地质图矢量化误差分析与精度控制探究

姚晓燕 魏北清

【摘 要】我国是一个地域广阔的国家，不同省市地区的地质条件存在明显的差异，这就需要做好地质勘测工作。地质图矢量化则是获取矢量地质数据的主要方法，矢量地质数据质量高低将对系统分析准确性产生十分深远的影响，同时也是系統成功与否的关键所在。通过对矢量地质图矢量化数据误差分析和精度控制，促使所获得的地质数据信息同实际值相符，有针对性去分析地质数据误差进行校正成为当前地质勘查工作首要内容之一，具有十分深远的影响。由此，文章主要就地质图矢量化误差分析与精度控制进行研究，提出合理的改善措施。

【关键词】地质图；矢量化；误差分析；精度控制

随着科学技术的快速发展，越来越多先进技术涌现，在地质勘查中计算机技术得到了广泛的应用和普及，在一定程度上促进我国地理空间信息产业发展。通过地质勘查技术和计算机技术的整合，有助于大范围推动地质图矢量化，对于地质数据收集、分析和处理具有十分重要的作用，保证地质数据准确和全面，尽可能降低地质图矢量化误差问题。作为地理信息系统中重要组成部分，地质图矢量化数据质量高低直接影响到系统可靠性，影响到数据分析结果质量。由此看来，加强地质图矢量化误差分析与精度控制研究是十分有必要的，对于后续理论研究和实践工作开展具有一定参考价值。

一、地质图矢量化误差来源

地质图矢量化数据误差受到系统误差影响较大，更多的是来自栅格图像纠正后误差和矢量化的误差，从中不难看出矢量化误差控制关键作用。地质图矢量化误差主要来源于地质图件矢量化制作过程中，地质图纸可能由于折叠变形产生误差，也可能是在地质图扫描矢量化中出现误差，通过对这些误差现象进行分析可以发现，其本质由系统误差、粗差和偶然误差几种情况。地质图内部各个要素矢量化数据转化成图像时可能由于多种误差，导致无法套合，矢量化成果无法有效联结在一起，需要进一步修改和完善。

（一）地质图载体介质不同产生误差

地质图数据信息载体介质中包括纸介质、透明薄膜介质和刻图薄膜介质三种，就三种介质来看，其中当属纸介质的变形几率最大，纸张经过反复折叠、揉搓，或是受到气候因素影响很容易造成数据误差现象；其次为透明薄膜介质，在使用过程中可能出现不同程度上的褶皱，同样会受到温度的影响产生变形；刻图薄膜介质变形情况最小，主要是由于制作时所使用的设备精度高，所以产生的误差小，能够更有效的保证地质图生成质量

（二）地质图扫描矢量化误差

地质图在扫描过程中，由于部分扫描仪自身设备分辨率不高，或者在扫描过程中的设置不够精确导致误差出现，还可能受到光栅图像变形影响出现误差问题。如果在不具备先进扫描设备条件下，设备扫描宽度不够，如果将地质图裁剪成数张后再进行扫描，可能会造成部分区域重叠带来误差。与此同时，由于矢量化是一种十分枯燥、单调的工作，需要工作人员长时间的保持手和眼睛的协调配合，很容易受到人为因素影响造成地质图扫描矢量化误差现象出现。

二、误差校正方法

将传统纸质地质图件数字化，主要是通过位置坐标来表示，所以在校正过程中主要是调整图形坐标，促使其无限接近实际值坐标，公式如下：

x′=fx（x，y）

y′=fx（x，y）

此外，由于误差来源是多样化的，所以在地质图矢量化过程中应该尽可能保证每一个环节的精准度，确保各项工作落实到实处，降低误差程度，提升地质图生成质量。

（一）矢量化底图的前处理

为了能够有效提高地质图扫描精度，在扫描之前应该充分考虑到载体存在的折叠变形、温度变化以及天气因素，尽可能将图像折叠处展平，通过高精度的仪器设备测量内图廓边常和对角线长度，精度<0.1。通过两侧长度和图幅理论值对比后，对于部分大于理论值的部分采用热处理，将温度控制在低温状态下，通过电熨斗将误差区域熨平；小于理论值的则采用湿处理，将平地充分擦湿，在平地上铺盖一层纸，将地质图放在纸上进行潮湿处理。处理完毕后，尽可能的将数据误差控制在0.1～0.2mm范围内。

（二）矢量化产生误差的处理

在地质图矢量化前，通过ARCGIS专业图像处理软件对光栅文件误差进行处理，除了控制地质图四个角意外，还需要增加南北内图廓线拐点坐标和图内均匀分布的方里网坐标。参数的选择根据选取控制点变化而变化。如果空点在4～7个之间，采用双线性变化公式：

X=a1+a2x+a3y+a4xy

Y=b1+b2x+b3y+b4xy

如果控制点在8～19个之间采用二次多项式，控制点在20～49个之间采用三次多项式，控制点在50个以上时，则采用四次多项式进行计算。

三、结语

综上所述，在扫描地质图数据时，矢量化地图定向和矢量化操作可能产生不同程度上的数据误差，这些误差数据的出现，不通过时期的地质图矢量化所得到的结果无法精确联结在一起，拼接多幅图件，所以在地质图制作中需要充分考虑到这一问题，提升地质图生成质量。

参考文献

[1] 倪云英.地质图矢量化误差分析与精度控制[J].信息技术与信息化，2015，22（12）：68-70.

[2] 涂美义.地质图件矢量化误差分析与精度控制[D].北京：中国地质大学，2015.

[3] 张海波.CASS2008在地形地质图矢量化中的应用[J].科技传播，2011，14（11）：113-113.