专题地图数据的转换、配准及应用＊

董 曼 杨天青 陈 通 李继赓

（中国地震台网中心，北京100045）

（作者电子信箱，董曼：dongman＠seis.ac.cn）

引言

中国地质调查局在其网站（www.cgs.gov.cn）和全国地质资料馆网站（www.ngac.cn）向社会公开发布了数千种数字化图文地质资料及系列数据产品，供用户免费浏览、下载，并将中国1∶20万、1∶25万、1∶50万比例尺的地质图空间数据库及中国区域地球化学数据库提供给全社会使用，同时也提供了多种栅格图和不同比例尺的地质图。

各种不同比例尺的地质图是中国地质调查局采用现代地质学、地层学、岩石学等新理论和GIS技术编制而成的，是一个覆盖了全部国土的大型地学资源库。其地层数据的设色以年代、编图、大地构造环境和地层区划为依据，反映了不同时期的大地构造环境。其矢量图的数据为ArcGIS 和MapGIS格式。同时发布的地质图中还含有一些JPG格式的其他专题性地质图，如中国西部地质灾害图、水文地质图等。由于目前MapInfo系统仍然被广泛使用，而各种不同比例尺的地质图及地球化学图均以MapGIS作为平台来表现点、线、面等要素信息，基于此，介绍了如何将MapGIS格式的数据转换成Map－Info格式，并以1∶250万的中国地质图为例，介绍了数据转换的具体方法及其在MapInfo系统中的使用。同时简要介绍利用MapInfo地理信息系统对各种JPG 格式的地质图配准及使用方法。利用转换后和配准后的地图，用户可以非常方便地在MapInfo环境下再添加各种以点、线、面等形式表现的要素内容。

1 矢量图数据格式转换

在MapInfo地理信息系统中使用Map－GIS格式数据，首先需要进行数据转换，即生成MapInfo 所支持的TAB 文件。利用MapGIS软件对原始数据进行投影变换，并将投影变换后的数据文件（如地理内容、地质要素等）首先转换成MID、MIF 格式的文件，然后将其转换成MapInfo格式的TAB文件。

1.1 MapGIS数据转换为MapInfo的MID、MIF文件

由于MapGIS中地图数据一般选择的坐标单位为毫米，若要将MapGIS格式的数据转换至MapInfo系统内，则需要将以毫米为单位的坐标系转换成以度为单位的地理坐标系，这就需要对地图进行投影变换。进行投影变换的具体实现步骤为：

（1）Tic点的选取：对地图进行投影变换前，需要在地图上选择Tic点。对于在生成时已带有Tic点的地图，则不需要再选；对于未带Tic点的地图，用户在选择时需要注意理论值类型的选择。用户要根据自己的要求来选择是地理经纬度、大地直角坐标还是投影平面坐标，不同坐标系需选择不同的坐标单位。一般情况下，Tic点的理论值类型选择地理坐标系。

（2）当前投影参数的设置：对于标准图幅当前投影一般可从原始图中得到，若图中无具体参数，用户必须确定所转换地图的准确参数，只有当前投影参数完全正确时，用户才能进行投影变换，其中需要准确得到的参数主要有坐标系类型、投影类型等。不同地图的投影参数各不相同。

1∶20万湖北省地质图、1∶250万和1∶500万中国地质图均采用的是兰伯特等角圆锥投影坐标系，但是，对于这3种同样投影类型的地质图投影参数也各不相同。如中国地质调查局发布的1：250万的中国地质图，其投影坐标系为投影平面直角，投影类型为兰伯特等角圆锥投影坐标系，以及其他相关参数，如中央经线为110°E，第一、第二标准纬度即双标准纬度等参数分别为25°N 和47°N；而1∶500万的中国地质图的中央经线为105°E；1∶20万的湖北省地质图中央经线为112.4°E，双标准纬度分别为30.5°N 和32.5°N。

1∶50万的中国地质图的投影与其他3种有所不用，它是以地理坐标系（度）放大200倍后存放的（单位：mm），其转换过来的数据须缩小200倍成原始经纬度数据。

（3）目的投影参数的设置：目的投影一般选择地理坐标系。

（4）地图参数的设置：有3个选项供用户修改：坐标系、单位及比例尺和图幅范围。用户需要特别关注坐标系中Tic点的坐标类型和单位。

（5）文件的转换：参数设置完成后，将数据从原来的投影平面坐标系转换到地理坐标系下，并将MapGIS 格式数据转换到MapInfo环境下，生成MID、MIF文件。

在进行数据投影变换和数据转换时，MapGIS格式的地质图数据通常包含点、线、面3类信息，其中的面信息包含地层数据的颜色，是以年代、大地构造环境和地层区划为依据编制的，可反映出不同时期的大地构造环境，数据转换时还需检查字符库、投影参数等，若设置不正确则会导致颜色丢失、字符错误等。

1.2 MID、MIF 文 件 转 换 成MapInfo 的TAB表

在MapInfo系统内，将MapGIS转出的MID、MIF 格式数据导入，生成TAB 表文件。生成的TAB 表用户可与MapInfo系统准确的经纬网进行对比，查看转换后的地图是否正确，若不正确，用户则需要检查在投影变换时的参数是否选择正确，确定参数设置无误后重新进行投影变换和数据转换。

2 栅格图形配准

中国地质调查局发布的各类专题地质图中，除了1∶250万和1∶500万的中国地质图矢量数据以外，还同时发布了数十种JPG 格式的专题地质图。简要介绍如何利用Map－Info对图形进行配准，生成TAB表。

2.1 图形配准

JPG 文件要在MapInfo地理信息系统内使用，必须先进行配准。当选择了投影参数并将地图配准后，用户就可以在MapInfo系统里实现添加各种以点、线、面等形式表现的要素功能［1］。对栅格图像进行配准的具体步骤为：

（1）投影类型的选择：利用MapInfo系统对栅格图像进行配准时，首先要确定图形的投影类型和对应的投影参数，只有当参数完全设置正确才能对图形进行正确的配准。

（2）单位的选择：在确定了投影类型之后要进行坐标单位的选择，通常情况单位选择度。

（3）投影参考点的选取：当投影类型及参数选择正确后，用户在地图上选择一定数量的参考点，输入所选参考点的经纬度，由MapInfo系统生成对应的TAB 文件，由选取的参考点定位地图。地图参考点的个数以及它们在地图上的分布对于地图配准的精度有很重要的意义。一般来说，选择参考点的基本原则是，参考点在地图上的分布要比较均匀，尽量在不同的经纬度上选点，选择的参考点数不得少于3个。选取参考点以后可以适当缩放地图，查看全图，以确定所选参考点的数目和分布是否符合要求，并且选择参考点时的误差一般控制在5个像素以内。当图形配准完成后，用户需要打开准确的经纬网进行对比检验，查看是否符合要求，若误差较大，则需要检查参数设置是否正确或者参考点经纬度输入是否准确。

2.2 投影参数

地图进行配准前，用户需要检查Map－Info安装文件夹中的MapInfo.PRJ文件的内容。表1给出了MapInfo.PRJ文件中的部分投影参数设置［2］。

从表1可以看出，该文件中有10个参数可供用户修改。10个参数代表的意义分别为：

·第1个参数为投影描述；

·第2个参数为投影类型；

表1 投影参数

·第3个参数为椭球模型数据；

·第4个参数为控制默认显示单位；

·第5个参数为中心线经度，中心线为垂线，一般可取图形区域的中心经度；

·第6个参数为计算直角坐标的起始点纬度，一般可取图形区域的中心纬度；

·第7个参数为双标准纬度，一般取值为Latmin＋（Latmax－Latmin）/4，其中Latmax为图面上的最大纬度，Latmin为图面上最小纬度；

·第8个参数为双标准纬度，一般取值为Latmax－（Latmax－Latmin）/4；

·第9 个参数为中心点直角坐标X 的起算值，一般取0；

·第10个参数为中心点直角坐标Y 的起算值，一般取0。

其中，第5、6、7、8个参数在进行投影变换时必须设置正确。例如，中国地质调查局发布的1∶250万中国地质图相应的参数分别为110°、10°、25°和47°；1：500万中国地质图的中央经线为105°E，用户则需要在配准前修改MapInfo.PRJ文件中相关参数。如1∶500万中国地质图的投影参数后为：

比较两组COPD并呼吸衰竭治疗效果;呼吸衰竭纠正的时间、住院时间;治疗前后患者PCO2、PO2两项血气指标和心率。

“投影（中国）”，9，0，1，105，10，25，47，0，0

3 各类专题地图包含的内容及其应用

3.1 各类专题地图包含的内容

转换后的不同比例尺矢量图包含有不同的内容。下面分别介绍1∶20万的湖北省地质图、1∶50万、1∶250万和1∶500万的中国地质图。配准后的JPG 格式专题地质图有中国西部泥石流物质财富风险区划图、中国西部地质灾害图、中国铅锌矿矿产资源图等。

3.1.1 1∶20万湖北省地质图

该图主要包含地质、构造、河流等信息。

（1）地质数据主要有：地层名称、地层代号、地层厚度、岩石特性等13个字段；

（2）构造数据主要有：断裂构造长度等4个字段。

3.1.2 1∶50万中国地质图

该图图层主要有：地质、构造、钻孔、同位素、火山、河流、城市以及国界等［3］。

（1）年代地层数据主要有：岩石成因类型及特性、地层名称、地层代码、年代地层等13个字段；

（3）钻孔和同位素数据主要有：经度、纬度、特征等7个字段。

3.1.3 1∶250万中国地质图

该图图层主要有：地质、构造、断层、河流、城市、国界、省界等。其中地质信息数据包含面积、周长、地层代号等9个字段。

3.1.4 1∶500万中国地质图

该图主要包含有：国界、河流、地质、构造等信息。

地质数据主要有：地层名称、地层代号等8个字段；简化版1∶500万中国地质图主要有面积、周长、年代地层、地层代号、岩石特性等12个字段。

3.1.5 JPG 格式的专题地质图

该图主要包含中国西部地质灾害图、中国西部崩塌滑坡物质财富风险区划图、中国西部崩滑流人口风险区划图、中国西部及邻区地质图、不同比例尺的中国地质图、中国数字高程模型GTOPO 30阴影图、中国矿产资源图等。

3.2 应用

图1是在MapInfo环境下，在转换后的1∶250万的中华人民共和国地质图上绘制的震中分布图；而图2是在配准后的1∶600万的中国水文地质图上绘制震中分布图。由于图1和图2的两幅地质图中包含的地质信息较多，缩小后的图显示不清楚。图3是在1∶500万的中华人民共和国地质图上绘制的四川汶川8.0级地震烈度分布图。

通过上述例子可看出，在转换和配准之后的地图上用户可以非常方便地添加各种线、面等要素信息。同时，各类专题图也为用户提供了震中附近的地质情况、断层分布、地层厚度、岩石特性、水文地质状况等震区的基础信息，为震后及时掌握震区或震中周边构造环境提供了数据参考。

图1 在1∶250万中国地质图上绘制震中分布图

图2 在1∶600万中国水文地质图上绘制震中分布图

图3 在1∶500万中国地质图上绘制汶川8.0级地震烈度分布图

4 结语

矢量图在使用时，用户可以任意地放大、缩小或者只打开自己所需图层以及提取自己有用的信息，经过配准之后的JPG 格式的专题地质图使用虽然很方便，但是与矢量图相比较，它仍有不足之处，各种不同地质信息不能单独提取和显示，并且只有在原图上1∶1显示时才能清晰查看，使用时较为不便。转换后的矢量图数据和已配准好的栅格地图一并收录在基于GIS的地震分析预报系统（MapSIS）中供用户使用。

［1］李贤华，廉超.国家测绘局最新发布的《中华人民共和国地图》在MapInfo中的使用方法.测绘科学，2007，32（4）：141－143

［2］李胜乐，陆远忠，车时.MapInfo地理信息系统二次开发实例.北京：电子工业出版社，2004

［3］张卫华，廉超，陈昊，等.基于MapInfor的中华人民共和国1∶50万数字地质图数据库管理系统.地震地质，2005，27（3）：470－478

［4］周玉明，朱敏芳.MapGIS与MapInfo的数据格式转换.江苏测绘，2002，25（1）：47－48

［5］张玉杰，张继武，张栋，等.MapGIS与MapInfo的数据文件转换.机电与自动控制，2008，29（11）：32－34