基于MAPGIS的地形图数字化研究

2014-03-23方乃芳

东北水利水电 2014年3期

关键词：矢量化控制点菜单

方乃芳

（辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁沈阳110006）

1 MAPGIS软件介绍

MAPGIS软件是由中国地质大学（武汉）研制开发的地理信息系统，该软件具备数据采集、处理、输出、建库、检索、分析等功能，是一个非常有发展前景的数字化制图软件，在测绘、地质及其他相关行业中得到广泛应用，并取得了大量成果。

2 地形图数字化

地形图数字化是空间数据获取的重要实现方式，是空间数据库和地理信息系统建立的关键和基础。地形图数字化使用的软件很多，现就近年来从事地形测量的实际工作，介绍一下MAPGIS软件在地形图数字化中的应用。地形图数字化分为地形图预处理、地形图矢量化和数字化地形图的保存3个阶段。

2.1 地形图预处理

纸质地形图由于保存时间过长、室内温度、湿度等因素的影响，会引起地形图的缩小、放大、老化等一系列无法预料的图纸变形，还有可能由于使用人员的粗心大意造成褶皱、图面污染、模糊不清等现象。因此，在扫描地形图前需要对纸质地形图进行一定的预处理。首先要检查图面，如果图面有污染要进行清洁图面，去除污点处理，如果缩放明显的进行热处理或湿处理，然后再进行扫描和矢量化。

2.2 地形图扫描

利用大幅面扫描仪扫描地形图，采用灰度方式扫描，并以栅格形式TIF文件格式保存。扫描后地形图难免会出现倾斜等变形现象，可以用PHOTOSHOP软件进行处理一下，调整一下整体变形。

2.3 地形图的镶嵌配准

将扫描后的TIF文件通过MAPGIS提供的图像处理—图像分析→文件→数据输入转换为MSI影像文件。完成转换后，在MAPGIS中打开图像处理→图像分析的对话框，在文件菜单下选择打开的影像，点击菜单镶嵌融合→打开参照文件→参照点文件→赋予一个文件名。再点击菜单镶嵌融合→删除所有控制点→添加控制点，分别在左边影像图中和右边标准图框中对准选择一个对应的控制点，点击空格键，确定。一般来说，选择10～13个控制点最为合适。最后在镶嵌融合菜单下，选择校正预览，检查在右边的对话框中出现的校正效果是否正确，如果正确，在镶嵌融合菜单下，选择影像精校正，然后保存。

2.4 地形图矢量化

矢量化是数字制图过程中的重要一环，是采集数据的重要手段。因此，在矢量化的过程中要相当地谨慎和小心，而控制误差和采集有效数据是必须注意的问题，要准确地进行矢量化，首先要仔细读图，以便从整体上把握整个图像要素和结构。MAPGIS把矢量化地图要素根据几何特征分为三类：点数据、线数据和区数据。文件的基本类型与之对应分为三类：点文件、线文件和区文件。在对整幅图纸矢量化前，将每一类作为一个图层，并对每一个图层赋予一个图层名，便于以后对图形进行编辑和检索，并可根据需要制作专题图[1]。MAPGIS平台下，矢量化有3种方式：全自动矢量化、手动矢量化和交互式矢量化。全自动矢量化清晰度比较低，连接性光滑性不够；手动矢量化是一种传统的矢量方法，但需要耗费大量的工作量，主要用来处理要素种类复杂的图纸；交互式矢量化是手动矢量化与全自动矢量化相结合的一种矢量化方式，操作时尽量多使用一些功能键。

2.5 误差校正

在图件数字化输入的过程中，通常由于操作误差，数字化设备精度、图纸变形等因素，使输入后的图形与实际图形所在的位置，往往有偏差，即存在误差。个别图元经过编辑、修改后，虽可满足精度，但有些图元，由于位置发生偏移，虽经编辑，很难达到实际要求的精度，此时，说明图形经过扫描输入或数字化输入后，存在着变形或畸变。出现变形的图形，必须经过误差校正，清除输入图形的变形，才能使之满足精度要求[2]。

进入“误差校正”子系统，分别打开标准图框和需要校正的文件，点击控制点→选择采集文件（选择需要校正的文件），然后点击控制点→设置控制点参数，采集数据值类型：实际值，接着再点击控制点→添加校正控制点，提示是否新建控制点文件：是。

按顺序添加控制点，不少于4个。控制点尽量采集多一些，选择10～13个控制点，即4个图幅脚点和6～9个分布均匀的方格网交点，以保证误差校正精度。然后对标准图框进行上述步骤，采集数据值类型选择理论值，然后数据校正，保存，校正完成。

2.6 数字化地形图的保存

将完成的高程点、界址点、符号、注释、地名等矢量化的点文件保存，将完成、等高线、河流、公路、铁路等矢量化的线文件保存。按照图层名称分别提取其中的要素，在MAPGIS输入编辑系统的“其他”菜单下，将线文件做自动剪断线操作，使所有交点处的线全部自动剪断。然后在“其他”菜单下，选择清除微短线，删除所有多余部分的微短线头。接着在“其他”菜单下，选择清除线重叠坐标，将有重叠部分的坐标全部清除。再在“其他”菜单下，选择自动节点平差，将自动剪断后的交点处全部自动平差。全部的线没有错误时，线转弧段，弧段生成后进行拓扑查错，解决错误，待所有拓扑错误解决完，再进行拓扑重建，拓扑重建后，程序会生成一个新的区文件，将新的区文件改名后保存。