淺談利用MAPGIS進行數字化地形圖圖斑面積的量算

論文類別:理學論文 > 地質學論文
論文作者: 羅建華
上傳時間:2007/3/10 16:24:00

【摘 要】 如何高效、準確地從數字化地形圖中量取圖斑面積及屬性是測繪工程技術人員經常遇到的問題。本文主要敘述通過對數字化地形圖中地形、地物等符號的線型轉換,利用MAPGIS軟件解決這個問题的工作流程。
【关鍵詞】 數字化地形圖 圖斑 面積 量算

  
1 引言

  大量的測繪工程項目,如土地征用、土地開發整理、庫區淹沒等測繪工程项目中,都涉及工程範圍內各地塊土地面積的量算、屬性及分類統计等工作。如何高效、準確地給業主提供這方面的數據報表是工程技術人員經常遇到的問题。目前,各測繪單位采用的軟件大多數是南方CASS、開思SCS、清華山維EPS、中國地大MAPGIS等數字化軟件。這些軟件都有各自的優势,前面三個軟件用於外業成圖较為方便,但圖斑面積量算、屬性報表、差錯查詢相对而言功能較弱,而後者則剛好相反。由於在測繪工作中,不可避免地存在圖斑线不封閉、數據重復調入造成重疊等問題,而人的肉眼却難以發現(尤其是圖斑線不封閉)。只有通過軟件强大的系統功能的查詢和檢索,工作效率才能達到事半功倍的效果,而MAPGIS恰恰為我們提供了這完美的功能。本文主要敘述在南方CASS、開思SCS、清華山維EPS軟件成圖的基礎上,通過對數字化地形圖中地形、地物符號的線型轉換,利用MAPGIS軟件系統实現圖斑面積及其屬性報表的自動輸出的工作流程。
  2 工作流程圖

浅谈利用MAPGIS进行数字化地形图图斑面积的量算

  2.1 數據準備
  首先復制一個需要進行圖斑面積量算的數字地形圖的數據文件作为工作的基礎數據,通過南方CASS、開思SCS、清華山維EPS等軟件工具用多段線繪出量算面積的範圍閉合界線,並用解析法計算出量算區域的總面積作為后面各圖斑面積匯總统計和檢核的依據。其次,執行系統軟件過濾執行、快速執行等功能,對與需量算圖斑面積無關的點、線、註記等符号全部過濾選擇出來,采用軟件提供的修剪、刪除等工具將其剪裁或刪除。對所有构成需量算面積圖斑的地類界、坎子、小路、境界線等非實線型的各種地形、地物符號逐一過濾選擇,通過修改線型屬性将其統一轉換為連續實線型,并以一個圖塊形式輸出AA.dxf文件。同樣,將各地塊的植被符號全部選擇出来,輸出圖塊BB.dxf文件。這兩個文件即作為MAPGIS軟件系統圖斑面积量算的基礎數據。
  2.2 預处理
  在MAPGIS系统中,執行[圖形處理/文件轉換]子系統,分别輸入AA.dxf、BB.dxf文件,以保存線文件形式,分別輸出AA.wl和BB.wl。執行[圖形處理/輸入編輯]子系統,裝入線文件AA.wl文件對該数據進行編輯。在進行下面各工序之前,首先要對軟件系統的各种參數進行[設置],包括[參數設置]、[設置系統參數]、[選择背景顏色]等。在這些設置中,尤其是結點在搜索半徑的設置最為重要,半徑過大,會使相鄰點綴合在一起,造成亂線現象。反之,半徑過小,起不到結點平差的目的。一般情況下,該值設置为0.1。
  2.3 自動剪斷線
  軟件在造面過程中,要求線的結點處斷開,才能有效造面,而我們在數字化地形圖的生產過程中,難免存在線該斷的地方沒有斷開,線該封闭的地方沒有封閉等問題,這給造面帶來較大的困難。進入MAPGIS系统主菜單,執行[其它/自動剪斷線]功能後,系統將所有的端點自動剪斷和相交剪斷。

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  2.4 清除微短線
  自動剪斷線後,會生成許多短线頭,而且這些線頭絕大部分是無用的,對造面的短線我們必須刪除。執行[其它/清除微短弧線/清除微短線]功能,彈出“最長线長”窗口,根據提示,用戶輸入最小線長值,該值在幾次循環工作中按從大到小的原則輸入。系統根據輸入的數值,搜索出滿足小於該值的微短線並彈出“拓撲錯误信息”窗口。用戶根據窗口的提示,移動光標左鍵點击“錯誤類型”下的提示,屏幕窗口將自動移至存在錯誤之处,並閃爍有需要處理的線段。用戶根據實際情況,对其進行刪除或保留等處理,將其逐一檢查修正。
  2.5 清除重疊坐标
  在數字化地形圖生產過程中,用户可能存在重復輸入某一數据,在造面之前,需要對其進行清除。執行[其它/清重坐標及相交/清線重疊坐標相交及自相交]功能,系統自動彈出“拓撲錯誤信息”窗口,列出工作區範圍內存在重疊、自相交情況。移動光标到相應的信息提示上按右键,執行[清除所有弧段的重疊坐標],即刻自動的消除重叠坐標。
  2.6 自動節点平差
  數字地形图中難免存在斷線現象,而這些斷線人的肉眼卻難以發現。執行[其它/自動節點平差/自動線节點平差]功能,對此類線斷線進行端點平差,让其斷開的端點自動連接起來形成封闭的圖斑。
  2.7 拓撲查錯
  通過上面幾道工序後,數據仍然难免有許多錯誤,數據的准確性較差,在建立拓撲關系前,應該先進行查錯處理,檢查數據是否存在“懸挂線段”、“線段相交”、“重疊坐標相交”等錯誤,提高數據的準确性,進而提高拓撲建立的效率。執行[其它/拓扑錯誤檢查/線拓撲錯誤檢查]功能,自動查找錯誤的類型及出錯的位置並彈出“拓撲錯誤信息”窗口。移動光標到相應的信息提示上,單擊鼠標左鍵,系統自動將出錯位置閃爍顯示出來,利用[線編輯]中[聯接線]、[延長線]、[靠近线]等工具,消除各個錯誤。
  通過上述幾個工序後,造面數據可能仍然存在一些錯誤,我们需要重復4至7四道工序二、三次,直至將對造面有误的線修正消除才能進行下面的工序。
  2.8 拓撲重建
  拓撲關系的处理,是本系統的核心,只有建立了拓撲關系,才能進行空间分析和統計等。用户經過上述的各道工序後,在沒有發現錯誤的情況下,即可執行[其它/線轉弧段]功能,將線段数據轉換成弧段數據,此時的數据仍然是一條條的孤立弧段,毫無拓撲關系可言。執行[拓撲重建]後,才建立結点和弧段間的拓撲關系以及弧段所構成的區域之間的拓撲關系,自動為各區域填色並賦予它們屬性。
  2.9 圖斑編號
  圖形数據構面之後,為了便於查閱,需要按照一定的規律對各個图斑進行編號,執行[點编輯/輸入點圖元]功能,彈出“輸入點圖元/缺省參數”窗口,根據窗口提示的信息分別輸入“註釋高度”、“注釋寬度”、“註釋间隔”、“註釋字體”、“注釋顏色”等參數,將光標移至圖斑內,左鍵點擊圖斑,彈出“MAPCAD/MAPGIS”註釋編輯信息窗口,逐個輸入圖斑號,圖斑號編辑完成後保存輸出AA.wt文件。
  2.10 屬性編輯
  圖斑號輸入完後,圖面顯示的圖斑號註記,與屬性還沒有關聯。因此必須要對圖斑屬性進行編輯。圖斑屬性編輯包括圖斑号、地類、權屬主等內容。在執行图斑屬性編輯之前,首先要對屬性數據結構參数進行設置。執行[区編輯/修改屬性/編輯區屬性结構]功能,彈出“編輯屬性結構”窗口,我們可以根據工程項目的具体情況,增加圖斑編號、地類、權屬主等屬性項目,逐個輸入“字段名稱”、“字段類型”、“字段長度”、“小數位数”四個參數。在屬性的编輯過程中,執行[工作區/添加文件/添加线文件],將BB.wl添加到本工程中來,可將地類符號顯示在圖斑內便於直觀編輯各圖斑的地類。執行[區編輯/修改屬性/修改區屬性]功能,逐一對各個圖斑屬性進行編輯。左鍵點擊待編輯的圖斑,被點中的圖斑閃爍並彈出“區屬性編輯”窗口,根據窗口提示的信息分別輸入图斑號、地類、權屬主等信息數據。屬性編輯完成後保存輸出AA.wp文件。
  2.11 屬性報表輸出
  執行[實用服務/修改屬性/編輯區屬性结構]子系統,彈出“MAPGIS報表編輯處理系統”窗口。選擇執行[建索引/屬性生成文件]功能,彈出“打开文件”窗口,根據窗口的提示選擇文件的路徑打開AA.wp文件,再彈出“換名存文件”窗口,選擇保存文件的路徑及輸入文件名AA.dat,輸出屬性報表數據文件。
  2.12 屬性數據檢查
  采用Microsoft Excel軟件打開AA.dat文件並對編辑、排序及各圖斑總面積匯總並與工作界線解析法所得面積相比較等,我们可以檢查出圖斑編號是不是有漏編、重編等問題。如果數據有誤,執行[庫管理/屬性庫管理]子系統,彈出“MAPGIS屬性管理子系統”窗口,選擇執行[文件/装入點文件(線文件、区文件)]功能,彈出窗口後點擊屬性欄,窗口上方將闪爍圖斑所在的位置,便於回到“2.10屬性編輯”工序中對其進行修正。通過這道工序後我們即可得到可靠圖斑面積的屬性報表。
  2.13 圖斑号輸出
  執行[圖形处理/文件轉換]子系統,彈出“無標題”窗口,裝入點文件AA.wt,選擇執行[輸出/部分圖形方式輸出DXF]功能,輸出圖斑號CC.dxf圖塊。通過南方CASS、開思SCS、清華山維EPS軟件工具以圖塊的形式將圖斑號CC.dxf圖塊插入到原來的數字地圖中。如果工程的需要,我們仍然可以执行“選擇性粘貼”將圖斑屬性報表粘貼到原來的工程數字地圖內。
  3 體會
  3.1 为了提高量算面積的工作效率,在數據轉換之前,要對數据認真的檢查。包括哪些是構面所需的線,不能遺漏,應補全;哪些是構面不要的線,應刪除(包括點園一類的線),這些操作在南方CASS、開思SCS、清華山維EPS軟件來得比較快捷。
  3.2 拓撲查錯是關键工序,如果數據不規範有錯误,在造區後再發現,對其修改相當困難。因此對“2.4清除微短線”、“2.5清除重疊坐标”、“2.7拓撲查錯”這三道工序要認真做幾次,將問題全部處理好再進行“2.8拓撲重建”這道工序。
  3.3 在執行“2.9圖斑編號”之前,可先執行“2.12屬性數據檢查”工序,可以對無實際意義微小圖斑進行刪除、合並等處理,使得图斑號連續和更切合實際。
  3.4 本人通過多次的實踐總結體会到使用此工作方法除數據可靠外,工作效率比南方CASS、開思SCS、清華山維EPS軟件提供圖斑面積量算的方法高出5倍以上,因此它是解決此類問題一個行這有效的方法。

參考文獻


[1] 中國地質大學信息學院,MAPGIS地理信息系統實用教程,武汉:中國地質大學出版社,2000
[2] 南方測繪儀器公司,CASS5.0成圖軟件參考手冊,廣州:廣州南方測繪儀器公司,2002轉貼于 免費论文下載中心 http://www.hi138.com
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