MAPGIS投影變換部分功能應(yīng)用條件分析

[摘要]MAPGIS軟件主要用于地理、地質(zhì)圖件制作及投影變換，投影變換可使不同類型、不同比例尺圖件統(tǒng)一到同一坐標(biāo)系和同一比例尺下，進(jìn)行多元素疊加分析及成圖。具體應(yīng)用中，投影變換的各功能均有自己的適用范圍，只有正確設(shè)定參數(shù)，方能生產(chǎn)正確的結(jié)果。

[關(guān)鍵詞]MAPGIS；投影變換；參數(shù)

MAPGIS軟件是中國地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院在Windows95平臺(tái)上用C++語言自主開發(fā)的地理信息軟件[1，2]，是自主版權(quán)的國產(chǎn)GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái)[3]。

地質(zhì)制圖中該軟件被廣泛應(yīng)用[4，5]，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)圖數(shù)字化，數(shù)字地圖是現(xiàn)代地圖學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志之一。特別是到了制圖后期，大量的制圖數(shù)據(jù)需要進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換等處理后方能形成最終的高精度成果圖。

在實(shí)際應(yīng)用中，并不是軟件中所有的功能都可直接應(yīng)用，它是有條件的。以投影變換模塊為例，諸多功能都有它的應(yīng)用范圍。

2.繪制投影網(wǎng)

該功能繪制用戶指定投影坐標(biāo)系的經(jīng)緯網(wǎng)，可以快速生成非標(biāo)準(zhǔn)圖框及內(nèi)部網(wǎng)格（經(jīng)緯網(wǎng)或公里網(wǎng)），方便快捷。生成的中小比例尺圖框?yàn)樯闲∠麓蟮奶菪慰?，橫邊向上凹曲，左右兩側(cè)的豎邊為外撇的直線，呈“八”字形。內(nèi)外圖框的間距、外圖框的線寬以及其他參數(shù)均可在界面中的相關(guān)位置自行設(shè)置。角度單位、經(jīng)緯線點(diǎn)密度、中央經(jīng)線等參數(shù)的選取尤為關(guān)鍵。

1.1角度單位

角度單位一經(jīng)設(shè)定，主界面中用戶輸入的數(shù)值都是以此為單位的，因此輸入的計(jì)數(shù)格式與坐標(biāo)系類型一定要正確，而且要匹配。例如：用戶設(shè)定為地理坐標(biāo)系為“DDMMSS.SS”格式，那所輸入的值就會(huì)默認(rèn)為是度分秒的值，“經(jīng)度”中必須輸成1200000（即120度00分00秒），如輸入120，系統(tǒng)認(rèn)為是1分20秒，投影的圖形就不正確。

1.2經(jīng)（（緯））線角度單位和點(diǎn)密度

角度單位的設(shè)定十分重要，一經(jīng)設(shè)定，主界面中用戶輸入的數(shù)值都是以此為單位的，因此輸入的計(jì)數(shù)格式一定要正確。如角度單位設(shè)為“度”，那“經(jīng)（緯）線點(diǎn)密度”中輸入“0.5”，表示每隔0.5度在經(jīng)（緯）線上定一個(gè)定位點(diǎn)。如角度單位設(shè)為“DDMMSS.SS”，輸入“0.5”，表示每隔0.5秒就在經(jīng)（緯）線上定一個(gè)定位點(diǎn)；如在“最小起始經(jīng)度”中輸入了120，系統(tǒng)認(rèn)為是1分20秒；如果用戶要輸入的是120°，那必須輸成1200000（即120度00分00秒），才可實(shí)現(xiàn)結(jié)果正確。經(jīng)緯線點(diǎn)密度取值越小，線上定的點(diǎn)就越多，繪出的經(jīng)緯網(wǎng)定位精度也越高，但文件占用的內(nèi)存會(huì)變大很多，導(dǎo)致圖形的顯示、輸出、打印、傳輸?shù)葧?huì)明顯變慢。因此要根據(jù)圖幅的大小、精度等方面綜合考慮后確定經(jīng)（緯）線點(diǎn)密度，既要滿足制圖質(zhì)量，又要確保文件正常運(yùn)行。用此方法生成的圖框文件一定要做一次“壓縮存盤”，系統(tǒng)自動(dòng)刪除冗余數(shù)據(jù)，可大大減小文件的數(shù)據(jù)量。

1.3繪制公里網(wǎng)

用MAPGIS軟件繪制非標(biāo)準(zhǔn)圖幅的“公里網(wǎng)”時(shí)（坐標(biāo)類型為投影平面直角），輸入的左右經(jīng)度值一定要在同一投影分度帶的極值范圍內(nèi)，投影中心點(diǎn)經(jīng)度[DMS]也一定要輸入本分度帶的中央經(jīng)線，方能產(chǎn)生正確的結(jié)果。否則，投影后生成的方里網(wǎng)線上所標(biāo)的數(shù)值都不是標(biāo)準(zhǔn)值，這是一個(gè)充分必要條件，一定要遵守。例如，要生成經(jīng)度在110°30’～115°30’范圍內(nèi)的6度帶非標(biāo)準(zhǔn)圖框，它本身跨越了兩個(gè)6度帶分帶，以114°為界，左側(cè)110°30’～114°為19度帶，右側(cè)114°～115°30’為20度帶。這種情況要分多次投影才能得到正確的公里網(wǎng)圖框。先分別投影110°30’～114°（投影中心點(diǎn)經(jīng)度輸入1110000）和114°～115°30’（投影中心點(diǎn)經(jīng)度輸入1140000）之間的公里網(wǎng)，之后再計(jì)算一個(gè)110°30’～115°30’之間的平均數(shù)（如“113°”）作為二者的共同中央經(jīng)線在“P投影轉(zhuǎn)換—D工作區(qū)直接投影轉(zhuǎn)換”中進(jìn)行操作，左右兩片圖就可拼接成一張底邊相對(duì)平的曲面圖框了（細(xì)節(jié)工作還需要在“輸入編輯”中手動(dòng)處理，如刪中間的圖框線及標(biāo)記等），左側(cè)顯示19度帶下的公里網(wǎng)值，右側(cè)顯示20度帶下的公里網(wǎng)值，但系統(tǒng)自動(dòng)生成的公里數(shù)值前未加分度帶序號(hào)（如19、20），用戶必須在“輸入編輯”中手動(dòng)加入（如504前要加上19，改為19504，表示該方里網(wǎng)線在19度帶中央經(jīng)線111°右側(cè)4km處）。分度帶轉(zhuǎn)換的位置處公里網(wǎng)會(huì)顯示“相交”（如以113°為中心線，兩側(cè)公里網(wǎng)呈“八字”撇開，有的成為“個(gè)”字型）。

需要說明的是：公里網(wǎng)經(jīng)向（橫坐標(biāo)）值也不是真實(shí)值，是人為加了“500”[6]后偏離中央經(jīng)線的值（目的是為了不出現(xiàn)負(fù)值）。如19500km表示的是6度帶第19帶線的橫坐標(biāo)值（即中央經(jīng)線的位置），19350km表示的向左離開中央經(jīng)線150km的橫坐標(biāo)值。

此外，3度帶與6度帶的關(guān)系不是6度帶的簡單二分，3度帶的奇數(shù)帶與6度帶所在位置的中央經(jīng)線一致（如3度帶37帶和6度帶19帶的中央經(jīng)線都為111°），而偶數(shù)帶則以6度帶所在位置的邊界為其中央經(jīng)線（如3度帶38帶的中央經(jīng)線為114°），跨越了6度帶。

2.投影轉(zhuǎn)換

該功能在地質(zhì)制圖中經(jīng)常用到，特別是不同比例尺、不同坐標(biāo)系下形成的圖件進(jìn)行疊加處理時(shí)，應(yīng)用的更加頻繁。在具體應(yīng)用中有幾方面的問題必須注意。

2.1瀏覽編輯TTIICC點(diǎn)

投影轉(zhuǎn)換前，首先要查看圖幅四個(gè)角是否有正確的TIC點(diǎn)，如果沒有TIC點(diǎn)或有TIC點(diǎn)但賦值不對(duì)時(shí)，最好選帶公里網(wǎng)的線文件先刪掉錯(cuò)誤的TIC點(diǎn)，之后輸入正確的TIC點(diǎn)，最后通過“投影轉(zhuǎn)換-文件間拷貝TIC點(diǎn)（投影參數(shù)）”給其他文件賦正確的TIC點(diǎn)（及投影參數(shù)），保存文件。MAPGIS6.5點(diǎn)擊顯示TIC點(diǎn)時(shí)，在TIC點(diǎn)的位置會(huì)出現(xiàn)紅色的小“十”字提示，MAPGIS6.7則沒有，一般在“瀏覽編輯TIC點(diǎn)”中進(jìn)行查看和刪除。在該界面下不能將所有的TIC點(diǎn)都刪除，必須留一個(gè)，等將正確的TIC點(diǎn)輸入完成后，再將那個(gè)留下的錯(cuò)誤TIC點(diǎn)刪除。

2.2工作區(qū)直接投影轉(zhuǎn)換

“當(dāng)前投影”打開的對(duì)話框中各項(xiàng)參數(shù)的填寫非常重要，一定要與TIC點(diǎn)的輸入坐標(biāo)及單位相匹配。

如果TIC點(diǎn)輸入的是公里網(wǎng)坐標(biāo)，單位是公里，那在該對(duì)話框中坐標(biāo)系類型選擇投影平面直角，投影類型選擇原圖的，比例尺分母一定要填“1”。切記不可填寫原圖的比例尺，投影帶類型及投影帶序號(hào)也要依原圖的參數(shù)填寫正確。

如果TIC點(diǎn)輸入的是地理坐標(biāo)（如DDMMSS.SS），則坐標(biāo)系類型選擇地理坐標(biāo)，坐標(biāo)單位選DDMMSS.SS即可，這種情況相對(duì)簡單。

3.用戶文件投影轉(zhuǎn)換

用戶需先將要投影的坐標(biāo)值（經(jīng)緯度或公里值）輸入到記事本中，形成*.txt文件。

3.1投影“點(diǎn)”

在*.txt文件中輸入時(shí)，每組坐標(biāo)一行，如“x（經(jīng)向），y（緯向）”。x與y中間用西文“，”隔開。經(jīng)緯向的輸入順序可變，但同一文件要統(tǒng)一，或是x，y的順序，或是y，x的順序。也可在*.txt文件中輸入序號(hào)，名稱，屬性等信息，投影后在點(diǎn)屬性中有顯示。這個(gè)操作是先選“按指定分隔符”，并在“設(shè)置分隔符”中設(shè)置，其他設(shè)置按對(duì)話框進(jìn)行。

輸入完成后保存文件（如HHG.txt）。

具體操作過程：

A.MAPGIS6.7主菜單———實(shí)用服務(wù)———投影變換

B.在新打開的界面中點(diǎn)“P投影轉(zhuǎn)換”———U用戶文件投影轉(zhuǎn)換

C.在新打開的界面中“打開文件”對(duì)話框中找到并打開HHG.txt（圖1），并且設(shè)置用戶投影參數(shù)（這個(gè)試?yán)鴺?biāo)系類型選“地理坐標(biāo)系”，坐標(biāo)單位選“DDDMMSS.SS”）、結(jié)果投影參數(shù)和點(diǎn)圖元參數(shù)（此二項(xiàng)根據(jù)用戶的需求設(shè)定）。在“設(shè)置用戶文件選項(xiàng)”中一定要選“按指定分隔符”，X位于2列，Y位于3列之后在“設(shè)置投影參數(shù)”中點(diǎn)“設(shè)置分隔符”。

D.在新打開的界面“設(shè)置分隔符”中，分隔符號(hào)選“逗號(hào)”（因我們輸入數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)之間是用西文“，”隔開的）。屬性名稱所在行選“序號(hào)，xx，yy，名稱，屬性”（圖2），之后點(diǎn)“確定”。下一步在圖1的界面中點(diǎn)“投影變換”———“確定”。至此，本組數(shù)據(jù)的點(diǎn)投影就完成了，新生成一個(gè)帶屬性的點(diǎn)文件（圖3）。

3.2投影線

坐標(biāo)值按x，y的順序，或是y，x的順序輸入，每條線按拐點(diǎn)順序輸，每點(diǎn)坐標(biāo)間也用“，”隔開，第一點(diǎn)的坐標(biāo)在輸完最后一個(gè)坐標(biāo)之后重復(fù)輸一次（這樣線就閉合了），一條線的坐標(biāo)輸入完成后，緊跟其后輸入一個(gè)字母，如“a”，作為“線間分隔標(biāo)志”（同一文件每條線結(jié)束都用同一個(gè)標(biāo)志，如a），表示該線到此已經(jīng)結(jié)束。之后回車，另起一行輸入下一條線。

輸入示例：

3.3具體注意

（1）在同一文件下要做到：x與y的輸入順序（如x，y）、坐標(biāo)系類型（如同是經(jīng)緯度）、分度帶（如同是6°帶，輸入時(shí)經(jīng)向不輸分度帶序號(hào)，如19）、坐標(biāo)單位（如DDMMSS.SS）、橢球參數(shù)（如北京54）都相同。

（2）在“設(shè)置用戶文件選項(xiàng)”中，點(diǎn)文件投影選擇“按行讀取數(shù)據(jù)”或“按指定分隔符”；線文件投影選擇“用戶指定維數(shù)”。x→y的順序，或是y→x的順序一定按*.txt文件錄入的順序來選。如選擇生成“線文件”，一定要在“線間分隔標(biāo)致”中輸入*.txt文件中那個(gè)字母（如a）。

（3）如果線文件*.txt中錄入的是公里值（經(jīng)向一定不帶分度帶序號(hào)，如19），在“用戶投影參數(shù)”界面下坐標(biāo)系類型選“投影平面直角”，投影類型選擇“高斯-克呂格投影”，比例尺分母一定要填寫“1”。其他參數(shù)按實(shí)際來選（要確保正確）。

（4）點(diǎn)擊“寫到文件”，即可把原始坐標(biāo)值與投影轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)值分別記錄在新的記事本文件中，出現(xiàn)保存提示時(shí)，一定要將文件名及后綴.txt一起寫到文件名稱中，否則保存的文件類型就不是*.txt格式，打開時(shí)還需要手工修改該文件的后綴。轉(zhuǎn)換后如為公里網(wǎng)坐標(biāo)，經(jīng)向前依然沒有分度帶序號(hào)，實(shí)際標(biāo)注坐標(biāo)時(shí)需人工補(bǔ)充。

4.成批文件投影轉(zhuǎn)換

文件多時(shí)，用戶可以選擇“成批文件投影轉(zhuǎn)換”快速完成，同時(shí)保證各文件的參數(shù)一致。但操作過程中有幾個(gè)問題特別要注意。

（1）要將投影的文件放到同一文件夾下，因用戶將來選擇的是“按輸入目錄”投影。

（2）每個(gè)文件必須保證有正確且相同的TIC點(diǎn)，包括TIC的位置、坐標(biāo)值、單位等。

（3）所有文件的參數(shù)等均要一致，包括分度帶及序號(hào)、坐標(biāo)系類型等。

（4）使用該功能前原文件一定要備份，一經(jīng)投影操作，即替換了原文件，不存在另存文件或退出不保存一說，如果在投影過程中任何一步操作有誤，均可造成原文件破壞，因此此項(xiàng)操作一定要謹(jǐn)慎。如果出現(xiàn)操作失誤，又無事先的備份文件，這時(shí)就要啟用系統(tǒng)自動(dòng)生成的備份文件*.wt（wl，wp）？，將這些文件拷貝到一個(gè)新文件夾下，將文件名后綴后的“～”刪除，變成新的*.wt（wl，wp）文件，這僅是備份了最后一次保存前的信息，只是后退了一步。

（5）界面參數(shù)設(shè)置時(shí)，點(diǎn)擊“投影文件/目錄”，選取該文件夾下其中一個(gè)文件，然后將文件名改為“*.*”，同時(shí)選擇“按輸入目錄”投影，當(dāng)前投影參數(shù)與結(jié)果投影參數(shù)按用戶的需求來設(shè)，下面六個(gè)選項(xiàng)中只選“文件投影后是否壓縮存盤”。所有的內(nèi)容設(shè)置好后，點(diǎn)擊“開始投影”，點(diǎn)擊“確定”，成批文件投影轉(zhuǎn)換便完成，并且自動(dòng)保存了文件。

5.結(jié)論

MAPGIS6.7中“實(shí)用服務(wù)-投影變換”模塊的應(yīng)用是有條件的，用戶一定掌握地理信息的理論基礎(chǔ)，并非打開對(duì)話框輸入自己想輸?shù)臄?shù)字就可以了，要求用戶必須思路清晰，根據(jù)自己的需求選擇正確的操作方法及值域范圍，有時(shí)同一項(xiàng)工作可能需要分幾次才能完成（如每個(gè)值域區(qū)間操作一次）。各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定也是至關(guān)重要的，包括數(shù)量及單位等相關(guān)信息一定要匹配。只有前提條件正確，操作步驟正確，結(jié)果才能正確。

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