浅析MapGIS编制地理底图技术

李 娜 王美娟

（中国地质调查局地球物理调查中心，河北 廊坊 065000）

0 引言

地理底图是地质图件的地理基础，在制图和用图时具有定向和定位的作用[1]。一张现势性强的地理底图有助于了解调查区的地形地貌、交通路线等情况，为调查路线选取、测点布设、工作部署以及进度控制提供依据。

MapGIS集图形图像、地质地理、遥感测绘、人工智能以及计算机科学于一体，广泛应用于地矿领域中各类地质图件的制作。笔者根据MapGIS 6.7软件的应用实践，从制图数据的选择入手，论述了采用纸介质地形图和ArcGIS格式地形图编制地理底图的技术方法及注意事项。

1 制图数据的选择

多渠道了解制图区域以往的工作程度，广泛搜集可用于编制地理底图的各种现势性强的最新图件资料及文字说明。如果收集到的资料不是近期成图，那么还需要广泛收集交通、水利、行政区划和近期的航片等作为补充资料。

对已获得的基础资料进行全面分析和系统比较，首选现势性强、同比例尺的图件资料；其次，选择同比例尺、变更资料齐全的图件资料，并将变更资料叠加在图件上进行要素更新；最后，选择现势性强、比例尺大一级的图形资料[1]，利用地理底图缩编技术获得符合要求比例尺的图件[2]；对一些既往工作缺失、已有资料不足的地区也可以选择比例尺大一级、变更资料比较齐全的图件资料，将变更资料叠加在图件上进行编绘，但是在该情况下获得的图件的精度较低，一般只可以在粗略定向及定位中使用。

2 常见数据制图流程

目前，地矿领域常见的制图数据主要有纸介质图、MapGIS格式数据和ArcGIS格式数据，此外还有符合精度要求的航空、卫星等影像图。其中，利用MapGIS格式地形图编制地理底图时，由于是同平台操作，一般只涉及平台内部的编辑、裁剪或拼接以及投影转换等工作，因此该文主要介绍纸介质地形图和ArcGIS格式地形图2种常见数据的制图方法。

2.1 纸介质地形图

纸介质图包括早期的手绘图纸以及丢失或无法获取矢量数据的图件。随着计算机制图技术的普及，目前常用的纸介质图主要是无法获得矢量数据的原计算机成图图件，其制图流程包括扫描、校正以及图件矢量化，从而获得可编辑的MapGIS格式地理底图。

2.1.1 扫描

尽量采用幅面大于原图的扫描仪一次完成，以减少由图像拼接所造成的误差，同时注意扫描参数的设置，确保扫描结果具有较高的精度。最后将扫描后的图片以栅格的形式进行存储，一般保存为无压缩的TIF格式。

2.1.2 校正

为了方便存储，纸介质图一般会经过多次折叠，加之气候温度变化等因素，幅面一般会产生1 mm～2 mm的误差，导致扫描后的图件比例尺也发生相应的变化。为消除外因导致的图件幅面误差以及扫描误差，需要对图像进行校正，以满足制图的要求。

首先，在MapGIS图像处理的图像分析模块进行格式转换，将TIF格式扫描图转换成MSI格式。其次，利用MapGIS实用服务的投影变换模块，根据原图的经纬度或图幅号以及投影参数生成与所需区间投影参数相同的经纬网或标准图框。最后，利用图像分析中的镶嵌融合功能，通过在扫描图件与对应经纬网或标准图框中添加相应控制点的方法，将扫描图件校正到对应经纬网或标准图框上。选取控制点时要确保控制点均匀覆盖全图，一般为整公里网、内图廓点或者明显地物的拐角点等，一般至少采集4个控制点，但是控制点的个数也不是越多越好。

2.1.3 在MapGIS中进行图件矢量化

根据图面的整洁程度以及干扰因素的多少在自动矢量化和交互式矢量化2种方法中进行灵活选择。实际工作中经常使用的是交互式矢量化，该方法可以人为干预追踪矢量化进程，如果在过程中出现人为错误，就可以通过编辑的方式对错误进行修改。

在图件矢量化过程中，应当根据制图目的和分类指标对图层进行合理分配，矢量化内容也可根据实际工作需要进行合理取舍。为了提高图件矢量化的工作效率，可根据图件内涉及的点、线以及面文件类型建立图例文件，以存储所需要的图元参数，矢量化的过程中只需要按照预设图例输入数据即可。

2.2 ArcGIS格式地形图

国土资源部门的信息编制一般采用ArcGIS格式。为了便于后续地质图件的制作，通常把ArcGIS格式地形图转换成MapGIS格式来编制地理底图，一般流程包括格式转换、修改地图参数、要素符号化及属性标注。

2.2.1 ArcGIS格式转换成MapGIS格式

SHAPE文件是MapGIS和ArcGIS都支持的中间文件，且按照点、线和面的方式存储空间要素，类似于MapGIS的数据存储结构[3]，因此借助SHAPE文件，利用MapGIS自带的文件转换功能就可以将ArcGIS格式转换成MapGIS格式。

打开MapGIS图形处理的文件转换模块，单击输入菜单，在下拉菜单中选择装入SHAPE文件，选择要转换的SHAPE文件，最后单击文件菜单，选择对应的存点或者保存线、保存区选项，命名文件即完成转换。转换完成后，对照原SHAPE文件检查转换后数据属性的完整性是否一致，确保转换前后的数据不会丢失。

2.2.2 修改地图参数

在MapGIS中新建工程，弹出设置工程的地图参数窗口，根据原数据坐标系设置工程坐标系。添加所有文件并处于编辑状态，修改地图参数，弹出工程地图参数转换/设置窗口（如图1所示），将所有文件投影转换至目的投影。为保证转换后图元参数不变，需要对地图参数内容进行设置，在单位及比例尺子界面中，将参数比例x、y均改为1。

图1 MapGIS中工程地图参数转换/设置窗口

2.2.3 在Section平台下按照最新图式进行要素符号化

ArcGIS与MapGIS软件系统的符号库、线型库、图案库以及颜色表不一致，导致转换前后的图面数据出现偏差[3]，因此须进行要素符号化处理。

根据对应的数据说明文件及相应比例尺最新图式标准，确定数据文件符号式样、符号色值以及注记式样等，分别形成点、线和区属性数据表（Excel格式）。然后在Section制图系统中将处于编辑状态的某一点、线或区文件的参数转为属性，通过编辑属性结构来查看对应点、线或区文件的属性结构，将Excel属性表中各属性数据字段名称修改成与原属性结构中一致的字段名称。

要素符号化的过程主要借助Section制图系统辅助工具中的导入导出功能，包括连接属性数据（Excel）、选择关键词段以及属性转为参数等操作，在属性转为参数之前需要修改属性结构，使新连接的属性结构与原文件属性结构一致，否则会导致属性连接失败。打开Excel属性表，属性信息与将要进行符号化的文件对应，按照上述流程，依次对点、线以及面文件进行符号化操作（如图2所示）。

图2 Section制图系统中要素符号化的一般步骤

2.2.4 在MapGIS软件中进行属性标注

标注点文件属性，使用点编辑下根据属性标注释的选项。例如标注地名及注记文件AANP（自然地名）和AGNP（居民地地名）（见表1），首先确定需要标注的CLASS项，为其分配新的图层，然后根据图层分离文件，使新分离的文件处于编辑状态，选择根据属性标注释，就可以对已选CLASS项进行标注。

表1 1∶25万地形要素数据说明（2016版）中地名及注记的属性及定义

如果是整个文件统一标注，则无须分离图层，不过为了便于编辑以及防止误操作移位，一般将注释文件作为单独文件进行保存。例如为CPTP（测量控制点）与TERP（地貌点）文件（见表2）标注高程值时，就无须分离标注项，选择根据属性标注释，标注域名ELEV，根据需要设置标注点的位移或者标注完成后使用整图变换进行整体移动，小数点位数一般为0。

表2 1∶25万地形要素数据说明（2016版）中CPTP与TERP数据的属性及定义

使用自动区标注选项标注区文件属性。例如采用区编辑下自动区标注选项对 HYDA（水系面）文件的 TYPE（类型）进行标注，弹出对话框，字段选择TYPE，通过参数设置就就可以设置标注参数（如图3所示）。

图3 MapGIS中自动区标注及设置标注参数窗口

3 图面整饰

纸介质地形图和ArcGIS格式地形图经过一系列制图流程后得到可编辑的MapGIS格式地理底图，接下来进行图面整饰。

纸介质图在矢量化过程中可对图面内容进行编辑或调整，而ArcGIS格式数据转换成MapGIS格式之后，再经要素符号化及属性标注，图面内容会存在大量注记压盖现象，因此要通过移位避免压盖，当图面负载过多时可适量删减。如果存在图幅拼接，还需要进行图幅接边工作。

图面整饰还包括对标题、比例尺、图框以及图例等内容进行调整或添加，要综合考虑页面整体布局，以达到较好的成图效果。

4 地理底图编制过程中的注意事项

编制地理底图，应根据制图目的与性质确定各要素之间的主次关系[4]，结合图面负载量限制，适当地对要素进行简化和取舍。在该过程中，要做好备份，方便对图面内容或布局进行调整。

数据资料进行跨平台转换时，要核查转换前后的属性信息是否一致，如果属性丢失或者出现乱码信息，可尝试更换其他转换方法。

地理底图与影像数据套合进行现势性更新，注意保持地图参数的一致性，确保地貌、交通路线、境界、地物形态及位置的准确。此外，地理底图各要素可与其他同地理参数图件配套使用，例如可以把交通要素或地名注记与遥感影像图配套使用。

5 结论

在MapGIS平台编制地理底图，纸介质地形图可通过扫描、校正以及矢量化来编制，ArcGIS格式地形图可通过格式转换、修改地图参数、要素符号化以及属性标注来编制，结合页面布局及成图效果，最后进行图面整饰。编制过程中应注意以下3点：1） 分清主次，以确保要素简化合理。2） 数据格式转换前后的属性信息要保持一致。3） 现势性更新时，不同数据的地图参数应保持一致。

利用MapGIS平台强大的图形图像处理功能，结合Section辅助制图系统，简化了地理底图的编制过程，能够为项目工作部署以及进度控制提供更加快速、准确的信息支撑。