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【摘 要】地质制图是一项较为复杂的综合性工作,它需要制图人员在大量地质调查的基础上,运用先进技术完成制图工作。MAPGIS为地质制图提供了现代化的技术手段,提高了地质制图过程的自动化,形成现代化数字制图流程,随着地质制图技术的不断发展,mapgis技术在地质制图中发挥着重要的作用。
【关键词】mapgis技术;地质制图;应用
地质制图是地质工作的重要组成部分,是地质工作成果的体现,也是地质研究的有效参考资料,它贯穿于地质工作的全过程。在开展多学科、多途径的地质工作中,都运用制图方法表现它的研究成果。它为国土规划、矿产普查、地质科研、环境地质普查等诸多方面提供基础性地质资料,是表现地质和地质科研成果的重要手段,是地质矿产信息的重要表达方式之一,因此图形的编制、制作、信息化的使用就成为地质调查信息化的重要发展趋势。随着计算机技术的发展,合理使用计算机辅助制图技术,为基础地质制图注入了新的技术手段,社会对数字地质信息的需求增大,使得数字地质调查得以开展,数字填图技术和计算机辅助制图的应用,编制规范、合理、实用、美观的地质图是建立地质图空间数据库技术的必要条件,是基础中的基础。
一、mapgis技术的基本应用特性
MAPGIS为地质制图提供了现代化的技术手段,提高了地质制图过程的自动化,形成现代化数字制图流程;可实现地质图形数字化,建立图形和属性数据相结合的数据库,实现地图数据分层管理;可灵活对地图信息进行查询、编辑、统计和分析。MAPGIS软件缩短了地质制图的修编周期,提高了地质图件的应用价值。
MAPGIS是集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的信息系统,它的应用从开始的简单制图,到现在具有属性信息的GIS的建立,越来越广泛地被国内外地学界应用于建立地理、地质图数据库。由于计算机制图的迅速发展,越来越多的纸质地质图转化为矢量数据,也就是电子地质图。
在地质制图方面,mapgis技术能够将输入计算机系统的地质信息,通过编辑、图层处理等方式,有效地转化为图形程序,并在计算机界面上输出为可视化图形形式。Mapgis是在地质制图、地图投影、数据处理等实际中应用效果较好的技术。因此,其技术应用功能性较强,能够完成较复杂的数据管理、数据分析与查询等工作,应用更为便利。
二、mapgis技术在地质制图中的应用流程
在应用mapgis技术进行地质图制图工作过程中,制图人员需要做好前期的准备工作,再利用计算机系统以及mapgis软件等将地质数据进行输入、编辑等处理,最终形成所需要的地质二维或者三维透视景观。因此可以说,地质制图人员只有掌握较高的水平的制图技能,根据实际情况与mapgis技术应用流程,科学合理地应用mapgis技术,才能够制作出更加真实、直观的地质图。
图一 MAPGIS数据处理的基本流程
MAPGIS地质制图过程主要分为资料准备、图形输入、图形编辑和图形输出等几个阶段。它具有灵活的图形输入、强大的编辑及处理能力、丰富的系统库、高质量的彩色图形输出、多种图形数据交换格式、具有数万幅图件的海量地形库管理、接边、漫游、检索能力。
1. 图件扫描输入
MAPGIS提供的数据输入方式有三种:一是数字化仪进行数据采集;二是用扫描仪输入;三是GPS输入和其它数据源的直接转化。地理底图的准备一般采用扫描仪输入的方法,即通过扫描仪直接扫描原图,将扫描图以栅格形式存贮,并将图件格式转化为TIF形式加以储存,然后进入下一步校正。然后经过矢量化使其转化为矢量数据,进行编辑、输出等。
在扫描过程中,需要对原图件的各项参数进行合理调整,注意扫描系统的误差、原图件比例尺、坐标系转换等工作,使其能够满足地质制图对精度的要求。扫面之后的原图件还需要利用mapgis技术进行各个控制点的设定,并要对需校正的图像文件做一个标准图框,控制点分布尽量对称并匀均分布在整个图件上,以保证制图的精度与准度。
在图形的扫描输入或数字化输入过程中,可能由于操作的误差、数字化仪设备的精度以及图纸的变形等因素,使输入后的图形存在局部或整体变形,无法达到图形制作精度,MAPGIS提供的误差校正子系统可消除变形,满足实际需要。
2. 图件矢量化
矢量化是栅格数据转换成矢量数据的过程。在矢量化地质图的过程中对于不同的地理地质图形要素要进行合理有序的归类和分层。要注意专题图件必须以专题元素为主,并结合其它地质元素,按照国家地质图标准进行。无论是何种图件矢量化均要注意分层矢量化,即地物、地形、水系、地质要素分别选不同的图层。矢量化有全自动矢量化和交互式矢量化两种形式。
利用MAPGIS提供的智能扫描矢量化子系统进行矢量化工作,将矢量数据分别存入到点文件、线文件和面文件中。需要说明的是,在开始矢量化以前,一定要做好图层字典的设计工作,使不同的图形实体存放在不同的图层上,为以后的利用提供方便。
3.图形校正
打开MAPGIS的图形编辑模块,点击图像处理中的图像分析,进行数据转换将扫描好的tif格式的图像文件进行格式转换,转换成msi格式文件。在对图形进行矢量之前要进行影像校正,具体操作是打开图像分析界面,在图像和标准图框中选择相应的控制点,控制点需均匀分布,这样才能控制精度,并对底图影像进行镶嵌融合操作,再打开校正预览,仔细分析底图影像,以便及时发现误差、消除误差。如图二。
图二 影像图与标准图框控制点均匀分布
在对图形进行矢量化完成之后,还需要对图形进行合理的校正,这是为了消除图形编辑处理的校正,以及消除图形编辑处理的误差,从而达到提高图形精度、准确度等目的。
图形校正包括坐标配准和误差校正。由于原图图纸变形和扫描时存在一定的系统误差,另外,在矢量化时,受操作员的技能和采校点密度等的影响,从而使得矢量化后的图形数据产生一定误差。所以,矢量化后的图形数据必须经过编辑处理和数据校正,消除输入图形的变形,才能使之满足实际要求。校正方法是利用系统提供的误差校正功能来完成。为更好地控制输出比例,需要利用MAPGIS提供的误差校正和镶嵌配准功能进行处理。 4.属性编辑
MAPGIS 的最大优越性就在于空间数据和属性数据的统一存贮和管理,从而为地质信息的管理提供了极大的方便。 要达到图形数据和非图形数据的统一存贮和管理,就要进行属性编辑工作。 属性编辑采用系统提供的属性管理子系统来完成。
MAPGIS 属性管理子系统专门用于定义矢量数据的属性结构,并且进行可视化编辑。 它还提供了强有力的多媒体属性库创建、编辑工具。 一般说来,属性编辑在空间数据编辑之后进行,在建立数据库之前完成,当然,在属性管理子系统确定了属性结构之后,用户也可以在 MAPGIS 编辑系统中一边修改图形一边编辑图元属性。在MAPGIS系统中包含点、线、区、网、表五类文件,而区域包括弧段和区两种实体数据,相应地属性也分为点属性、线属性、区属性、弧段属性和结点属性五种。
5.图形输出
利用mapgis技术对图形进行科学、合理的编辑、处理、校正之后,然后就要进行图形输出工作,这是在mapgis输出系统的支持下完成的。Mapgis输出系统为用户提出三种输出方式:Windows输出、MAPGIS光栅输出和Postscript输出。其中Windows输出使用较多,Windows输出由于受到输出设备的驱动程序及输出设备的内部缓存限制,有的图元输出效果可能不令人满意,有的图元不能正确输出,但是对于一些比较简单,而且幅面较小的图来说,这种方法输出速度快,而且能驱动的设备比较多,适应范围也比较广。
这三种输出方式各有各的优势与缺点,用户可以根据需要合理选择。如需要高精度的输出可以选择光栅输出方式,如需要短时间地便捷输出则可以选择窗口输出等。目前,对光栅图形输出方式的应用较多,它更好地提高了图形输出的质量,有利于保证地质制图的真实性、详细性、科学性等。
三、结语
总而言之,在地质制图过程中,制图人员需要提高对mapgis技术的应用认识,努力提高自身mapgis技术的操作技能,并结合实际地质情况,制成数字化、动态化、现代化的地质图,现阶段我国地质制图人员对mapgis技术的应用还没有达到纯熟的水平,随着技术的发展以及地质制图人员的不断努力,必将能够更好地发挥mapgis技术在地质制图中的优势,从而促进我国地质制图水平的进一步提高,为我国地质工作的深入开展提供更加有力的保障。
参考文献:
[1]张淑环,张梅芬,黄朝晖. Mapgis在数字制图及地质研究中的应用[J],青海国土经略,2007,35(6)234-236.
[2]栾俊霞,mapgis在数字地质制图中的应用技巧[J],化工矿产地质,2008,68(2):92-93.
[3]王艳萍,张平,张悦,试谈mapgis技术在地质绘图中的功用[J],中小企业管理与科技(下旬刊),2010,14(9):89-90.
[4]段晋,王永刚,战伟,刍议mapgis在地质制图中的应用,科技创新导报,2012,25,127.
[5]李妩巍,MAPGIS在地质制图中的应用,铀矿地质,2005年11月,第6期。370-375.
[6]郑贵洲,吴信才,MAPGIS图层在地图数据处理和管理中的作用[J],地球科学,2000 17(3):2016-219.
【关键词】mapgis技术;地质制图;应用
地质制图是地质工作的重要组成部分,是地质工作成果的体现,也是地质研究的有效参考资料,它贯穿于地质工作的全过程。在开展多学科、多途径的地质工作中,都运用制图方法表现它的研究成果。它为国土规划、矿产普查、地质科研、环境地质普查等诸多方面提供基础性地质资料,是表现地质和地质科研成果的重要手段,是地质矿产信息的重要表达方式之一,因此图形的编制、制作、信息化的使用就成为地质调查信息化的重要发展趋势。随着计算机技术的发展,合理使用计算机辅助制图技术,为基础地质制图注入了新的技术手段,社会对数字地质信息的需求增大,使得数字地质调查得以开展,数字填图技术和计算机辅助制图的应用,编制规范、合理、实用、美观的地质图是建立地质图空间数据库技术的必要条件,是基础中的基础。
一、mapgis技术的基本应用特性
MAPGIS为地质制图提供了现代化的技术手段,提高了地质制图过程的自动化,形成现代化数字制图流程;可实现地质图形数字化,建立图形和属性数据相结合的数据库,实现地图数据分层管理;可灵活对地图信息进行查询、编辑、统计和分析。MAPGIS软件缩短了地质制图的修编周期,提高了地质图件的应用价值。
MAPGIS是集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的信息系统,它的应用从开始的简单制图,到现在具有属性信息的GIS的建立,越来越广泛地被国内外地学界应用于建立地理、地质图数据库。由于计算机制图的迅速发展,越来越多的纸质地质图转化为矢量数据,也就是电子地质图。
在地质制图方面,mapgis技术能够将输入计算机系统的地质信息,通过编辑、图层处理等方式,有效地转化为图形程序,并在计算机界面上输出为可视化图形形式。Mapgis是在地质制图、地图投影、数据处理等实际中应用效果较好的技术。因此,其技术应用功能性较强,能够完成较复杂的数据管理、数据分析与查询等工作,应用更为便利。
二、mapgis技术在地质制图中的应用流程
在应用mapgis技术进行地质图制图工作过程中,制图人员需要做好前期的准备工作,再利用计算机系统以及mapgis软件等将地质数据进行输入、编辑等处理,最终形成所需要的地质二维或者三维透视景观。因此可以说,地质制图人员只有掌握较高的水平的制图技能,根据实际情况与mapgis技术应用流程,科学合理地应用mapgis技术,才能够制作出更加真实、直观的地质图。
图一 MAPGIS数据处理的基本流程
MAPGIS地质制图过程主要分为资料准备、图形输入、图形编辑和图形输出等几个阶段。它具有灵活的图形输入、强大的编辑及处理能力、丰富的系统库、高质量的彩色图形输出、多种图形数据交换格式、具有数万幅图件的海量地形库管理、接边、漫游、检索能力。
1. 图件扫描输入
MAPGIS提供的数据输入方式有三种:一是数字化仪进行数据采集;二是用扫描仪输入;三是GPS输入和其它数据源的直接转化。地理底图的准备一般采用扫描仪输入的方法,即通过扫描仪直接扫描原图,将扫描图以栅格形式存贮,并将图件格式转化为TIF形式加以储存,然后进入下一步校正。然后经过矢量化使其转化为矢量数据,进行编辑、输出等。
在扫描过程中,需要对原图件的各项参数进行合理调整,注意扫描系统的误差、原图件比例尺、坐标系转换等工作,使其能够满足地质制图对精度的要求。扫面之后的原图件还需要利用mapgis技术进行各个控制点的设定,并要对需校正的图像文件做一个标准图框,控制点分布尽量对称并匀均分布在整个图件上,以保证制图的精度与准度。
在图形的扫描输入或数字化输入过程中,可能由于操作的误差、数字化仪设备的精度以及图纸的变形等因素,使输入后的图形存在局部或整体变形,无法达到图形制作精度,MAPGIS提供的误差校正子系统可消除变形,满足实际需要。
2. 图件矢量化
矢量化是栅格数据转换成矢量数据的过程。在矢量化地质图的过程中对于不同的地理地质图形要素要进行合理有序的归类和分层。要注意专题图件必须以专题元素为主,并结合其它地质元素,按照国家地质图标准进行。无论是何种图件矢量化均要注意分层矢量化,即地物、地形、水系、地质要素分别选不同的图层。矢量化有全自动矢量化和交互式矢量化两种形式。
利用MAPGIS提供的智能扫描矢量化子系统进行矢量化工作,将矢量数据分别存入到点文件、线文件和面文件中。需要说明的是,在开始矢量化以前,一定要做好图层字典的设计工作,使不同的图形实体存放在不同的图层上,为以后的利用提供方便。
3.图形校正
打开MAPGIS的图形编辑模块,点击图像处理中的图像分析,进行数据转换将扫描好的tif格式的图像文件进行格式转换,转换成msi格式文件。在对图形进行矢量之前要进行影像校正,具体操作是打开图像分析界面,在图像和标准图框中选择相应的控制点,控制点需均匀分布,这样才能控制精度,并对底图影像进行镶嵌融合操作,再打开校正预览,仔细分析底图影像,以便及时发现误差、消除误差。如图二。
图二 影像图与标准图框控制点均匀分布
在对图形进行矢量化完成之后,还需要对图形进行合理的校正,这是为了消除图形编辑处理的校正,以及消除图形编辑处理的误差,从而达到提高图形精度、准确度等目的。
图形校正包括坐标配准和误差校正。由于原图图纸变形和扫描时存在一定的系统误差,另外,在矢量化时,受操作员的技能和采校点密度等的影响,从而使得矢量化后的图形数据产生一定误差。所以,矢量化后的图形数据必须经过编辑处理和数据校正,消除输入图形的变形,才能使之满足实际要求。校正方法是利用系统提供的误差校正功能来完成。为更好地控制输出比例,需要利用MAPGIS提供的误差校正和镶嵌配准功能进行处理。 4.属性编辑
MAPGIS 的最大优越性就在于空间数据和属性数据的统一存贮和管理,从而为地质信息的管理提供了极大的方便。 要达到图形数据和非图形数据的统一存贮和管理,就要进行属性编辑工作。 属性编辑采用系统提供的属性管理子系统来完成。
MAPGIS 属性管理子系统专门用于定义矢量数据的属性结构,并且进行可视化编辑。 它还提供了强有力的多媒体属性库创建、编辑工具。 一般说来,属性编辑在空间数据编辑之后进行,在建立数据库之前完成,当然,在属性管理子系统确定了属性结构之后,用户也可以在 MAPGIS 编辑系统中一边修改图形一边编辑图元属性。在MAPGIS系统中包含点、线、区、网、表五类文件,而区域包括弧段和区两种实体数据,相应地属性也分为点属性、线属性、区属性、弧段属性和结点属性五种。
5.图形输出
利用mapgis技术对图形进行科学、合理的编辑、处理、校正之后,然后就要进行图形输出工作,这是在mapgis输出系统的支持下完成的。Mapgis输出系统为用户提出三种输出方式:Windows输出、MAPGIS光栅输出和Postscript输出。其中Windows输出使用较多,Windows输出由于受到输出设备的驱动程序及输出设备的内部缓存限制,有的图元输出效果可能不令人满意,有的图元不能正确输出,但是对于一些比较简单,而且幅面较小的图来说,这种方法输出速度快,而且能驱动的设备比较多,适应范围也比较广。
这三种输出方式各有各的优势与缺点,用户可以根据需要合理选择。如需要高精度的输出可以选择光栅输出方式,如需要短时间地便捷输出则可以选择窗口输出等。目前,对光栅图形输出方式的应用较多,它更好地提高了图形输出的质量,有利于保证地质制图的真实性、详细性、科学性等。
三、结语
总而言之,在地质制图过程中,制图人员需要提高对mapgis技术的应用认识,努力提高自身mapgis技术的操作技能,并结合实际地质情况,制成数字化、动态化、现代化的地质图,现阶段我国地质制图人员对mapgis技术的应用还没有达到纯熟的水平,随着技术的发展以及地质制图人员的不断努力,必将能够更好地发挥mapgis技术在地质制图中的优势,从而促进我国地质制图水平的进一步提高,为我国地质工作的深入开展提供更加有力的保障。
参考文献:
[1]张淑环,张梅芬,黄朝晖. Mapgis在数字制图及地质研究中的应用[J],青海国土经略,2007,35(6)234-236.
[2]栾俊霞,mapgis在数字地质制图中的应用技巧[J],化工矿产地质,2008,68(2):92-93.
[3]王艳萍,张平,张悦,试谈mapgis技术在地质绘图中的功用[J],中小企业管理与科技(下旬刊),2010,14(9):89-90.
[4]段晋,王永刚,战伟,刍议mapgis在地质制图中的应用,科技创新导报,2012,25,127.
[5]李妩巍,MAPGIS在地质制图中的应用,铀矿地质,2005年11月,第6期。370-375.
[6]郑贵洲,吴信才,MAPGIS图层在地图数据处理和管理中的作用[J],地球科学,2000 17(3):2016-219.