基于DLG的地圖拼接關鍵技術的探討

武永彩

【摘 要】論文介紹了基于線要素的圖幅自動接邊的基本方法，針對地理信息系統地圖數字化過程當中經常見的多圖幅數字地圖邏輯拼接和數字化后易出現的空間邏輯錯誤毛病，建議一種基于ArcGIS的數字地圖拼接方法，實現了真正意義上的多圖幅數字地圖邏輯拼接。

【Abstract】This paper introduces the basic method of automatic edge connection of map based on line elements. Aiming at the frequent mistakes of spatial logic that often occur in the logical stitching of multiple maps and after digitization， which is in the process of the digitization of geographic information system map， the paper suggests a digital map stitching method based on ArcGIS， it can realize the logical stitching of multi-sheet digital map in the real sense.

【關鍵詞】地圖拼接；GIS；ARCGIS；地形圖

【Keywords】 map stitching； GIS； ARCGIS； topographic map

【中圖分類號】C64 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）10-0181-02

1引言

隨著當今社會信息科學技術的高速成長，地理信息（GIS）的保存介質發生了很大的轉變，作為計算機可以辨別存儲介質上的有序集合，依然繼續沿用原始的分幅方式。這樣的數字地形圖當然存在很多弊端：

①與無分割的現實情況地理空間實體不一致存在差別，于是不能適應地理消息訊息的完整性需要；

②不便于數據庫的分布式管理；

③地形圖的疊幅使得信息反復獲得與保存，從而導致裂隙和數據冗余，致使資源空間在利用上浪費[1-3]。其中在大比例尺地形圖采集數據過程中也存在誤差，這也就使得地形圖的繪制不可避免地產生誤差，為了能夠使地形圖能滿足實際應用，就必須對其進行校正，拼接。本文介紹了基于線要素的圖幅自動接邊的基本方法，針對地理信息系統地圖數字化過程當中經常見的多圖幅數字地圖邏輯拼接和數字化后易出現的空間邏輯錯誤毛病，建議一種基于ArcGIS的數字地圖拼接方法，實現了真正意義上的多圖幅數字地圖邏輯拼接。

2 數據的提取

我們要進行地形圖圖幅的拼接首先我們要確保的就是數據的質量，因為數據就是圖幅拼接的基礎，拼接的精度和準確性還有效果的好壞都取決于數據質量的高低。一般相鄰的待拼接的地形圖都要滿足一些要求，那么拼接時數據應滿足以下要求：

①待拼接的相鄰圖幅必須具有相同地圖比例尺，這里我們所拼接的是兩幅1∶500的大比例尺地形圖符合要求。

②控制點，碎步點的坐標數據精度必須要滿足一定的要求。其中包括相鄰圖幅的同名要素距離相差不宜太遠，還有就是一些線要素不得超過規定限差。例如必須要滿足等高線的特點要求等高線不能相交，打結或者重疊，等高線在應連續的地方不能斷開等。

③要保證這些要素的準確和完善這也是為了保證地形圖拼接的正確性。

④地圖數學基礎的統一（高程基準，坐標系統，地圖投影，坐標和高程控制點）檢查計劃的輪廓點可以驗證是否統一。

⑤要保證兩幅圖可以進行拼接有相同比例尺是基礎，所以不同比例尺的地形圖無法拼接，本實驗中我們使用的是獨立坐標系大比例尺地形圖不存在此問題。

拼接圖形的質量在沒有精度較高的數據下是很難保證的，由于拼接資源的匱乏這里我只進行了四幅圖的拼接；拼接時我們要進行屬性匹配，匹配時搜索同名要素的依據是屬性的數據，要盡量保證屬性的正確性，因為如果屬性數據有嚴重錯誤，也會造成要素連接后的嚴重的拼接錯誤；因而有相同的高程坐標系和相同的平面坐標系是進行正確拼接的重要前提，圖幅和圖幅要有相同的屬性數據。單幅地形圖的正確也就在很大程度上影響著拼接的精度和準確性。待拼接的兩幅地形圖上存在很多等高線的端點因為數據采集誤差而超出了圖幅邊線的情況，這是常見的圖幅拼接的問題，這種情況是不能進行拼接的，要裁剪超出圖幅的線要素，這樣才能達到拼接要求。線要素相對于圖幅邊界位置有以下4種情況[4-5]：

①線要素全部都在圖幅以外；

②線要素首、末都有結點在圖幅以外；

③線要素首或末存在一部分位于圖幅以外；

④線要素中央有個別線段位于圖幅外部，但首、末點都在圖幅范圍之內。

情況①有可能是圖幅以外的一些整飾線或其他的要素，這種情況由作業員手工編輯檢查過程當中對其進行處理。情況②就是線要素超出邊界的情況，這種情況裁剪線要素首、末兩個端點需要視情況來定，應該通過裁剪的算法來刪除超出邊界的點，從而確保等高線兩個端點都必須在圖幅以內。而對于情況③與情況④，如果一律裁剪就會造成等高線的不完整，應該將其作為特殊情況來處理，要保留其形狀特征，因為作業員要在手工編輯檢查時決定是否要對其進行修改。切割后的兩部分數據，在拼接之前，需要確定待拼接要素的邊界距離閾值，一般由操作者根據經驗來定，即可將剪接閾值在內所有元素進行拼接。

3 拼接地圖

下圖是待進行拼接的兩幅比例尺為1∶500大比例尺地形圖，先用CASS7.0處理dwg格式的文件將不參加接邊的點以及圖框刪去只留下需要處理的等高線，然后將兩幅圖在ArcGIS9.3中展開，再將dwg格式的矢量地圖，使ArcGIS中的ArcToolbox工具把dwg格式的矢量地圖轉換成為編輯系統需要的ShapePolyline格式，然后對shape文件進行編輯。在接邊實驗中主要使用連接，平滑，延伸，剪切等命令實現等高線的處理。

4 拼接處理

分幅圖幅的某些要素在連接處可能存在斷裂，在拼接前還需將折點或線要素的端點位移到相鄰接邊參照圖層中的相應位置（也可用于鄰接圖幅進行校正即包含精度較低的要素的圖幅參照）。因此邊界匹配工具修改了圖形，需將一個圖層選擇開始編輯。邊界匹配工具屬于空間校正的一種局部校正，使用空間校正工具條，右擊工具條上空間校正菜單，下拉框選擇選項設置邊界匹配操作屬性。會彈出Adjustment Properties窗口中General選項卡，點擊Options按鈕，會彈出Edge Snap選項卡。然后切換到Edge Match選項卡，選擇Edge Match的源和目標文件。如果斷裂的地物在相鄰兩幅圖有某相同的屬性值，就能夠Check“Use Attribute”，并選擇相應字段進行自動鏈接。鏈接的顯示符號設置斷裂處平滑過渡。拼接效果圖見圖2。

5 結語

本文主要介紹了基于線要素的圖幅自動接邊的基本方法，主要分3步實現：①在CASS7.0中初步對數據進行處理；②將數據導入ArcGIS9.3中轉換文件格式進行線編輯使用命令完成接邊；③進一步研究自動化批量修改等高線。針對地理信息系統地圖數字化過程當中經常見的多圖幅數字地圖邏輯拼接和數字化后易出現的空間邏輯錯誤毛病，建議一種基于ArcGIS的數字地圖拼接方法，實現了真正意義上的多圖幅數字地圖邏輯拼接，達到了良好的效果。

【參考文獻】

【1】劉永良，陳力華. 一種實用的地圖數字化方法[J].航空計算技術，2002，32（3）： 103-105.

【2】王 卉，郭 健，王 非. 一種多圖幅數字地圖拼接顯示方法[J].信息工程大學學報，2004，5（1）： 92-94.

【3】張成才，趙英林，孫喜梅，等.基于GIS控件的電子地圖制作[J]. 鄭州大學學報（工學版），2005，26（1）： 96-99.

【4】許志海. 汽車自導航軟件的設計與實現[D].鄭州：信息工程大學測繪學院，2000.

【5】鄒修明，張岳新.柵格地圖矢量化關鍵技術研究與實現[J].計算機工程與應用，2003（19）：102-103.