省級1∶10000地形圖(DLG)的生產及質量控制流程探討

郅惠

1加工平臺

目前加工數字地形圖平臺很多,比如德國Softelec公司的VPStudio,挪威Rasterex公司的RxAutoImage Pro,英國Softcover公司的Scan2CAD,Able公司的R2v,Autodesk公司的CAD Overlay等優秀的矢量化軟件;國內具有矢量化功能的軟件主要有Epscan、MapGIS、GeoWay、方正智繪、CASS等。

項目臺采用了吉威公司的Geoway軟件,它是專業而全面的空間數據處理軟件。它不僅為4D(DLG、DRG、DEM、DOM)基礎地理信息產品提供從數據采集、加工、到產品制作和包裝的全套生產軟件,而且可以對現有各種形式的外部數據(野外、航測遙感、CAD/GIS)進行增值加工,成果滿足多層次的應用要求。

2數字地圖加工的基礎資料

數字化的基礎資料主要是作為底圖的1∶10000地形圖,另外還應該搜集一些現勢性比較強的行政區劃、水系、交通、地名等專題圖和文字資料作為輔助材料。底圖一般應為聚脂薄膜圖,其變形應該小于2‰。若采用紙質圖,根據用戶的需要精度可適當放寬,但是地圖變形要均勻,經仿射變換處理后應能達到相應的精度要求。本文以79幅1∶10000地形圖的數字線劃圖制作為案例,有1980年西安坐標系和1954年黃海坐標系兩種格式。分別采用高斯—克呂格投影,3度分帶,1985年國家高程基準和高斯—克呂格投影,3度分帶,1978年國家高程基準。

3數據加工流程

3.1 底圖的幾何糾正和坐標配準

首先在Geoway DRG中打開一幅數字柵格地形圖,輸入該圖的圖名、圖號、比例尺等基本信息。在菜單中選擇配準地圖左下角,并且把鼠標移動到地圖的內圖廓左下角點擊一下,通過圖號、圖像的行列數等信息,可以粗略的確定地圖坐標了,因為還沒有做幾何糾正,所以這時候的坐標是不精確的。然后繼續配準圖像的四個內圖廓點,如果用戶要求的精度比較高,還可以采集圖幅內的48個方里網交點,然后在菜單中選擇分格網精糾正,DRG根據輸入的信息按照標準地形圖的尺寸對掃描圖像進行拉伸或者壓縮,幾何糾正完成。其實在這個過程中DRG不但對底圖進行了幾何糾正,而且進行了坐標配準。經過配準后的柵格數據才具有地理意義,在此基礎上采集得到的矢量數據才具有地理空間坐標,才能更好地描述地理空間對象,解決實際空間問題。

3.2 屏幕數字化

屏幕數字化就是對配準后的底圖進行矢量化跟蹤,獲得Geoway格式的數字地圖的過程。這是數字地形圖生成過程中耗時最長的環節,是一項艱苦的工作。

在批量地形圖生產過程中,每個數據生產者必須按照同樣的標準、相同的數據層以及層特性(層內地物的名稱、數量、屬性結構等)來生產采集數據,所以必須建立一個統一的地形圖要素分層標準。本文在參照了國家1∶10000地形圖分層標準的基礎上,把地圖劃分了10層100多個地物類型:測控點(水準點、GPS控制點等),居民地(居民地及地名),公共設施(學校、醫院、公園等),工礦企業(工廠、礦山、大型企業等),交通及其附屬設施(鐵路、公路、小路、橋梁等),水系及其附屬設施(河流、湖泊、流向符號等),地貌與土質(等高線、高程點、陡崖、沙礫地等自然要素),境界(國界、省界、縣界等),植被(森林、草地、防護林、農田等),整飾(圖廓、經緯線、公里網格及圖名、圖號、圖幅注記等)。

3.3 坐標變換

我國目前常見的地形圖有兩種坐標系統,北京54坐標系和西安80坐標系。北京54坐標系是參照前蘇聯從1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)橢球體建立的;西安80坐標系是1978年采用國際大地測量協會推薦的1975地球橢球體建立的。如果作業底圖有兩種坐標系統,要進行圖幅接邊,必須進行坐標變換。另外,如果工作區的地圖不在同一個投影帶,必須進行投影帶變換。

3.4 圖幅接邊

相鄰兩幅圖所表示的地形是連續的,而采集到的數據由于操作誤差可能在接邊邊界處不連續,所以必須進行圖幅的接邊檢查和修改。在Geoway平臺下,可以方便的把相鄰的圖幅接邊。新建一個接邊工程,數據源選擇相鄰的兩幅圖,在接邊索引圖中把其中的一幅圖設置為主圖,并且以主圖為基準生成接邊線,接邊線兩側一定范圍內的屬性相同的地物自動咬合到邊界上。

3.5 質量檢查

無論是直接矢量化跟蹤所產生的數據、還是從測繪部門獲得的數據,很多情況下都是用不同的專業軟件生產的,所以都應該對數據的質量進行全面檢查。在數據質量檢查前,需要制定詳細的質檢步驟。第一階段的檢查主要在Geoway環境中進行。Geoway數據加工平臺有非常強大的數據質量檢查功能。對數據的檢查內容包括圖形檢查(相交打折、自相交、重線、重點、拓撲關系等)、屬性檢查(長度、面積、惟一性、空值檢測等)、其它檢測(等高線、編碼檢測、點線矛盾檢測)等等(見表2)。用如上方法逐個檢查,可以基本保證生產加工數據的質量。

3.6 成果輸出

最后得到的Geoway格式的數字地圖必須轉換成其他的測繪或GIS軟件可以識別的格式。在數字地形圖導出為MIF格式時,如果選擇直接導出,點狀地物的符號會丟失,要避免這個問題,可以設計一個符號對照表,把每一種類型的地物映射到相應的符號上,在導出的時候引用這個符號對照表即可。導出為DWG格式時,每個地物類被導出為一層,圖層名為方案中的地物編號。所有的點狀地物、面狀地物和部分的線狀地物,如地類界等為了保持符號的形象性,被導出為BLOCK;其余的地物為了編輯的方便,被導出為POLYLINE,包括首曲線,計曲線,各級道路以及境界線,其線寬和線型須按照國家GB 12342—90《1∶25000,1∶50000,1∶100000地形圖圖式》的規定設置。

4結語

GIS空間分析與決策主要依賴GIS中的空間數據,空間數據的優劣直接影響到GIS分析與決策的結果,優質的數據是高質量GIS決策的基礎。因此對GIS的數據生產方法的研究對GIS的發展有深遠的影響。

參考文獻

[1] 鄭鳳嬌,王祥.1∶10000地形圖(DLG)數據生產工藝研究[J].科技資訊,2009(1).

[2] 王風雷.1∶10000數字線劃圖(DLG)的作業過程[J].科技創新導報,2007(4).