浅谈MAPGIS内容及绘制地质图时的若干方法
秦爽 蒲含勇（河南省地质博物馆 郑州 450016）摘要 在扫描数字化的基础上，对原有地质资料进行矢量化，通过查阅MAPGIS手册和总结计算机制图工作的经验，总结了几点利用MAPGIS可以较快绘制地质图件的方法。关键词 扫描 矢量化 MAPGIS 编辑 数字化1 引言扫描矢量化处理算法已比较成熟，将扫描栅格图像转换为矢量地图一般经过图像二值化、平滑与细化、编码与矢量线的提取过程。地质图件含有大量的地质符号，市场上流行的图形矢量化软件对一些矿图（如地质平面图、剖面图、钻孔或坑道素描图）矢量化无法生成相应的矿图符号，目前利用MAPGIS软件对一些地质符号的矢量化可以采用软件中的点、线、面绘图功能进行描绘。2 MAPGIS绘制地质图时的若干方法随着计算机科学、地理学、制图学、遥感与摄影测量学、图形图像技术以及数据库技术的不断发展，地理信息系统已成为一种功能强大、性能完善的计算机系统，MAPGIS已经被广泛地用于地质调查与评价、环境评价、矿山治理、地下水监测、地形测量等地质领域。地质图形由于其专业特性，和其他领域如建筑领域图形有很大不同。地质体多为不规则形体，界线多有圆滑曲线构成，常需要大面积色块、图案及花纹来表示不同性质的地质体，如不同的岩体，地貌单元，地质构造，水化学性质、易分区、防治规划区等。数据是所有信息处理的基础，也是最重要的资源。在基础数据的采集过程中，如何最大限度地保证数据的质量，减少重复工作量是基础信息工作最关键的问题之一。针对这些因素，通过查阅MAPGIS手册和总结计算机制图工作的经验，总结了以下几点利用MAPGIS可以较快绘制地质图件的方法。2.1 扫描仪录入图形，要保持底图的正确和规范MAPGIS并不是支持所有的光栅文件格式，它仅支持黑白二值、灰度和彩色（RGB)3种格式的TIF光栅文件，而且还要求其为非压缩（LWZ不选中）格式。所以扫描的光栅文件，最好在PHOTOSHOP中打开此光栅文件，然后重新另存其图像模式即可。2.2 地形图的绘制在绘制地形图时，地形图多为基本构件，一般占整幅图数据量绝大部分，可以将地形图中的等高线进行分区划分，由多人同时进行编辑。将不同区的等高线放在相同的图层上而以不同的文件名存储，最后只需对同一图层上的不同文件名的等高线进行合并编辑。2.3 对图形进行分层在GIS的应用中，同一文件中有多种类型的地理要素。如一个线文件中可能包括等高线、公路、铁路、河流等多种类型的线。为了便于编辑和管理，一般情况下，可以把同一类型的地理要素放到同一图层，例如：将所有的铁路线都放到铁路图层，而把所有的等高线都存放到等高线图层，这样所有的图层都叠加起来就构成了一个完整的线文件。特殊情况下，一个图层也可存为一个单独的文件，如图1。图1 修改图层名每一层上放置某一类地质形体，如等高线、等深线、地物、地层、构造、岩性、水系、化学类型、勘探工程等，分别存在不同的图层上，并使这图层上的点型、线型、区和所在图层一致。这样做的好处是：①通过改变某一图层上的点、线、区不可以改变所有成果图上地质体的点型、线型、和区，加快了编辑修改速度，减少了遗漏；②通过将暂时不需要编辑的形体所在的图层关闭起来，在重新生成图形时，这些形体将不再重新生成，提高图形重新生成速度；③在用某一图层上的形体作临时文件时，可以将其他的图层全部关闭，单独将其提出，便于使用。2.4 使用专用图案库，来完成大面积色块填充和岩性花纹的填充图案填充的速度主要取决于确定边界的速度。MAPGIS提供了两种确定填充边界的方法：（1）拓扑方式。选择该方式造区，不用搜索边界，但需要预先构筑封闭边界；另外，在构筑封闭边界时，尽量使用折线而非光滑曲线。（2）图形造区内点填充方式。该方式不需要预先构筑边界，但需要在可见区内沿箭头提示方向搜索边界，不得把方向弄错。地质图形中填充边界多为不规则边界，当图幅较大且内容较复杂时，常因边界不闭合或交叉、重复部位较多，局部搜索区域范围大大增加，这时用点填充方式来确定边界搜索速度很慢，编辑地质图形效率很低，不实用；而采用拓扑方式就能弥补上面的不足，并且速度快。MAPGIS在用点方式搜索边界时，因其只搜索可见区域，在解决图面内容简单、较规则的接近正方形、四边形、矩形等区编辑时，较方便快捷。2.5 点编辑点是地图数据中点状物的统称，是由一个控制点决定其位置的符号或注释。它不是一个简单的点，而是包括各种注释（英文、汉字、阿拉伯数字等）和专用符号（包括圆、弧、直线、五角星、亭子等各类符号）。它与线编辑中“线上加点”的点的概念不同，“线上加点”的点是坐标点。所有的点图元数据都保存在点文件中（＊.WT）。（1）输入点可以插入图片，但插入后路径不可改变；（2）阵列复制点可以生成规范、整齐的一系列点；（3）定位点对于区划项目的灾害点输入很重要。此种方法是输入GPS的坐标值，先把图件的左下角整体移动为坐标值对应的数据，输入后用定位点修改。2.6 线编辑线是地图中线状物的统称。MAPGIS将各种线型（如点划线、省界、国界、等高线、路、河堤）以线为单位作为线图元来编辑。所有的线图元数据都保存在线文件中（＊.WL）。（1）折线、流线、光滑线的选择要正确。（2）在MAPGIS编辑地形图中的等高线文件线时，要时常点击保存。如果一条线画得过长超过MAPGIS允许范围再保存，等高线文件会自动丢失，无法将文件保存下来，严重影响编辑速度。另外，等高线过长，绘图仪也无法识别打印出来，易丢失文件。（3)MAPGIS6.5和6.6中，一些线会出现毛刺现象（如10号线公路），可以在修改线型中选择把圆角改为尖角或截角。（4）可使用阵列复制方便快捷地生成整齐规范的图例框等。（5）输入、修改线型时应当注意对应线型有无辅助线型，若对应线型无辅助线型却输入编号，会在编辑和打印时出现莫名其妙的错误。2.7 区编辑区通常也称面，它是由首尾相连的弧段组成封闭图形，并以颜色和花纹图案填充封闭图形所形成的一个区域，如湖泊、居民地等。所有的区图元数据都保存在区文件中（＊.WP）。（1）区颜色编号注意准确，若编辑时使用了系统库内没有的色系编号，在打印时出错可能才能发现。（2）不要的区删除后，切记删除弧段，否则文件打印定位可能不对，文件内存也会让人感觉莫名其妙的变大。（3）在编辑图元参数时，点、线、区图元都有透明选项，它主要在印刷制作分色输出时起作用。一般不要使用，否则两个以上叠加区在打印出版时会转色。2.8 MAPGIS图形快速转为图像的方法在图形输出子系统中，打开工程文件，“光栅输出”菜单下即可找到生成GIF、TIFF、JPEG命令。图幅较大时，需要生成EPS格式；若生成JPEG格式，在图片浏览时容易造成文件打不开。3 结束语在扫描数字化的基础上，对原有地质资料进行矢量化。通过MAPGIS的“输入编辑”模块，在地形图或其他扫描后的栅格图件上采集数据，进行矢量化，形成完整的点、线、面文件，从工作准备、工作策略及技巧、参数设定等方面讨论了提高MAPGIS绘制地质图件速度的方法。参考文献计算机地图制图.北京：测绘出版社，1991第四届全国地质档案资料学术研讨会文集.北京：海洋出版社，2004地理信息系统参考手册.北京：中国地质大学（武汉）信息工程学院
MapGIS地质制图的步骤
按照中国地质调查局的要求，使用MapGIS软件系统编制地质图，需按以下步骤操作：（一）地理底图的准备地质图件一般都是在高质量地理底图的基础上添加相应的专题内容而成。地理底图的准备，包括扫描原图和矢量化两步。1.扫描原图通过扫描仪直接扫描原图，将扫描图以栅格形式存贮于图象文件中（如TIF格式）。在进行扫描时，要调整好扫描仪的扫描参数，以提高扫描精度。2.矢量化首先，打开MapGIS的图形编辑模块，将扫描好的栅格图象调入，如果扫描的图形文件不能打开，说明数据格式不对，可用“多源图像处理分析系统（MsiProc）”转换为MapGIS专用格式，或用图形编辑软件（如Photoshop）转换为TIF 格式。然后，利用MapGIS提供的智能扫描矢量化子系统进行矢量化。需要说明的是：在开始矢量化以前，要通过认真读图，了解整个图形要素与结构，参考地质制图的行业及国家标准，根据一定的目的和分类指标，做好图层字典的设计工作，对图形要素进行分类，每一类作为一个图层，并对每一个图层赋一个图层名，便于以后对图形进行编辑和检索，并可根据需要制作专题图。根据地质图件的地图要素，将图形要素分别存放于点文件（*.WT）、线文件（*.WL）、区文件（*.WP）三类文件中，使不同的图形实体存放在不同的图层上，便于以后的利用。例如，在地理底图矢量化时，将地形等高线、河流、公路，铁路、村镇、建筑物等要素存放在不同的图层上。另外，要将地理底图上的坐标网单独存放在一个图层上，为后续的图形校正提供数据点。图件矢量化后，就要进行图形的编辑处理工作。MapGIS编辑子系统提供了对点、线、面三种图元空间数据和图形属性编辑的功能。包括图形编辑功能、拓扑分析功能、图形存取功能及错误检查功能。图形编辑功能用来编辑修改矢量结构的点、线、面三种图元，进行删除、移动、复制、连接、光滑、剪断，填充颜色、花纹图案修改等；拓扑分析功能使搜区、检查、造区更加快速、方便、简捷；图形存取功能是将不同的地质要素置于不同图层中，便于编辑、修改、调用和管理；错误检查功能是检查数据错误、错误类型及出错的图元，从而提高数据质量。（二）图形校正由于原图图纸变形和扫描时存在一定的系统误差，以及在矢量化时受操作人员的技能和采校点密度等因素影响，矢量化后的图形数据会产生一定误差。所以，矢量化后的图形数据必须经过编辑处理和数据校正（利用系统提供的误差校正），消除输入图形的变形，才能满足实际要求。（三）地质要素及其他专题要素的绘制在地理底图准备好后，在其上绘制相应的地质要素及其他专题要素，如各种地质界线，地层分界线，断层线、岩体界线等。专题要素，如绘制井上、井下对照图，可在地理底图基础上添绘井巷工程、钻探工程、回采工作面等要素。各种要素的绘制可利用系统提供的点、线、面生成和编辑功能来完成。在绘制时，可根据实际需要来扩充系统的子图库、线型库和图案库，用户亦可建立自己的子图库、线型库和图案库。值得一提的是，用系统本身提供的图形处理功能可以完成各种专题图的绘制工作，但效率较低。MapGIS作为软件平台，提供了丰富的二次开发函数及类库，大大方便了用户的二次开发。用户可开发一些专用的绘图模块，如巷道自动生成、钻孔自动绘制、自动填充采空区等，以提高工作效率。另外，如果用户已用其他系统开发了一些地质绘图软件，也可将输出的图形文件改为MapGIS可识别的明码格式数据，就可由MapGIS系统读入，形成MapGIS格式的图形文件。另外MapGIS可接受AutoCAD、Arc/Info、MapInfo等软件制作的地质图件数据并将其转换成本系统内部的矢量结构，使地质制图更加灵活、便捷。（四）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储和管理，从而为地质信息的管理提供方便。要达到图形数据和非图形数据的统一存储和管理，就须进行属性编辑工作。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。一般地，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，相应地属性可分为点属性、线属性、区属性、弧段属性和结点属性五种。（五）图形输出图形输出通过MapGIS输出系统来完成，是MapGIS系统的主要输出手段，读取MapGIS的各种输出数据，进行版面编辑处理、排版，进行图形的整饰，最终形成各种格式的图形文件，并驱动各种输出设备，完成MapGIS的输出工作。MapGIS提供了三种图形输出方式：Windows输出、MapGIS光栅输出和Postscript输出。其中以MapGlS光栅输出使用较多，即先对图形进行分色光栅化，形成可供输出的分色光栅文件（*.NVL），再在打印机上进行输出。这种输出方式适合复杂、幅度较大的图形输出，解决了windows输出的局限性，提高了图形输出的效果与速度。
