MAPGIS在國(guó)土測(cè)繪制圖中的應(yīng)用

謝 旺

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四一八隊(duì)，湖南 婁底 417000)

近年來(lái)在國(guó)土測(cè)繪領(lǐng)域中，MAPGIS軟件的應(yīng)用十分廣泛，為相關(guān)圖件編制工作提供了有力的技術(shù)支持。MAPGIS以文件形式存儲(chǔ)管理數(shù)據(jù)，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)編輯功能，同時(shí)其應(yīng)用成本較低、修改方便、色彩豐富、輸出樣式多樣，因此加強(qiáng)MAPGIS在國(guó)土測(cè)繪制圖中的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 MAPGIS軟件介紹

MAPGIS軟件由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)開(kāi)發(fā)的通用工具型地理信息軟件，其打破了國(guó)外地理信息系統(tǒng)在我國(guó)的壟斷地位，目前經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與完善，其功能越來(lái)越強(qiáng)大、性能越來(lái)越穩(wěn)定，成為國(guó)家科技部的推薦產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)MAPGIS軟件應(yīng)用情況分析，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下兩個(gè)方面：

(1)基礎(chǔ)操作平臺(tái)完善。MAPGIS基礎(chǔ)平臺(tái)功能與其他地理信息系統(tǒng)軟件一致，包括圖形和屬性數(shù)據(jù)的輸入、編輯、輸出、空間分析、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理和實(shí)用程序(圖1)。此軟件可滿足不同用戶的實(shí)際需求，圖形輸入方便、簡(jiǎn)單，地理圖件編輯精度高，可實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與地圖的無(wú)縫拼接。

圖1 基礎(chǔ)平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(2)二次開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)大。MAPGIS具有強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)功能，可根據(jù)各行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用需求拓展MAPGIS產(chǎn)品功能、簡(jiǎn)化操作，實(shí)現(xiàn)行業(yè)專用軟件的開(kāi)發(fā)，如DGSS、RGMAP、SECTION等二次開(kāi)發(fā)產(chǎn)品在國(guó)土行業(yè)應(yīng)用廣泛。

2 MAPGIS在國(guó)土測(cè)繪制圖中的應(yīng)用

MAPGIS是我國(guó)國(guó)土測(cè)繪制圖的重要技術(shù)手段，在提高工作效率、改善圖件質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用前景廣闊，主要制圖流程與制圖方法如下：

2.1 MAPGIS制圖流程

MAPGIS制圖可實(shí)現(xiàn)測(cè)繪圖件數(shù)字化，測(cè)繪信息數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，方便數(shù)據(jù)的管理與查詢。MAPGIS在地質(zhì)測(cè)繪制圖中的應(yīng)用流程如下：資料準(zhǔn)備→圖形輸入→圖形編輯→顏色設(shè)計(jì)→圖形輸出。

2.2 MAPGIS制圖方法

以下主要從資料準(zhǔn)備、圖形數(shù)字化兩個(gè)方面對(duì)MAPGIS制圖方法展開(kāi)論述。

2.2.1 資料準(zhǔn)備

MAPGIS數(shù)據(jù)輸入方法包括：數(shù)字化儀輸入、掃描矢量化輸入、GPS輸入等。掃描輸入應(yīng)用十分有效，但是會(huì)出現(xiàn)掃描誤差的情況，故需進(jìn)行誤差校正。MAPGIS支持二值、灰度和彩色(RGB模式)三種格式的TIF光柵文件，若是格式錯(cuò)誤，可利用Photoshop重新設(shè)定圖像模式。

2.2.2 圖形數(shù)字化

MAPGIS制圖包括兩種方法：(1)光柵圖像幾何校正→數(shù)字化：此方法制圖較為迅速，但是精度較低，在圖形輸入時(shí)，極易受到掃描設(shè)備精度的影響，或因?yàn)椴僮魇д`，導(dǎo)致圖形制作出現(xiàn)較大誤差；(2)數(shù)字化→矢量化圖件幾何校正：此方法主要是對(duì)數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差校正，可有效提高圖件精度。

現(xiàn)對(duì)第二種方法的制圖過(guò)程展開(kāi)論述：

(1)圖形矢量化：MAPGIS矢量化功能強(qiáng)大，可方便地畫(huà)出直線、曲線，輸入點(diǎn)和線時(shí)需將圖像放大至20倍以上方可矢量化，具體操作如下：一是對(duì)文件中地理、地形要素進(jìn)行分類，利用MAPGIS建立點(diǎn)、線、面文件，圖形要素注釋編輯參考《國(guó)家基本比例尺地圖 1∶5000 1∶10000地形圖》(GB/T 33177—2016)等編繪規(guī)范，嚴(yán)禁符號(hào)、注記等與線互相壓蓋，保證圖形規(guī)范、精確；二是圖形矢量化編輯時(shí)，各類要素分圖層管理，可有效提高后期工作效率。

(2)幾何校正：一是確定圖形控制點(diǎn)，即在原圖選擇直角平面坐標(biāo)網(wǎng)交點(diǎn)作為“校正控制點(diǎn)”，保存為“控制點(diǎn).wl”；二是在實(shí)用服務(wù)子系統(tǒng)內(nèi)打開(kāi)投影變換，根據(jù)經(jīng)緯度坐標(biāo)形成1∶10000標(biāo)準(zhǔn)圖幅，生成線文件，保存為“理論.wl”，作為校正參考。采集控制點(diǎn)前，需在誤差校正子系統(tǒng)中設(shè)控制點(diǎn)參數(shù)，如圖2所示，完成采集后將校正文件保存為“校正.pnt”，逐個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正。

圖2 控制點(diǎn)參數(shù)

(3)圖形拓?fù)洌狐c(diǎn)、線文件矢量化后，進(jìn)行拓?fù)湓靺^(qū)，線拓?fù)溴e(cuò)誤檢查通過(guò)后重建拓?fù)潢P(guān)系，具體流程如下：線預(yù)處理→自動(dòng)剪斷線→清除微短線→自動(dòng)節(jié)點(diǎn)平差→錯(cuò)誤檢查(若是未通過(guò)，返回“清除微短線”)→線轉(zhuǎn)弧段→形成閉合曲線→拓?fù)渲亟āY(jié)束。

(4)標(biāo)準(zhǔn)圖幅制作與輸出：MAPGIS編輯窗口新建工程文件，添加項(xiàng)目，包括點(diǎn)、線、面文件，圖框、圖例、比例尺等，打開(kāi)輸出窗口，選擇Windows輸出、光柵輸出、Postscript輸出等。

3 案例分析

3.1 項(xiàng)目背景

本文以某縣高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)上圖入庫(kù)工作為例對(duì)MAPGIS在國(guó)土測(cè)繪制圖中的應(yīng)用進(jìn)行分析。本次上圖入庫(kù)工作采用MAPGIS K9軟件，此軟件在核心技術(shù)方面更為完善，數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢速度更快，憑借著先進(jìn)的影像處理技術(shù)、友好靈活的用戶界面和操作方式，為不同用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。通過(guò)對(duì)某縣各部門(mén)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目摸底、資料收集，將各個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目依項(xiàng)目建設(shè)中的工程布局圈定規(guī)模和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田范圍線，從而確立項(xiàng)目邊界的拐點(diǎn)坐標(biāo)，形成項(xiàng)目區(qū)范圍圖件，對(duì)項(xiàng)目各類信息、位置導(dǎo)入相應(yīng)的監(jiān)管平臺(tái)，便于國(guó)土管理部門(mén)對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)基本情況和成效進(jìn)行信息化、精準(zhǔn)化的管理，加強(qiáng)項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)管。

3.2 MAPGIS K9操作方法

由于各部門(mén)在項(xiàng)目的管理過(guò)程中模式不一致，導(dǎo)致形成的過(guò)程資料、結(jié)果資料有很大的出入。有的項(xiàng)目在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段或竣工階段對(duì)于項(xiàng)目圖件采用CAD格式編制，形成不帶有空間位置屬性的電子數(shù)據(jù)文件；有的項(xiàng)目則直接在紙質(zhì)圖件上通過(guò)手繪形式添加工程布局內(nèi)容形成紙質(zhì)圖件。

(1)資料處理。對(duì)于CAD格式的數(shù)據(jù)文件，MAPGIS K9提供了多種不同數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換工具，可直接將CAD文件轉(zhuǎn)換為MAPGIS格式。在轉(zhuǎn)換后的原圖中選擇直角平面坐標(biāo)網(wǎng)交點(diǎn)作為“校正控制點(diǎn)”；依原圖圖框中的坐標(biāo)信息，生成對(duì)應(yīng)投影系統(tǒng)下的線文件，保存為“理論.wl”，作為校正參考。完成采集后將校正文件保存，然后逐個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正。

對(duì)于紙質(zhì)圖件，先通過(guò)大幅掃描儀掃描形成柵格圖像，在圖形處理軟件中進(jìn)行必要的圖形處理，如色調(diào)的調(diào)和等，形成TIF文件。進(jìn)入地圖編輯器模塊，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)所在的空間平面位置，生成投影平面直角系下的公里網(wǎng)格線；將TIF文件轉(zhuǎn)換為MIS文件，GDB企業(yè)管理器數(shù)據(jù)源中導(dǎo)入影像，傳輸至sample地理數(shù)據(jù)庫(kù)；進(jìn)入主菜單選擇圖像分析，打開(kāi)MIS文件開(kāi)展鑲嵌配準(zhǔn)操作；進(jìn)入“鑲嵌融合”菜單，選擇“添加控制點(diǎn)”，每個(gè)交點(diǎn)依次添加控制點(diǎn)直至結(jié)束；依次修改殘差，確定無(wú)誤后點(diǎn)擊“空格鍵”，點(diǎn)擊校正預(yù)覽后點(diǎn)影像精校正。

(2)創(chuàng)建工程文件：添加不同要素圖層，以項(xiàng)目為單位對(duì)各項(xiàng)目圖件進(jìn)行管理；設(shè)系統(tǒng)參數(shù)“節(jié)點(diǎn)/裁減搜索半徑”；打開(kāi)圖例文件關(guān)聯(lián)，制作圖例版，編輯點(diǎn)、線、面參數(shù)。

(3)要素矢量化：套合光柵圖像數(shù)據(jù)依工程內(nèi)容與布局對(duì)項(xiàng)目區(qū)大致范圍進(jìn)行矢量化；界線矢量時(shí)點(diǎn)擊“F8”加點(diǎn)，均勻拖動(dòng)鼠標(biāo)，保證線條光滑、自然、流暢；點(diǎn)擊“F12”捕獲線頭線尾靠近線。

(4)矢量化范圍線元素拓?fù)溴e(cuò)誤檢查、區(qū)拓?fù)溴e(cuò)誤檢查，形成大致范圍區(qū)面文件。

(5)在空間分析模塊中，以大致范圍區(qū)面文件與土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)等文件進(jìn)行空間疊加分析，提取大致范圍區(qū)內(nèi)的耕地圖斑，作為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目邊界。

(6)圖件整式：利用已有的土地利用現(xiàn)狀分幅圖件，在分幅圖工程文件中，添加所標(biāo)繪的項(xiàng)目區(qū)范圍線，加注必要的注記說(shuō)明等。

(7)工程輸出：生成并打印光柵化圖像。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，MAPGIS在國(guó)土測(cè)繪制圖中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢(shì)，可有效減少制圖工作量，提高制圖效率，將測(cè)繪工作人員從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來(lái)，同時(shí)此系統(tǒng)的應(yīng)用可進(jìn)一步豐富圖表表現(xiàn)力，提高制圖精度。相信隨著MAPGIS軟件的不斷更新和完善，其在國(guó)土領(lǐng)域?qū)⒌玫竭M(jìn)一步的推廣應(yīng)用，發(fā)揮更大的價(jià)值。