MapGIS 在寧蕪北段地區(qū)數(shù)字制圖中的應(yīng)用

李心玉，張文國

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210007）

自20 世紀(jì)中期至今，江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局長期在寧蕪北段地區(qū)開展地質(zhì)勘查工作，積累了豐富的地質(zhì)資料，包括各種比例尺的地質(zhì)圖件。但是這些地質(zhì)圖件大多為紙介，不能夠適應(yīng)地質(zhì)工作信息化、數(shù)字化、現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)，所以如何充分開發(fā)利用這些地質(zhì)圖件，并在該地區(qū)后期的地質(zhì)工作中發(fā)揮作用，有著重要的意義。MapGIS 是目前地質(zhì)制圖領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的一款國產(chǎn)地理信息軟件，它具有先進(jìn)的圖形、圖像處理技術(shù)[1]。結(jié)合以往使用該軟件制作地質(zhì)成果圖件的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用MapGIS 軟件的輸入編輯、文件轉(zhuǎn)換、誤差校正等功能，完成對(duì)寧蕪北段地區(qū)地質(zhì)圖的數(shù)字化工作。

1 寧蕪北段地區(qū)資料分析

1.1 資料收集整理

此次工作主要收集了華東局807 隊(duì)于1984 年完成的1:1 萬江蘇省南京南部地區(qū)地質(zhì)物探綜合平面圖46 幅，1:1萬寧蕪北段地質(zhì)地形圖43 幅，以及從江蘇省測(cè)繪地理信息局收集覆蓋工作區(qū)域的1:5 萬地形圖6 幅?？紤]收集資料的完整性、清晰性，以綜合平面圖為數(shù)據(jù)源進(jìn)行該地區(qū)的數(shù)字制圖工作，地質(zhì)地形圖作為輔助參考，地形圖用作地理要素的更新。

1.2 圖層要素劃分

在進(jìn)行制圖前，首先需要對(duì)收集的各類圖件進(jìn)行觀察，能夠準(zhǔn)確分類圖上的主要要素，并劃分要素圖層。通過觀察分析，該地區(qū)的圖形要素主要分為地理要素、地質(zhì)要素和整飾要素。

地理要素部分主要包括：居民點(diǎn)、點(diǎn)狀水體、地名、高程控制點(diǎn)、高程標(biāo)注等點(diǎn)狀要素；境界線、公路、鐵路、線狀水系、等高線等線狀要素；行政區(qū)劃、居民地、面狀水體等面狀要素。地質(zhì)要素主要包括產(chǎn)狀符號(hào)、礦點(diǎn)、鉆孔、地質(zhì)代號(hào)等點(diǎn)狀要素；地質(zhì)體界線、斷層、褶皺、礦化帶等線狀要素；地質(zhì)體、脈巖、構(gòu)造單元、工作程度、成礦帶等面狀要素。圖件整飾要素主要包括：圖名、各種注記等點(diǎn)狀要素；公里網(wǎng)、圖廓線、接圖表、圖簽等線狀要素；圖例等面狀要素。

1.3 圖例規(guī)范化

因?yàn)槭占牡刭|(zhì)資料時(shí)代久遠(yuǎn)，原地質(zhì)圖上的各種地質(zhì)符號(hào)不統(tǒng)一，并且已經(jīng)不符合現(xiàn)在的要求，所以為了提高數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量，需嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，根據(jù)《GB958—89 1989 1:50000 區(qū)域地質(zhì)圖圖例》和《DZ/T 0179-1997 1:50000 地質(zhì)圖用色標(biāo)準(zhǔn)及用色原則》，統(tǒng)一寧蕪北段地區(qū)地層、巖性、斷層等的命名方式、顏色、花紋、線型等圖例。

2 數(shù)字制圖流程

考慮寧蕪北段地區(qū)的地質(zhì)圖件圖幅多，而且比例尺大的特點(diǎn)，所以采用分幅掃描，分幅數(shù)字化，然后通過圖幅接邊的方式完成對(duì)整個(gè)地區(qū)的數(shù)字化制圖過程。基于MapGIS的制圖流程主要有：地質(zhì)圖件掃描、影像校正、分層數(shù)字化、圖幅接邊、拓?fù)湓靺^(qū)、數(shù)據(jù)符號(hào)化、圖件輸出等。

2.1 紙質(zhì)圖件掃描

首先將收集到的關(guān)于寧蕪北段地區(qū)的綜合平面圖、地質(zhì)地形圖、地形圖等紙質(zhì)圖件，通過高分辨掃描儀掃描成tif 格式的柵格影像；然后運(yùn)用MapGIS 中的圖像處理功能將掃描后的tif 格式的柵格影像轉(zhuǎn)換成符合MapGIS 要求的msi 格式。

2.2 影像校正

由于圖紙變形、人為因素、儀器精度等原因，導(dǎo)致掃描后的影像存在一定的誤差，所以在數(shù)字制圖等操作前，需要對(duì)影像進(jìn)行校正[2]。

根據(jù)每幅圖的1:1 萬標(biāo)準(zhǔn)分幅的圖幅號(hào)，利用MapGIS提供的自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)圖框功能生成對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)和DRG 文件，采用逐網(wǎng)格校正法對(duì)每幅柵格影像進(jìn)行校正；其中部分圖幅并不是完整的1：1 萬分幅數(shù)據(jù)（如：地質(zhì)地形圖中的鐵心橋幅、城埃幅和三山營幅等），所以必須另建立相關(guān)的矢量文件進(jìn)行校正。

圖1 寧蕪北段地區(qū)數(shù)字制圖流程

2.3 分層數(shù)字化

使用MapGIS 軟件進(jìn)行該地區(qū)地質(zhì)制圖的過程中，需要堅(jiān)持分層數(shù)字化。分層數(shù)字化不僅有利于圖件的準(zhǔn)確和完整，還有利于后期專題地質(zhì)圖的繪制以及數(shù)據(jù)的再利用。根據(jù)前期對(duì)地質(zhì)圖件要素圖層的劃分，建立對(duì)應(yīng)的工程、點(diǎn)、線、區(qū)文件[3,4]。點(diǎn)文件和線文件的圖形數(shù)據(jù)輸入，主要根據(jù)所劃分的要素圖層，通過交互式矢量化的方法完成對(duì)柵格數(shù)據(jù)的數(shù)字化，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢查與糾正。區(qū)文件的生成主要通過線文件進(jìn)行拓?fù)湓靺^(qū)的功能生成。

2.4 圖幅接邊

由于分幅的原因，相鄰圖幅地質(zhì)圖的制作時(shí)間、制作水平以及取舍程度不同，會(huì)導(dǎo)致不同圖幅地質(zhì)層劃分、符號(hào)不一致的情況；也可能因?yàn)樾Ｕ蟮姆址跋翊嬖谝欢ǖ男Ｕ`差，導(dǎo)致相鄰圖幅間本應(yīng)連續(xù)的同一要素就有可能會(huì)存在不能銜接的情況。這就需要對(duì)每兩幅相鄰的圖幅進(jìn)行相應(yīng)處理統(tǒng)一地質(zhì)層，并對(duì)線文件完成接邊和匹配，以確保要素的連續(xù)性和完整性。

2.5 拓?fù)湓靺^(qū)

對(duì)完成接邊后的地層線文件進(jìn)行拓?fù)錂z查，可以通過MapGIS 的“線拓?fù)溴e(cuò)誤檢查”和“區(qū)拓?fù)溴e(cuò)誤檢查”等功能檢查是否有重疊線、自相交線、重疊坐標(biāo)、懸掛點(diǎn)、線段不閉合等情況，根據(jù)拓?fù)溴e(cuò)誤信息進(jìn)行修改，反復(fù)執(zhí)行，直到?jīng)]有拓?fù)溴e(cuò)誤為止；將檢查后的地層線文件轉(zhuǎn)為地層弧段文件即區(qū)文件，并進(jìn)行區(qū)拓?fù)錂z查，如有拓?fù)溴e(cuò)誤同樣要反復(fù)修改；所有要素檢查完成后，通過“拓?fù)渲亟ā?，生成?duì)應(yīng)的地層區(qū)文件。

通過拓?fù)渲亟ㄉ傻牡貙訁^(qū)的顏色是任意生成的，沒有實(shí)際意義，所以需要根據(jù)圖例要求對(duì)地層區(qū)進(jìn)行重新填色。可以通過MapGIS 中的“注釋為屬性”功能將地層的注釋生成為對(duì)應(yīng)的屬性文件，并通過地層屬性對(duì)同類區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一填色。

2.6 系統(tǒng)庫編輯

MAPGIS 現(xiàn)有子圖庫、線型庫、填充圖案庫和顏色色譜庫等，并不能滿足工作的需要，比如各種地層界線、產(chǎn)狀符號(hào)等，因此，需要根據(jù)寧蕪北段地區(qū)的圖例，對(duì)系統(tǒng)庫進(jìn)行編輯和完善，并在此基礎(chǔ)上制作圖例版，方便在制圖時(shí)調(diào)用，從而提高制圖效率。

2.7 數(shù)據(jù)檢查

對(duì)照原始的地質(zhì)圖件，對(duì)已經(jīng)完成的點(diǎn)、線、面文件分別進(jìn)行檢查，查看有無疏漏或出錯(cuò)的點(diǎn)、線、區(qū)文件；并檢查有無輸入錯(cuò)誤的區(qū)屬性，以確保地質(zhì)圖件質(zhì)量。

2.8 圖件輸出

可根據(jù)具體需求，進(jìn)行圖幅裁切或坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，接著添加相應(yīng)的邊框、比例尺、指北針等圖廓要素，最后進(jìn)行保存；并可以在打開輸出窗口之后，擇打印幅面類型，光柵輸出、分辨率輸出、實(shí)現(xiàn)圖件輸出。

3 圖件成果

按照數(shù)字制圖的基本流程，完成了對(duì)寧蕪北段地區(qū)地質(zhì)要素、地理要素的數(shù)字化工作，通過對(duì)數(shù)字成果的不同處理，不僅可以生成1:1 萬標(biāo)準(zhǔn)分幅地質(zhì)圖，還可以縮編生成1:5綜合地質(zhì)圖等其他地質(zhì)圖件。

3.1 1:1 萬標(biāo)準(zhǔn)分幅地質(zhì)圖的生成

按照最新的1:1 萬標(biāo)準(zhǔn)分幅規(guī)范，輸出生成46 幅1:1萬寧蕪北段地質(zhì)圖。按照最新的圖幅號(hào)、根據(jù)起始經(jīng)緯度，生成1:1 萬標(biāo)準(zhǔn)框，以及包括圖名、接圖表、圖框、圖例、責(zé)任表、比例尺等整飾要素，然后將標(biāo)準(zhǔn)圖框和矢量化后的綜合地質(zhì)數(shù)據(jù)相套合；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖框的內(nèi)圖框?yàn)榧舨每颍磮D幅分別進(jìn)行裁切，并對(duì)裁切后的46 幅地質(zhì)圖進(jìn)行圖件修飾工作；最后分別生成標(biāo)準(zhǔn)分幅的地質(zhì)圖。

3.2 1:5 萬綜合地質(zhì)圖的生成

在1:1萬的數(shù)據(jù)成果基礎(chǔ)上，首先運(yùn)用MapGIS軟件的投影變換、圖像縮放等功能將數(shù)據(jù)成果的比例尺由1:1萬轉(zhuǎn)變?yōu)?:5萬，并通對(duì)各類要素，特別是面狀地質(zhì)體進(jìn)行合并、移除、簡化等制圖綜合處理，以符合1:5萬地質(zhì)圖件的要求；可以根據(jù)需求進(jìn)行疊加經(jīng)過誤差校正、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的其他數(shù)據(jù)，比如重磁數(shù)據(jù)、化探數(shù)據(jù)等；最后生成圖名、圖框、圖例、責(zé)任表等整飾要素，可輸出生成寧蕪北段地區(qū)1:5綜合地質(zhì)圖。

4 結(jié)論

應(yīng)用MapGIS 數(shù)字化后的寧蕪北段地區(qū)的地質(zhì)數(shù)據(jù)成果，不僅為該地區(qū)地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和三維地質(zhì)模型的建設(shè)提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而且作為地質(zhì)基礎(chǔ)圖件在后期有關(guān)該地區(qū)的項(xiàng)目立項(xiàng)、方案編制、工作實(shí)施以及成果圖件編制的等工作開展過程中發(fā)揮了重要的作用。