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      基于MAPGIS的地形圖數(shù)字化研究

      2014-03-23 08:30:31方乃芳
      東北水利水電 2014年3期
      關(guān)鍵詞:矢量化菜單控制點

      方乃芳

      (遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院,遼寧 沈陽110006)

      1 MAPGIS軟件介紹

      MAPGIS軟件是由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)研制開發(fā)的地理信息系統(tǒng),該軟件具備數(shù)據(jù)采集、處理、輸出、建庫、檢索、分析等功能,是一個非常有發(fā)展前景的數(shù)字化制圖軟件,在測繪、地質(zhì)及其他相關(guān)行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,并取得了大量成果。

      2 地形圖數(shù)字化

      地形圖數(shù)字化是空間數(shù)據(jù)獲取的重要實現(xiàn)方式,是空間數(shù)據(jù)庫和地理信息系統(tǒng)建立的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。地形圖數(shù)字化使用的軟件很多,現(xiàn)就近年來從事地形測量的實際工作,介紹一下MAPGIS軟件在地形圖數(shù)字化中的應(yīng)用。地形圖數(shù)字化分為地形圖預(yù)處理、地形圖矢量化和數(shù)字化地形圖的保存3個階段。

      2.1 地形圖預(yù)處理

      紙質(zhì)地形圖由于保存時間過長、室內(nèi)溫度、濕度等因素的影響,會引起地形圖的縮小、放大、老化等一系列無法預(yù)料的圖紙變形,還有可能由于使用人員的粗心大意造成褶皺、圖面污染、模糊不清等現(xiàn)象。因此,在掃描地形圖前需要對紙質(zhì)地形圖進行一定的預(yù)處理。首先要檢查圖面,如果圖面有污染要進行清潔圖面,去除污點處理,如果縮放明顯的進行熱處理或濕處理,然后再進行掃描和矢量化。

      2.2 地形圖掃描

      利用大幅面掃描儀掃描地形圖,采用灰度方式掃描,并以柵格形式TIF文件格式保存。掃描后地形圖難免會出現(xiàn)傾斜等變形現(xiàn)象,可以用PHOTOSHOP軟件進行處理一下,調(diào)整一下整體變形。

      2.3 地形圖的鑲嵌配準

      將掃描后的TIF文件通過MAPGIS提供的圖像處理—圖像分析→文件→數(shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換為MSI影像文件。完成轉(zhuǎn)換后,在MAPGIS中打開圖像處理→圖像分析的對話框,在文件菜單下選擇打開的影像,點擊菜單鑲嵌融合→打開參照文件→參照點文件→賦予一個文件名。再點擊菜單鑲嵌融合→刪除所有控制點→添加控制點,分別在左邊影像圖中和右邊標準圖框中對準選擇一個對應(yīng)的控制點,點擊空格鍵,確定。一般來說,選擇10~13個控制點最為合適。最后在鑲嵌融合菜單下,選擇校正預(yù)覽,檢查在右邊的對話框中出現(xiàn)的校正效果是否正確,如果正確,在鑲嵌融合菜單下,選擇影像精校正,然后保存。

      2.4 地形圖矢量化

      矢量化是數(shù)字制圖過程中的重要一環(huán),是采集數(shù)據(jù)的重要手段。因此,在矢量化的過程中要相當?shù)刂斏骱托⌒?,而控制誤差和采集有效數(shù)據(jù)是必須注意的問題,要準確地進行矢量化,首先要仔細讀圖,以便從整體上把握整個圖像要素和結(jié)構(gòu)。MAPGIS把矢量化地圖要素根據(jù)幾何特征分為三類:點數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)和區(qū)數(shù)據(jù)。文件的基本類型與之對應(yīng)分為三類:點文件、線文件和區(qū)文件。在對整幅圖紙矢量化前,將每一類作為一個圖層,并對每一個圖層賦予一個圖層名,便于以后對圖形進行編輯和檢索,并可根據(jù)需要制作專題圖[1]。MAPGIS平臺下,矢量化有3種方式:全自動矢量化、手動矢量化和交互式矢量化。全自動矢量化清晰度比較低,連接性光滑性不夠;手動矢量化是一種傳統(tǒng)的矢量方法,但需要耗費大量的工作量,主要用來處理要素種類復(fù)雜的圖紙;交互式矢量化是手動矢量化與全自動矢量化相結(jié)合的一種矢量化方式,操作時盡量多使用一些功能鍵。

      2.5 誤差校正

      在圖件數(shù)字化輸入的過程中,通常由于操作誤差,數(shù)字化設(shè)備精度、圖紙變形等因素,使輸入后的圖形與實際圖形所在的位置,往往有偏差,即存在誤差。個別圖元經(jīng)過編輯、修改后,雖可滿足精度,但有些圖元,由于位置發(fā)生偏移,雖經(jīng)編輯,很難達到實際要求的精度,此時,說明圖形經(jīng)過掃描輸入或數(shù)字化輸入后,存在著變形或畸變。出現(xiàn)變形的圖形,必須經(jīng)過誤差校正,清除輸入圖形的變形,才能使之滿足精度要求[2]。

      進入“誤差校正”子系統(tǒng),分別打開標準圖框和需要校正的文件,點擊控制點→選擇采集文件(選擇需要校正的文件),然后點擊控制點→設(shè)置控制點參數(shù),采集數(shù)據(jù)值類型:實際值,接著再點擊控制點→添加校正控制點,提示是否新建控制點文件:是。

      按順序添加控制點,不少于4個??刂泣c盡量采集多一些,選擇10~13個控制點,即4個圖幅腳點和6~9個分布均勻的方格網(wǎng)交點,以保證誤差校正精度。然后對標準圖框進行上述步驟,采集數(shù)據(jù)值類型選擇理論值,然后數(shù)據(jù)校正,保存,校正完成。

      2.6 數(shù)字化地形圖的保存

      將完成的高程點、界址點、符號、注釋、地名等矢量化的點文件保存,將完成、等高線、河流、公路、鐵路等矢量化的線文件保存。按照圖層名稱分別提取其中的要素,在MAPGIS輸入編輯系統(tǒng)的“其他”菜單下,將線文件做自動剪斷線操作,使所有交點處的線全部自動剪斷。然后在“其他”菜單下,選擇清除微短線,刪除所有多余部分的微短線頭。接著在“其他”菜單下,選擇清除線重疊坐標,將有重疊部分的坐標全部清除。再在“其他”菜單下,選擇自動節(jié)點平差,將自動剪斷后的交點處全部自動平差。全部的線沒有錯誤時,線轉(zhuǎn)弧段,弧段生成后進行拓撲查錯,解決錯誤,待所有拓撲錯誤解決完,再進行拓撲重建,拓撲重建后,程序會生成一個新的區(qū)文件,將新的區(qū)文件改名后保存。

      3 結(jié)語

      地形圖數(shù)字化是一項繁瑣而復(fù)雜的工作,MAPGIS的研發(fā)和使用使制圖人的工作強度大大減輕,并且大大提高了測繪工作的效率,保證了測繪工作的質(zhì)量,使得測繪資料更加美觀、整潔,易于保存,更有利于測繪人員對測繪資料的檢索和綜合整理。

      [1]劉春英.MapGIS在地質(zhì)制圖中的操作與應(yīng)用[J].中國科技博覽,2011(17):85.

      [2]武漢中地信息工程有限公司.MAPGIS地理信息系統(tǒng)使用手冊[M].2008.

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