測繪地理信息系統建設中的數據采集工作研究

楊顏江　王斌

摘 要：在社會經濟建設快速發展的過程中，測繪地理信息系統應用范圍越發廣泛，而在進行測繪地理信息系統建設過程中，數據采集是測繪地理信息系統建設建設的基礎，對此，在本文中筆者將結合自己的實踐工作經驗，介紹地圖數據采集與GEOWAY數據采集兩種數據采集方式，希望能夠對我國測繪地理信息系統建設發展提供幫助。

關鍵詞：測繪地理；信息系統；數據采集；工作研究

前言

測繪地理信息系統建設也可以理解為地面空間系統建設，是一種涉及到地理技術、測量技術、計算機處理技術于一身得到交叉性學科技術，在進行測繪地理信息系統建設中，數據采集工作是測繪地理信息系統建設的基礎，并且隨著科學技術的不斷發展，數據采集工作技術也在不斷更新，為了能夠更好的推動我國測繪地理信息系統建設發展，加強測繪地理信息系統建設中的數據采集工作研究十分必要。

1 地圖數據采集工作研究

1.1地圖矢量化

在進行地圖數據采集工作時，利用的就是地圖矢量化原理。具體而言，地圖矢量化就是每個目標均為單個矢量單位，或者是矢量單位的結合體。以往在進行地圖數據采集工作時，運用的卻并不是地圖矢量化，而是在紙質地圖掃描結束后，保存為柵格圖像的方式，如BMP或者JPEG等柵格圖像格式，此種圖像方式主要是指將圖像在空間以及亮度形式都進行離散化，因此就易出現以下兩個方面的弊端，首先是由于柵格圖像文件要將每一個像素點都進行保存，因此文件保存開銷比較大，并且同一圖像上的曲線、文字或者符號進行屬性刪改以及圖像編輯、復制、移動時，無法進行拓撲求解，只能對區域內的像素點進行編輯操作，這無疑影響了數據采集工作的便利性。其次是柵格圖像文件作為一種像素坐標形式，在進行圖像放大或者縮小時，圖像信息都會出現一定的失真現象，特別是在進行圖像放大時，很容易在邊界區域內出現階梯效應，這就會影響地圖數據采集工作準確性。而地圖矢量化卻不存在這樣的弊端，可以在地圖上編輯各個地物的坐標點，從而了解地物之間的空間關系，這樣就可以更加方便的進行地圖數據采集工作研究。具體流程如下（詳見圖1）。

1.2地圖數據采集方法

在進行地圖數據采集工作時，主要涉及到的采集方法有以下兩種，首先是手扶跟蹤數字化采集方法，在進行此種數據采集方式時，主要是將地圖固定在數字化桌上，然后利用相關的固定設備對地圖特征進行跟蹤，在這個過程中分為三個步驟，第一步驟為連接數字化儀器；第二個步驟為定向圖版，并且將地圖之中的輪廓點和控制點在地圖坐標之中進行定向，將此點設置為（Xi，Yi），同時利用數字化游標將控制點與輪廓點中的數字進行系統自動讀取，將此坐標點設置為（xi，yi），通過參數方程的方式，采用最小二乘法對變化參數進行求解，從而得出兩組坐標按照下列方程式計算誤差：

xi=a0+a1Xi+a2Yi

yi=b0+b1Xi+b2Yi

第三個步驟就是圖形圖像數字化，這也是一項十分系統化的工作，在進行此項工作步驟時，相關操作人員必須要控制自身的情緒，在工作之中高度集中注意力，從而為數據質量提供可靠保障，確保數據數字化的精準程度，為此在工作完成后還應該進行繪制圖像與原圖進一步比較檢查，從而確定保障數據精準屬性。其次是掃描矢量化采集方法，此種數據采集方法是利用地形圖的自動掃描功能將相關的數據錄入到計算機之中，然后將圖像進行矢量化處理。具體操作步驟為先進行圖像掃描，并且將光源的發光點照射在圖片上部，同時利用光電轉化的方式，將光源照射在圖片之上，并且利于圖像反射原理，將反射回的光轉變為電信號，從而輸入到計算機儀器設備之中。并且在這個操作過程中，具有感應功能的掃描頭應該在規定的時間內進行機械運動，這樣才能將掃描點遍布在圖形區域之中，從而生成以掃描線為基礎的柵格圖像，通過光柵圖進行錄入。然后要將這些圖像進行細化處理，先在原圖之中畫出一條貫通細線，利用剔除的方法，將細線中多余的點進行刪除，從而起到一種限制文件長度和節約儲藏空間的作用，最后一個步驟就是這些圖像生產分層矢量圖，也可以被理解為是圖形矢量化處理的一個過程。利用掃描矢量化采集方法進行數據采集，優勢是精確度比較高，并且便于空間定位，而其中的缺點就是數據量大，不利于分析，為此在今后應用此種方法進行數據采集時，應該不斷的加深處理軟件方面德育研究，從而更好的實現像素自動化識別，這樣可以削弱數據處理困難。

1.3地圖掃描矢量化法

地圖掃描矢量化法從某種角度分析，是地圖矢量化與地圖數據采集方法的一種有效結合，真正的實現了數據采集過程中矢量化掃描的功能作用，因此此種數據采集方法無疑程序更為復雜一些，具體操作流程如下：（1）進行資料準備搜集工作，如搜集紙質地圖或者地形基礎圖等。并進行預處理，將要掃描的地形長圖與原圖進行對比，確保掃描信息的準確性，然后進行圖紙掃描工作。（2）進行坐標軸轉換，也就是指將掃描搜集的控制點，如公里網交匯點或者圖闊點等，通過柵格坐標以及高斯直角坐標系，利用變化參數以及坐標轉換公式將坐標軸進行轉換，同時在這個過程中要加選控制點，并且為了方式出現系統變形情況，可以考慮運用逐公里格網進行坐標軸轉換。（3）對數據進行采集編輯，通過人機轉換的方式，將數據編輯到系統之中，這個過程要注意接邊位置的合理化。（4）制作元數據文件，要按照固定內容和格式進行元數據文件添加在編輯系統之中。而當產品形成后必須要進行文件數據檢測。（5）進行文檔簿填寫，將負片掃描、圖片拼接、測圖定向以及噴繪質量方面的檔案按照要求填寫到文檔簿之中，然后簽名存檔。在進行地圖掃描矢量化法數據收集時，要滿足以下四個方面的質量與要求，第一在基礎資料質量方面，無論是紙質土還是薄膜圖都必須要滿足作業規程要求，若是發現原圖存在質量問題，必須要進行處理，然后才能投入使用；第二是在掃描圖像質量處理方面，掃描地圖必須要按照格式要求進行文件名儲存，切記不可出現粘連后者發虛的圖質現象；第三在矢量質量要求要確保矢量數據與柵格圖像之間不會出現重疊，同時要保障數字化信息不會遺漏，以及補繪等高線方面是否會出現偏離。第四確保數據轉化過程中，拓撲關系質量要求，如輪廓點坐標是否正確，坐標誤差是否滿足精細化要求等，從而保障每一次數據之間拓撲關系的正確性，而這些內容是完全可以利用人機交互檢查的方式來進行完成的。

2 GEOWAY數據采集工作研究

2.1GEOWAY功能背景概述

GEOWAY數據采集是一種新型數據采集方式，此種數據采集方式不但可以進行野外數據采集，如GPS、全站儀方面的采集，還可以利用航側遙感數據系統，進行雙向數據交換，由此可以看出這是一種從數據采集到產品、加工制作、包裝一體化的數據采集方式，實現了一套數據、多種用途方面的要求，在進行測繪地理信息系統建設時，可以優先利用GEOWAY數據采集功能進行輸出。GEOWAY數據采集是建立在數字化技術發展的背景之上，通過4D基礎地理信息產品生產，更好的滿足了地理空間信息數據深度以及廣度方面的要求，在以往的信息采集過程中，數據采集、數據處理以及產品制作往往無法在同一軟件之內完成，一種數據采集軟件也只能用于一種特定的用途，不同的數據采集軟件成果格式也各有不同，這樣即使能夠保障單個信息數據的獨立性或者完整性，但是卻易造成生產過程中的一種浪費，而GEOWAY數據采集建立在這一背景下，可以更好的滿足數據使用價值。

2.2GEOWAY數據采集操作流程

在進行GEOWAY數據采集工作時，包括以下四個方面的步驟流程，首先是建立工程，并且還可以細分為以下四個環節，（1）進行圖紙預處理，從而保障圖紙掃描的平整以及清晰性。（2）要做好方案設計工作，使用矢量化軟件，最大限度的滿足方案設計要求。（3）設置工程所需參數，如圖像路徑、工程路徑等，最大限度的還原大地坐標，并且要將背景圖紙信息進行糾正，保障圖像配點信息準確。（4）進行采集作業，將邊角以及跟蹤線利用矢量化命令采集地物圖形，并且在采集的過程中輸入屬性同步輸入，從而保障輸入圖形的同步屬性。其次是進行質量控制，在數據采集以及GPS轉換過程中，質量錯誤往往不可避免，因此在進行GEOWAY數據采集時，在信息采集結束后應該進行屬性檢測、圖形檢測等幾個方面的工作，從而為數據采集質量提供保障。再次是邊幅接邊，由于相鄰的地圖之間不可避免的會出現裂縫，就會導致數據之間無法進行準確連接，因此在進行GEOWAY數據采集時，將相鄰的邊幅數據融合為一個數據整體就顯得十分重要，在進行邊幅接邊時，必須要保障相鄰的幅圖之間邊界出端點處于一致，同時經過邊幅接邊處理后，要保障兩幅圖之中的對應點合并為統一對象，為此要先進行圖像預處理，同時進行接邊設置以及自動接邊，并且將一些遺漏的部分利用手工進行連接。最后是進行制作，這是也是關鍵性的一個步驟環節，在這個過程重要現將圖幅進行修飾，將方里格網、比例尺以及圖幅外標注標記說明，為制圖提供規范性保障。同時要進行符號屬性編輯以及符號表現屬性設置，將打印出的圖紙通過符號化命令輸入轉化為相應的格式文件，這是一個完整的GEOWAY數據采集操作流程。

3結語

在現代信息化社會發展過程中，測繪地理信息系統應用范圍越發廣泛，而數據采集矢量化已經成為測量行業工作發展的重要研究方向之一，為了能夠實現我國的測繪地理信息系統建設中的數據采集工作矢量化發展完善，就必須要處理好現下數據采集工作矢量化存在問題，從而更好的推動我國的測繪地理信息系統建設發展。

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