基于MAPGIS_校正_功能解决特殊问题的案例.pdf

第32卷 第2期 2009年4月 测绘与空间地理信息 GEOMATICS 2.广州市城市规划勘测设计研究院,广东 广州510060 摘要在实际制图过程中运用MAPGIS软件的误差校正功能,能进行传统的标准图幅及非标准图幅的误差校正 工作,保证了制图的速度和精度。但是,在实际工作中,常常因操作者的失误或资料提供者专业知识的欠缺,而 造成原始资料的不合格。结合笔者科研和实际工作学习中遇到的特殊问题,提供了若干巧用MAPGIS“ 校正 ” 功 能解决GIS或非GIS领域中该类问题的案例,为MAPGIS软件的普及提供了经验。 关键词MAPGIS;误差校正;制图 中图分类号 P208 文献标识码B 文章编号 1672 - 58672009 02 - 0122 - 03 Cases of Special Problems Solved Based on the Correction Function ofMAPGIS ZHENGWei - feng 1 , PENGWei - ping 2 , HE Bing 2 , ZHENG Xian - chang 1 1. School of C ivil Engineeri ng, Guangzhou Un iversity, Guangzhou 510006, China; 2. Guangzhou Urban Plann ing error correction;mapping 0 引 言 在计算机软、 硬件支持下,集数字制图、 数据库管理 及空间分析为一体的空间信息系统,是进行现代化管理 与决策的先进工具。MAPGIS正是这样一种具有自主版 权的高效大型中文智能GIS软件系统。它的主要功能包 括数据采集与编辑、 图像处理、 空间数据管理、 空间分析、 数据输出等,因此被广泛应用于地质、 矿产、 城市规划、 测 绘、 土地管理等领域,并成为专业技术人员进行各项研究 的重要工具。 在图形的扫描输入或数字化输入过程中,由于操作 的误差、 数字化设备的精度及图纸的变形等因素,输入后 的图形存在着局部或整体的变形。为了提高图形数据的 精度,图形输入时必须经过误差校正。利用MAPGIS中的 误差校正子系统校正误差,以满足制图的精度要求,成为 数字化人员必须掌握的技术。 但是,由于软件功能的日趋多样和强大,以至于在无 论GIS领域或是非GIS领域的诸多工作中,都能用到 MAPGIS的强大功能来辅助解决一些特殊的难题或问题。 现以MAPGIS的“ 校正 ” 功能为例予以说明。 1 MAPGIS软件“ 校正 ” 功能的特殊应用 案例 案例一 没有进行影像校正就矢量化 一般情况下,参照光栅底图对图像进行矢量化操作 前,都需要事先对光栅数据进行镶嵌配准,这样以配准后 的光栅做底图参照进行矢量化,才能保证矢量文件坐标 的准确和其他地图参数的无误。但是在实际工作中,由 于操作人员专业素质和软件经验的参差不齐,或者粗心 大意,经常遇到没对底图校正配准就进行矢量化的情况; 这样得到的矢量数据,是没有地理参数或地理参数根本 不正确的。而已经花费大量心血进行矢量化得到的文 件,是否就是不能利用的呢下面以笔者实际工作中遇 到的该类问题为实例,来阐明应如何处理该种情况。 一项目中需要对武汉市某村庄进行土地规划研究, 当地有关部门只提供了一份1∶2 000的村庄平面现状纸质 图。由于工作经验有限,某矢量化人员在将底图进行扫描 后,没有进行校正就进行了矢量化。随后进行几个道路和农 田区域的面积计算分析时,发现计算得到的面积和先前拿到 的数据根本不能匹配,差别好几个数量级。根本原因就在于 先前的图元都具有坐标信息,而后来矢量化的图元是不具备 坐标信息等地图参数的。因扫描图件内容十分丰富如图1 所示 , 致使矢量化工作繁杂而耗时,如何利用已有的矢量文 件,成为提高效率进行补救的关键。 图1 1∶2 000底图的局部示例 Fig. 1 Part of 1∶2 000 base map 我们采用了以下的策略 1 详细观察底图发现, 1∶2 000的底图上每隔10 cm 就有一个十字丝如图2所示 , 这个信息是至为关键的 如果实际工作中的底图并无此类有关比例的信息,建议 从原始图件上先量取能反映底图比例关系的图元,并搜 集或测量与之相应的实际地物尺度,换算出比例关系。 图2 1∶2 000底图中的十字控制点方框内所示 Fig. 2 The cross control points i n 1∶2 000 base map Showed in the box 2 利用以上关键信息,换算出扫描后的底图上两个 十字丝实地距离应为200 m;之后在MAPGIS的“ 输入编 辑 ” 模块中,设置地图参数为1∶2 000,并人工输入十字控 制丝,保证两个相邻十字丝的间距和底图一致。通过此 举就保证了影像底图的比例正确性,为下一步工作做好 准备。 3 将先前做的矢量图和校正后的底图放在同一视图 内,分别量取同一个区域比如某房屋的长度,求得 比值; 4 将矢量图整体放缩,比值取上个步骤算出的值;这 样就保证了底图和矢量图的大小一致; 5 此时底图和矢量图的大小一致,但方位有个平移 值;因此需要量测底图上某一关键点和矢量图上相应关 键点之间的距离,并以此距离进行矢量图的平移。至此, 校正后的底图和原矢量图完全重合。 该方法使得先前的矢量化过程无需重复,补救效果 亦满足要求。最后应当提出的是,以上第四步骤中需要 将矢量图做整体放缩,而MAPGIS 617并没提供该项功 能,因此建议将矢量图导入到AUTOCAD或者MAPGIS 710软件中,可方便完成该项操作。 案例二 基础底图资料地图参数随意或多样 实际工作中,由于搜集到的底图或参照图数量繁多, 来源不一,难免造成各个图件比例尺等地图参数的不一 致,甚至大量底图都是非标准图幅的情况。如果要以这 样的一组图件作为底图或参照进行新的图件编制,将首 先面临将大量不同比例尺的底图进行校正的工作。针对 这类范围相近或相同、 比例尺不同甚至非标准图幅的光 栅底图,直接的传统的做法就是将每一幅底图按其图面 上标注的比例尺和幅面的坐标生成标准或非标准图 框,然后进行光栅图像的镶嵌配准;之后,将校正后的光 栅作为底图,对需要的图元进行矢量化;最后将各个矢量 化得到的图元分别投影到某个需要的比例尺,再进行拼 接生成所需的新图件。 这样做虽然能达到目的,但是工作过程有诸多不便 1 需要不断地进行各类图框的生成,尤其是涉及一 些非标准图框比例尺、 图幅范围等不标准将极大增加 工作的难度和烦琐程度; 2 对矢量化得到的图元,由于比例尺等地图参数不 统一,在投影转换使其地图参数一致的过程中,将进一步 积累误差;而且由此产生的图元接边问题,更是繁琐。为 了更加有效率地处理好此类问题,笔者尝试了如下的方 法,供需者借鉴。 首先,进行详细读图。不管搜集到的各个底图比例 尺、 地图参数如何不一致,暂且不予以处理,而是详细读 图,分清每幅图的关键点,比如经纬网的交叉点、 特征明 显的地物等幅面上坐标位置已知点。 其次,统一生成标准图框。为避免最终得到的矢量 图需要重新进行投影变换,建议直接按项目所需的地图 参数生成标准图框。至于图框内的设置,如图3所示;其 中关键参数尤其是图框模式的选择按照第一步中已知 的关键点和底图的幅面信息进行控制和设置,以使标准 图框和底图相应的关键点能够对应一致。这样一来,所 321第2期郑伟锋等基于MAPGIS“ 校正 ” 功能解决特殊问题的案例 有用来镶嵌配准校正的图框比例尺统一、 地图参数一致, 只是关键点处根据具体每幅地图有所差异,能显著减少 生成校正图框的难度和工作量。 图3 标准图框设置示例 Fig. 3 The example of setting standard map frame 第三,对所有底图,统一根据其关键点用上个步骤生 成标准图框作为参照进行镶嵌配准校正,这样所有经过 镶嵌配准校正后的底图就能保证统一比例尺、 统一地图 参数。 第四,用镶嵌配准后的底图再进行矢量化,这样得到 的矢量图元的地图参数,直接就是所需要的地图参数,避 免了投影转换过程;而接边工作亦大大简化。 需要注意的是,以上步骤适合于目标地图的地图参 数为标准图幅;而如果目标地图参数不是标准图幅,则只 需在以上第四步之后,进行一次投影即可。 案例三 MAPGIS校正功能在非GIS专业领域中的 应用 MAPGIS的影像镶嵌配准校正过程,是所有矢量化工 作的前期必须过程;同时操作的灵活性也极大地降低了 地图工作者的工作难度,提高了工作效率,因此在地图影 像处理中占据着重要的地位。其实,在实际工作中的好 多工作,虽然不是GIS领域的内容,但是都需要或多或少 地进行图像的拼接处理。在这类工作中,对图幅地理参 数要求不高甚至不做要求,如果能引入MAPGIS软件,借 助其强大的影像镶嵌配准校正功能,亦能达到准确、 快捷 的效果。 笔者所在的学院并非GIS或地理专业,每年学生的毕 业设计都要进行施工图纸的绘制,尤其是道路桥梁专业 的学生。指导老师一般会提供示例图纸供学生参考,鉴 于道路桥梁或者生命线工程的施工图纸比较狭长,常常 需要用A4的扫描仪扫描2～4次方能扫全。有学生抱怨 扫描后无法在计算机中用AutoCAD描图,关键问题就是 图纸的接边不好处理,以及扫描时图纸的变形、 位置的倾 斜等;即使能操作Photoshop的学生,图纸接边亦不能做到 很精确。后来经笔者建议,尝试将图纸扫描后用MAPGIS 进行拼接,只需事先选好相邻扫描图的重合关键点即可, 然后再在AutoCAD中以拼接后的图件为底图进行绘制, 方便快捷地解决了这个问题,拼接效果很好如图4所 示,为一输电塔工程最终拼接后的效果,而原图经过扫描 了四次才全部覆盖图幅 ; 同时也给土木专业的学生提供 了GIS处理问题的思路,达到了良好的效果。 图4 拼接后重新绘制的输电塔示例 Fig. 4 Redraw the power transm ission tower after mosa ic 2 结束语 1 利用MAPGIS灵活的编辑功能和强大的影像校正 功能,能有效解决GIS领域实际工作中出现的各种特殊 问题; 2 GIS技术是一种现代信息化的工具,掌握MAPGIS 的基本操作,并拓展变通应用于其他专业领域,能起到良 好的效果; 3 根据实际情况并结合软件的实际特点,灵活运用 下转第127页 421 测绘与空间地理信息 2009年 4判读结果的验证及外调的质量控制 对图斑的判读工作结束后,要实地进行调绘来验证 室内解译的准确性,同时对于那些内业无法准确判读的 图斑实地进行考察,采取典型抽样的办法。对于外调成 果质量控制来说,要检查主要图斑是否闭合,图斑内是否 漏注了地类,图斑权属性质是否正确以及各级界线是否 有错漏和移位,零星地类是否登记上簿等,同时,包括主 要地类表示是否正确,图斑划分是否恰当。线状地物类 型是否有错,宽度注记是否准确等。 5结束语 总的看来,利用SPOT影像通过人机交互解译的方式 进行土地利用类型的更新处理是一种高效、 经济的方法。 通过室内遥感解译和外业调查,很好地锻炼了专业人员 的识图判读能力,用SPOT 5进行土地变更调查是一种方 便、 快捷并且值得推广的方法。 参考文献 [1 ] 李宗华,王新洲,彭明军,等.高分辨率卫星遥感影像在 土地利用变更调查中的应用[ J ].测绘信息与工程, 2005, 30 4 13 - 16. 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