郅惠

1加工平台

目前加工数字地形图平台很多,比如德国Softelec公司的VPStudio,挪威Rasterex公司的RxAutoImage Pro,英国Softcover公司的Scan2CAD,Able公司的R2v,Autodesk公司的CAD Overlay等优秀的矢量化软件;国内具有矢量化功能的软件主要有Epscan、MapGIS、GeoWay、方正智绘、CASS等。

项目台采用了吉威公司的Geoway软件,它是专业而全面的空间数据处理软件。它不仅为4D(DLG、DRG、DEM、DOM)基础地理信息产品提供从数据采集、加工、到产品制作和包装的全套生产软件,而且可以对现有各种形式的外部数据(野外、航测遥感、CAD/GIS)进行增值加工,成果满足多层次的应用要求。

2数字地图加工的基础资料

数字化的基础资料主要是作为底图的1∶10000地形图,另外还应该搜集一些现势性比较强的行政区划、水系、交通、地名等专题图和文字资料作为辅助材料。底图一般应为聚脂薄膜图,其变形应该小于2‰。若采用纸质图,根据用户的需要精度可适当放宽,但是地图变形要均匀,经仿射变换处理后应能达到相应的精度要求。本文以79幅1∶10000地形图的数字线划图制作为案例,有1980年西安坐标系和1954年黄海坐标系两种格式。分别采用高斯—克吕格投影,3度分带,1985年国家高程基准和高斯—克吕格投影,3度分带,1978年国家高程基准。

3数据加工流程

3.1 底图的几何纠正和坐标配准

首先在Geoway DRG中打开一幅数字栅格地形图,输入该图的图名、图号、比例尺等基本信息。在菜单中选择配准地图左下角,并且把鼠标移动到地图的内图廓左下角点击一下,通过图号、图像的行列数等信息,可以粗略的确定地图坐标了,因为还没有做几何纠正,所以这时候的坐标是不精确的。然后继续配准图像的四个内图廓点,如果用户要求的精度比较高,还可以采集图幅内的48个方里网交点,然后在菜单中选择分格网精纠正,DRG根据输入的信息按照标准地形图的尺寸对扫描图像进行拉伸或者压缩,几何纠正完成。其实在这个过程中DRG不但对底图进行了几何纠正,而且进行了坐标配准。经过配准后的栅格数据才具有地理意义,在此基础上采集得到的矢量数据才具有地理空间坐标,才能更好地描述地理空间对象,解决实际空间问题。

3.2 屏幕数字化

屏幕数字化就是对配准后的底图进行矢量化跟踪,获得Geoway格式的数字地图的过程。这是数字地形图生成过程中耗时最长的环节,是一项艰苦的工作。

在批量地形图生产过程中,每个数据生产者必须按照同样的标准、相同的数据层以及层特性(层内地物的名称、数量、属性结构等)来生产采集数据,所以必须建立一个统一的地形图要素分层标准。本文在参照了国家1∶10000地形图分层标准的基础上,把地图划分了10层100多个地物类型:测控点(水准点、GPS控制点等),居民地(居民地及地名),公共设施(学校、医院、公园等),工矿企业(工厂、矿山、大型企业等),交通及其附属设施(铁路、公路、小路、桥梁等),水系及其附属设施(河流、湖泊、流向符号等),地貌与土质(等高线、高程点、陡崖、沙砾地等自然要素),境界(国界、省界、县界等),植被(森林、草地、防护林、农田等),整饰(图廓、经纬线、公里网格及图名、图号、图幅注记等)。

3.3 坐标变换

我国目前常见的地形图有两种坐标系统,北京54坐标系和西安80坐标系。北京54坐标系是参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立的;西安80坐标系是1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体建立的。如果作业底图有两种坐标系统,要进行图幅接边,必须进行坐标变换。另外,如果工作区的地图不在同一个投影带,必须进行投影带变换。

3.4 图幅接边

相邻两幅图所表示的地形是连续的,而采集到的数据由于操作误差可能在接边边界处不连续,所以必须进行图幅的接边检查和修改。在Geoway平台下,可以方便的把相邻的图幅接边。新建一个接边工程,数据源选择相邻的两幅图,在接边索引图中把其中的一幅图设置为主图,并且以主图为基准生成接边线,接边线两侧一定范围内的属性相同的地物自动咬合到边界上。

3.5 质量检查

无论是直接矢量化跟踪所产生的数据、还是从测绘部门获得的数据,很多情况下都是用不同的专业软件生产的,所以都应该对数据的质量进行全面检查。在数据质量检查前,需要制定详细的质检步骤。第一阶段的检查主要在Geoway环境中进行。Geoway数据加工平台有非常强大的数据质量检查功能。对数据的检查内容包括图形检查(相交打折、自相交、重线、重点、拓扑关系等)、属性检查(长度、面积、惟一性、空值检测等)、其它检测(等高线、编码检测、点线矛盾检测)等等(见表2)。用如上方法逐个检查,可以基本保证生产加工数据的质量。

3.6 成果输出

最后得到的Geoway格式的数字地图必须转换成其他的测绘或GIS软件可以识别的格式。在数字地形图导出为MIF格式时,如果选择直接导出,点状地物的符号会丢失,要避免这个问题,可以设计一个符号对照表,把每一种类型的地物映射到相应的符号上,在导出的时候引用这个符号对照表即可。导出为DWG格式时,每个地物类被导出为一层,图层名为方案中的地物编号。所有的点状地物、面状地物和部分的线状地物,如地类界等为了保持符号的形象性,被导出为BLOCK;其余的地物为了编辑的方便,被导出为POLYLINE,包括首曲线,计曲线,各级道路以及境界线,其线宽和线型须按照国家GB 12342—90《1∶25000,1∶50000,1∶100000地形图图式》的规定设置。

4结语

GIS空间分析与决策主要依赖GIS中的空间数据,空间数据的优劣直接影响到GIS分析与决策的结果,优质的数据是高质量GIS决策的基础。因此对GIS的数据生产方法的研究对GIS的发展有深远的影响。

参考文献

[1] 郑凤娇,王祥.1∶10000地形图(DLG)数据生产工艺研究[J].科技资讯,2009(1).

[2] 王风雷.1∶10000数字线划图(DLG)的作业过程[J].科技创新导报,2007(4).