題地圖數(shù)字化制作研究——以和靜縣為例

蘇清荷，安沙舟，白玉濤，吾其爾，買寅生，董 磊

(1.巴音郭楞蒙古自治州草原工作站，新疆庫爾勒 841000；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；3.輪臺縣草原站，新疆輪臺 841600；4.和靜縣草原站，新疆和靜 841300)

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基于MapInfo的草地資源利用現(xiàn)狀專題地圖數(shù)字化制作研究
——以和靜縣為例

蘇清荷1，安沙舟2，白玉濤3，吾其爾1，買寅生4，董 磊4

(1.巴音郭楞蒙古自治州草原工作站，新疆庫爾勒 841000；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；3.輪臺縣草原站，新疆輪臺 841600；4.和靜縣草原站，新疆和靜 841300)

【目的】研究數(shù)字化草地資源現(xiàn)狀圖，為草地資源的管理及利用提供依據(jù)?！痉椒ā吭趯ψ烂娴乩硇畔⑾到y(tǒng)MapInfo功能分析的基礎(chǔ)上，以和靜縣為實例，建立MapInfo表，進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)錄入，采用TM遙感影像或MapInfo的專題地圖制作功能，制作草地資源利用現(xiàn)狀專題圖，詳細(xì)說明應(yīng)用MapInfo進(jìn)行制圖時應(yīng)注意的幾點問題?！窘Y(jié)果】利用MapInfo制作草地資源利用現(xiàn)狀專題圖具有簡單、快捷的特點，為草地資源利用和畜牧部門提供合理的放牧依據(jù)以及為草地執(zhí)法部門解決草地資源利用糾紛提供必要的參照依據(jù)，并為草原生態(tài)保護(hù)補助獎勵機制承包到戶提供最有利的界線支持，為基本草原的劃定提供工作底圖。【結(jié)論】利用MapInfo制作草地資源利用現(xiàn)狀專題地圖，提高了制圖精度，減少了人為誤差，實現(xiàn)了地圖數(shù)字化管理。

MapInfo；鄉(xiāng)鎮(zhèn)界線；季節(jié)放牧場；專題地圖

0 引 言

【研究意義】新疆是全國五大牧區(qū)之一，擁有草原面積5 725.88×104hm2，可利用草原面積4 800.68×104hm2。草原占新疆國土總面積的34.4%，草原面積居全國第三位，牲畜頭數(shù)僅次于內(nèi)蒙古。畜牧業(yè)是新疆的支柱產(chǎn)業(yè)之一，其中草原畜牧業(yè)在畜牧業(yè)中占有重要地位[1-3]。草地資源利用現(xiàn)狀圖作為反映各個利用單位對草地資源利用的一個重要依據(jù)，它以各個利用單位和利用季節(jié)為主要因素，揭示某個行政區(qū)域內(nèi)利用單位的分布規(guī)律及其季節(jié)利用的分布規(guī)律，對研究草畜平衡、草地資源的合理利用和草地狀況及其分布規(guī)律提供基礎(chǔ)信息，為草地執(zhí)法部門解決不同單位利用糾紛提供了依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】呂孟旭、朱恩利、姚娜、羅云彬、徐京華等在利用MapInfo專題地圖制作技術(shù)與方法上做了大量的工作[4-8]；蒲小鵬[9]、楊德麟[10]、梁天剛[11]、靳瑰麗[12]，姚志強[13]、魯為華[14]等用MapInfo在草地類型圖、草地等級評價圖、草地利用現(xiàn)狀圖和草地專題制圖等方面做了大量的研究工作。MapInfo制圖在林業(yè)、土壤、水利上也有較為廣泛的應(yīng)用[15-17]?！颈狙芯壳腥朦c】傳統(tǒng)的制圖技術(shù)主要采用人工測定和手工編繪，然后轉(zhuǎn)繪在紙質(zhì)介質(zhì)上，在信息獲取的準(zhǔn)確性、更新的時效性、管理的便捷性上都存在不足，并且在保存過程中容易發(fā)生磨損、變形等，這也使測量誤差增大。而現(xiàn)代的數(shù)字化圖件以電子圖的形式保存，不會受損，同時為信息的流通、查詢、處理和實時更新等提供捷徑。【擬解決的關(guān)鍵問題】利用MapInfo實現(xiàn)對草地資源數(shù)字化獲得矢量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在空間和屬性數(shù)據(jù)上獨具特色，空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的結(jié)合為描述草地資源的空間分布，為管理草地資源提供便捷、高效途徑，從而實現(xiàn)對草地資源的數(shù)字化管理。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 選擇和收集

數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)備應(yīng)根據(jù)編圖要求收集區(qū)域內(nèi)不同比例尺的行政區(qū)劃圖和土地等利用現(xiàn)狀圖。1∶5萬或者1∶10萬分幅圖是野外實際調(diào)查經(jīng)內(nèi)業(yè)轉(zhuǎn)繪到工作底圖上編繪而成的，為行政區(qū)域的矩形分幅，圖上有明顯的標(biāo)注地理坐標(biāo)(圖廓有標(biāo)注)、控制點等要素。在數(shù)據(jù)資料收集過程中，盡可能選用精度高、行政界線準(zhǔn)確、圖面要素相互關(guān)系正確、行政區(qū)劃和土地等利用現(xiàn)狀要素完備的各類利用現(xiàn)狀圖。數(shù)據(jù)收集一般來源于民政局(勘定的各類行政界線)和國土資源局(土地利用的現(xiàn)狀界線以及各類其他勘定的界線)。研究采用的是1∶10萬的地形圖。

圖1 地形圖配準(zhǔn)投影選擇
Fig. 1 Topographic map matching projection

圖2 配準(zhǔn)好的地形圖的誤差矯正
Fig. 2 Registration good error correction chart of topographic map

1.1.2 處理與準(zhǔn)備

首先將紙質(zhì)地圖掃描，得到柵格影像；然后在MapInfo中打開柵格地圖，對柵格圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。選擇投影和帶號。圖1

讓地形圖具有真實的地理坐標(biāo)。在配準(zhǔn)過程中保證誤差小于1，以此來保證數(shù)字矢量化的精度。圖2

1.2 方 法

MapInfo表的建立：在MapInfo中進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，首先應(yīng)建立存儲圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的MapInfo表，在這些表中分別存儲各類專題要素。為了便于管理，不同的專題要素可儲存在不同的表中。對草地資源利用現(xiàn)狀專題地圖，其專題要素主要包括各種圖斑要素、線狀要素和零星地物，還包括行政境界線、季節(jié)草場利用權(quán)屬界線等。MapInfo通過圖層來管理數(shù)據(jù)，其表現(xiàn)形式主要有點狀、線狀、面狀要素，這三類要素嚴(yán)格按照點狀要素在最上、面狀要素在最下、線狀要素居中的順序來安排圖層。表1

表1 制圖信息排列順序
Table 1 The order table mapping information

上點狀要素地類符號(草地，非草地，重要特征符號等)；文字注記(居民點、圖廓經(jīng)緯度注記、圖名、比例尺、圖名、制圖單位時間，等)中線狀要素行政界線(省界、州界、縣界、縣鎮(zhèn)界線，等)；利用界線(季節(jié)利用界線、跨區(qū)利用界線，等)；交通線路(鐵路、公路、重要牧道，等)；水系、重要山谷走向，等下面狀要素除了點狀、線狀要素以外的所有面狀物，包括重要水域、重要放牧場等

圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的錄入：在圖形數(shù)據(jù)的錄入階段，首先打開已建好的保存屬性要素的MapInfo表，將所要矢量化的屬性要素所對應(yīng)的表設(shè)置為可編輯，此時即可根據(jù)屬性要素的圖形特征選擇相應(yīng)的MapInfo繪圖工具進(jìn)行屏幕矢量化。完成一個矢量化對象后應(yīng)直接利用MapInfo中的信息工具，在信息窗口中添加所對應(yīng)的對象的屬性數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性。為確保草地資源利用專題地圖中各圖形要素之間的無縫結(jié)合，在矢量化的過程中可激活自動捕捉節(jié)點功能鍵(英文狀態(tài)下按s鍵)，然后利用Shift鍵和Ctrl鍵進(jìn)行矢量化跟蹤。這種錄入方法具有速度快、精度高、強度低等優(yōu)點。圖3

圖3 屬性數(shù)據(jù)表
Fig. 3 Attribute data table

研究采用在MapInfo下對巴音郭楞蒙古自治州和靜縣的草地資源利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行數(shù)字化，對點要素和線要素分別根據(jù)草地資源利用現(xiàn)狀的不同利用單位和不同的利用季節(jié)建立了面狀要素，并建立了相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)表，將所有的屬性數(shù)據(jù)全部儲存在屬性表內(nèi)，并逐步完善相關(guān)屬性信息，并能根據(jù)實際情況實現(xiàn)實時更新。

2 結(jié)果與分析

在草地資源利用現(xiàn)狀專題地圖中，線狀要素采用不同的線形符號或者不同的顏色進(jìn)行區(qū)別；零星地物采用不同的點狀符號或者不同的顏色進(jìn)行表示。在MapInfo 8.5的符號庫和線形庫中有大量的點狀和線狀符號，基本可以滿足制作草地資源利用專題地圖的需要。因此，在矢量化時，可直接選擇相應(yīng)的符號對線狀地物和點狀地物進(jìn)行繪制。對面狀要素常用兩種方法填充：一種是在矢量化每個面狀對象后，分別根據(jù)其所類別進(jìn)行規(guī)定的圖案及顏色填充。面狀要素一般是根據(jù)利用單位和利用季節(jié)的不同采用不同的填充顏色或圖案進(jìn)行填充；另一種是在矢量化過程中對所有的面狀要素不進(jìn)行填充，底圖選擇遙感影像來更生動的表現(xiàn)地形和地貌的變化，然后在面狀上用文字進(jìn)行標(biāo)注，以區(qū)別利用時間和利用單位的不同。研究采用了第二種方法，選擇了分辨率為30 m的TM影像作為底圖進(jìn)行制圖。

數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，在圖上增加標(biāo)記和圖例等所需內(nèi)容。在創(chuàng)建專題地圖時，MapInfo自動創(chuàng)建圖例來說明圖中點、線、面的顏色、符號、大小分別表示的含義。它隨著專題圖的修改而呈現(xiàn)不同的樣式，還可進(jìn)行圖層順序變化、增加標(biāo)題、設(shè)定字體大小顏色等。最后進(jìn)行地圖整飾，添加圖框、圖名、指北針、經(jīng)緯度等，使其成為一幅完整的專題地圖。圖4

圖4 和靜縣草地資源利用現(xiàn)狀專題
Fig. 4 The thematic map of utilization grassland resource in Hejing county

3 討 論

應(yīng)用MapInfo軟件制作草地資源利用現(xiàn)狀專題地圖對制圖質(zhì)量很有幫助。根據(jù)實踐經(jīng)驗，應(yīng)注意以下幾個問題：(1)在獲得數(shù)字化底圖時，要根據(jù)制圖目的、成圖尺寸、清晰度、精度等要求設(shè)置彩色掃描儀圖象采集的分辨率和范圍。一般鄉(xiāng)(鎮(zhèn))級的單位選用1∶5萬的地形圖底圖，縣一級采用1∶10萬的地形圖底圖；該比例的地形圖底圖提供的信息適中，彩色掃描的分辨率一般為300 dpi。若低于300 dpi，地名以及地類標(biāo)識會模糊不清；若高于300 dpi，圖形柵格文件往往過大，處理過程中計算機反應(yīng)速度會受影響，給制圖工作帶來不便。(2)將柵格底圖導(dǎo)入MapInfo時要進(jìn)行配準(zhǔn)。配準(zhǔn)既可為數(shù)值化地圖提供空間地理坐標(biāo)，又可糾正地圖變形。草地資源利用現(xiàn)狀圖的底圖通常選用1∶10萬的地形圖。由于范圍廣闊，涉及面積較大，因此，地圖投影一般選取高斯-克里格投影。(3)若需對多幅地圖數(shù)字化，可在MapInfo中對多幅地圖先行分幅數(shù)字化，然后再拼接，該方法對計算機的軟硬件要求低，便于操作，可實現(xiàn)多幅地圖分工分幅處理，效率較高。若將多幅地圖拼接為一張，然后導(dǎo)入到MapInfo中進(jìn)行數(shù)字化，會導(dǎo)致計算機反應(yīng)速度慢，后期不易分工處理，效率低。因此，一般選用前一方法。(4)不同的地理要素應(yīng)在不同的圖層矢量化，即一個圖表文件存儲一類要素，這便于查找和后期成圖時方便統(tǒng)一修改填充顏色和標(biāo)注。在圖層控制中要注意排列圖層的順序，因為面狀要素會覆蓋下面的圖層要素，應(yīng)根據(jù)顯示效果的具體需要適當(dāng)調(diào)整，一般是按照點、線、面、工作底圖的順序排列的。(5)在布局窗口內(nèi)進(jìn)行多要素混排、整飾地圖時，需要加入比例尺、圖例、經(jīng)緯/公里網(wǎng)格、指北針、制圖時間單位等一些重要的信息，這些信息對于成圖的使用具有重要的意義。(6)要完整保存電子版的數(shù)據(jù)，對于賦予屬性的界線等數(shù)據(jù)妥善保管，因為數(shù)字化地圖是經(jīng)過底圖配準(zhǔn)后繪制而成，都具有真實的空間地理坐標(biāo)，可以實現(xiàn)面積計算、實際點位查詢、屬性數(shù)據(jù)查詢、支持多次更新變化等功能，對于相關(guān)工作的開展提供便利的途徑。

4 結(jié) 論

采用在MapInfo下直接對配準(zhǔn)后的掃描地形圖進(jìn)行數(shù)字化，在數(shù)字化的同時進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)錄入；然后利用MapInfo中制作專題地圖的功能，根據(jù)草地資源的利用現(xiàn)狀創(chuàng)建專題地圖，最后繪制圖框圖例等，得到草地資源利用專題地圖。實踐證明，利用MapInfo制作草地資源利用現(xiàn)狀專題地圖，提高了制圖精度，減少了人為誤差；通過MapInfo軟件，實現(xiàn)了圖形編輯、屬性數(shù)據(jù)的鏈接，改變了常規(guī)制圖的作業(yè)方式；數(shù)字化信息可以隨時更新和修改，充分利用屬性數(shù)據(jù)的分層、編碼及基礎(chǔ)信息的便捷查詢，成圖周期短和完整的制圖符號庫、顏色庫等，使專題地圖的制作及使用更加簡單、方便、快捷、高效，能夠為草原部門提供準(zhǔn)確的不同的利用單位、利用季節(jié)草場的分布情況，并為不同的利用單位核定放牧面積、載畜量、轉(zhuǎn)場時間等提供了最基本的界線資料，也為草原監(jiān)理部門解決不同利用單位和不同利用時間的草原糾紛提供了參考界線，對于草原確權(quán)承包和基本草原的劃定奠定了基礎(chǔ)。

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Fund project:Supported by the special fund for agro-scientific research in public welfare sectors(201003019-8)

MapInfo Thematic Map Digitization Based on the Utilization of Grassland Resources -Taking Hejing County as an Example

SU Qing-he1, AN Sha-zhou2, BAI Yu-tao3, Wuqier1, MAI Yin-sheng4, DONG Lei4

(1. The Grassland Workstation of Bayingolin Mongol Autonomous Prefecture, Korla Xinjiang 841000， China; 2. College of Pratacultural and Environmental Sciences, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China; 3. Grassland Station of Luntai County, Luntai Xinjiang 841600, China; 4. Grassland Station of Hejing County, Hejing Xinjiang 841300, China)

【Objective】 Grassland resources digitized map for the management and utilization of grassland resources has brought great convenience, so it has an important position and plays important role.【Method】In this paper, based on the desktop geographic information system MapInfo functional analysis, taking Hejing County as an example to establish MapInfo tables, graphical data and attribute data were entered, using TM remote sensing images or MapInfo thematic map production function production of grassland resources utilization status thematic maps, which described the problems in detail about the application for MapInfo mapping that should be paid attention to.【Result】The utilization of grassland resources status MapInfo to produce thematic maps had a simple and fast characteristics, which provided a reasonable basis for administrative department in charge of animal husbandry and necessary frame of reference for law enforcement agencies to resolve disputes in utilizing grassland resources. This also provided the most favorable support for grassland ecological protection subsidy incentives contracted to households chart and a base map for basic grassland boundary delineation work.【Conclusion】 The thematic map of utilizing the status of grassland resources by means of the MapInfo can improve the mapping accuracy and reduce human errors. This kind of map has achieved the purpose of digital management.

MapInfo; township boundaries; season pasture; thematic maps

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.05.022

2016-01-07

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))項目(201003019-8)

蘇清荷(1983-)女，新疆鞏留人，畜牧師，研究方向為草地資源與生態(tài)，(E-mail)306234685@qq.com

安沙舟(1956-)，陜西人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為草地資源與生態(tài)，(E-mail)xjasz@126.com

S812.5

A

1001-4330(2016)05-0949-06