MAPGIS投影變換部分功能應用條件分析

[摘要]MAPGIS軟件主要用于地理、地質圖件制作及投影變換，投影變換可使不同類型、不同比例尺圖件統一到同一坐標系和同一比例尺下，進行多元素疊加分析及成圖。具體應用中，投影變換的各功能均有自己的適用范圍，只有正確設定參數，方能生產正確的結果。

[關鍵詞]MAPGIS；投影變換；參數

MAPGIS軟件是中國地質大學信息工程學院在Windows95平臺上用C++語言自主開發的地理信息軟件[1，2]，是自主版權的國產GIS基礎軟件平臺[3]。

地質制圖中該軟件被廣泛應用[4，5]，實現了地質圖數字化，數字地圖是現代地圖學發展的重要標志之一。特別是到了制圖后期，大量的制圖數據需要進行投影轉換等處理后方能形成最終的高精度成果圖。

在實際應用中，并不是軟件中所有的功能都可直接應用，它是有條件的。以投影變換模塊為例，諸多功能都有它的應用范圍。

2.繪制投影網

該功能繪制用戶指定投影坐標系的經緯網，可以快速生成非標準圖框及內部網格（經緯網或公里網），方便快捷。生成的中小比例尺圖框為上小下大的梯形框，橫邊向上凹曲，左右兩側的豎邊為外撇的直線，呈“八”字形。內外圖框的間距、外圖框的線寬以及其他參數均可在界面中的相關位置自行設置。角度單位、經緯線點密度、中央經線等參數的選取尤為關鍵。

1.1角度單位

角度單位一經設定，主界面中用戶輸入的數值都是以此為單位的，因此輸入的計數格式與坐標系類型一定要正確，而且要匹配。例如：用戶設定為地理坐標系為“DDMMSS.SS”格式，那所輸入的值就會默認為是度分秒的值，“經度”中必須輸成1200000（即120度00分00秒），如輸入120，系統認為是1分20秒，投影的圖形就不正確。

1.2經（（緯））線角度單位和點密度

角度單位的設定十分重要，一經設定，主界面中用戶輸入的數值都是以此為單位的，因此輸入的計數格式一定要正確。如角度單位設為“度”，那“經（緯）線點密度”中輸入“0.5”，表示每隔0.5度在經（緯）線上定一個定位點。如角度單位設為“DDMMSS.SS”，輸入“0.5”，表示每隔0.5秒就在經（緯）線上定一個定位點；如在“最小起始經度”中輸入了120，系統認為是1分20秒；如果用戶要輸入的是120°，那必須輸成1200000（即120度00分00秒），才可實現結果正確。經緯線點密度取值越小，線上定的點就越多，繪出的經緯網定位精度也越高，但文件占用的內存會變大很多，導致圖形的顯示、輸出、打印、傳輸等會明顯變慢。因此要根據圖幅的大小、精度等方面綜合考慮后確定經（緯）線點密度，既要滿足制圖質量，又要確保文件正常運行。用此方法生成的圖框文件一定要做一次“壓縮存盤”，系統自動刪除冗余數據，可大大減小文件的數據量。

1.3繪制公里網

用MAPGIS軟件繪制非標準圖幅的“公里網”時（坐標類型為投影平面直角），輸入的左右經度值一定要在同一投影分度帶的極值范圍內，投影中心點經度[DMS]也一定要輸入本分度帶的中央經線，方能產生正確的結果。否則，投影后生成的方里網線上所標的數值都不是標準值，這是一個充分必要條件，一定要遵守。例如，要生成經度在110°30’～115°30’范圍內的6度帶非標準圖框，它本身跨越了兩個6度帶分帶，以114°為界，左側110°30’～114°為19度帶，右側114°～115°30’為20度帶。這種情況要分多次投影才能得到正確的公里網圖框。先分別投影110°30’～114°（投影中心點經度輸入1110000）和114°～115°30’（投影中心點經度輸入1140000）之間的公里網，之后再計算一個110°30’～115°30’之間的平均數（如“113°”）作為二者的共同中央經線在“P投影轉換—D工作區直接投影轉換”中進行操作，左右兩片圖就可拼接成一張底邊相對平的曲面圖框了（細節工作還需要在“輸入編輯”中手動處理，如刪中間的圖框線及標記等），左側顯示19度帶下的公里網值，右側顯示20度帶下的公里網值，但系統自動生成的公里數值前未加分度帶序號（如19、20），用戶必須在“輸入編輯”中手動加入（如504前要加上19，改為19504，表示該方里網線在19度帶中央經線111°右側4km處）。分度帶轉換的位置處公里網會顯示“相交”（如以113°為中心線，兩側公里網呈“八字”撇開，有的成為“個”字型）。

需要說明的是：公里網經向（橫坐標）值也不是真實值，是人為加了“500”[6]后偏離中央經線的值（目的是為了不出現負值）。如19500km表示的是6度帶第19帶線的橫坐標值（即中央經線的位置），19350km表示的向左離開中央經線150km的橫坐標值。

此外，3度帶與6度帶的關系不是6度帶的簡單二分，3度帶的奇數帶與6度帶所在位置的中央經線一致（如3度帶37帶和6度帶19帶的中央經線都為111°），而偶數帶則以6度帶所在位置的邊界為其中央經線（如3度帶38帶的中央經線為114°），跨越了6度帶。

2.投影轉換

該功能在地質制圖中經常用到，特別是不同比例尺、不同坐標系下形成的圖件進行疊加處理時，應用的更加頻繁。在具體應用中有幾方面的問題必須注意。

2.1瀏覽編輯TTIICC點

投影轉換前，首先要查看圖幅四個角是否有正確的TIC點，如果沒有TIC點或有TIC點但賦值不對時，最好選帶公里網的線文件先刪掉錯誤的TIC點，之后輸入正確的TIC點，最后通過“投影轉換-文件間拷貝TIC點（投影參數）”給其他文件賦正確的TIC點（及投影參數），保存文件。MAPGIS6.5點擊顯示TIC點時，在TIC點的位置會出現紅色的小“十”字提示，MAPGIS6.7則沒有，一般在“瀏覽編輯TIC點”中進行查看和刪除。在該界面下不能將所有的TIC點都刪除，必須留一個，等將正確的TIC點輸入完成后，再將那個留下的錯誤TIC點刪除。

2.2工作區直接投影轉換

“當前投影”打開的對話框中各項參數的填寫非常重要，一定要與TIC點的輸入坐標及單位相匹配。

如果TIC點輸入的是公里網坐標，單位是公里，那在該對話框中坐標系類型選擇投影平面直角，投影類型選擇原圖的，比例尺分母一定要填“1”。切記不可填寫原圖的比例尺，投影帶類型及投影帶序號也要依原圖的參數填寫正確。

如果TIC點輸入的是地理坐標（如DDMMSS.SS），則坐標系類型選擇地理坐標，坐標單位選DDMMSS.SS即可，這種情況相對簡單。

3.用戶文件投影轉換

用戶需先將要投影的坐標值（經緯度或公里值）輸入到記事本中，形成*.txt文件。

3.1投影“點”

在*.txt文件中輸入時，每組坐標一行，如“x（經向），y（緯向）”。x與y中間用西文“，”隔開。經緯向的輸入順序可變，但同一文件要統一，或是x，y的順序，或是y，x的順序。也可在*.txt文件中輸入序號，名稱，屬性等信息，投影后在點屬性中有顯示。這個操作是先選“按指定分隔符”，并在“設置分隔符”中設置，其他設置按對話框進行。

輸入完成后保存文件（如HHG.txt）。

具體操作過程：

A.MAPGIS6.7主菜單———實用服務———投影變換

B.在新打開的界面中點“P投影轉換”———U用戶文件投影轉換

C.在新打開的界面中“打開文件”對話框中找到并打開HHG.txt（圖1），并且設置用戶投影參數（這個試例坐標系類型選“地理坐標系”，坐標單位選“DDDMMSS.SS”）、結果投影參數和點圖元參數（此二項根據用戶的需求設定）。在“設置用戶文件選項”中一定要選“按指定分隔符”，X位于2列，Y位于3列之后在“設置投影參數”中點“設置分隔符”。

D.在新打開的界面“設置分隔符”中，分隔符號選“逗號”（因我們輸入數據時數據之間是用西文“，”隔開的）。屬性名稱所在行選“序號，xx，yy，名稱，屬性”（圖2），之后點“確定”。下一步在圖1的界面中點“投影變換”———“確定”。至此，本組數據的點投影就完成了，新生成一個帶屬性的點文件（圖3）。

3.2投影線

坐標值按x，y的順序，或是y，x的順序輸入，每條線按拐點順序輸，每點坐標間也用“，”隔開，第一點的坐標在輸完最后一個坐標之后重復輸一次（這樣線就閉合了），一條線的坐標輸入完成后，緊跟其后輸入一個字母，如“a”，作為“線間分隔標志”（同一文件每條線結束都用同一個標志，如a），表示該線到此已經結束。之后回車，另起一行輸入下一條線。

輸入示例：

3.3具體注意

（1）在同一文件下要做到：x與y的輸入順序（如x，y）、坐標系類型（如同是經緯度）、分度帶（如同是6°帶，輸入時經向不輸分度帶序號，如19）、坐標單位（如DDMMSS.SS）、橢球參數（如北京54）都相同。

（2）在“設置用戶文件選項”中，點文件投影選擇“按行讀取數據”或“按指定分隔符”；線文件投影選擇“用戶指定維數”。x→y的順序，或是y→x的順序一定按*.txt文件錄入的順序來選。如選擇生成“線文件”，一定要在“線間分隔標致”中輸入*.txt文件中那個字母（如a）。

（3）如果線文件*.txt中錄入的是公里值（經向一定不帶分度帶序號，如19），在“用戶投影參數”界面下坐標系類型選“投影平面直角”，投影類型選擇“高斯-克呂格投影”，比例尺分母一定要填寫“1”。其他參數按實際來選（要確保正確）。

（4）點擊“寫到文件”，即可把原始坐標值與投影轉換后的坐標值分別記錄在新的記事本文件中，出現保存提示時，一定要將文件名及后綴.txt一起寫到文件名稱中，否則保存的文件類型就不是*.txt格式，打開時還需要手工修改該文件的后綴。轉換后如為公里網坐標，經向前依然沒有分度帶序號，實際標注坐標時需人工補充。

4.成批文件投影轉換

文件多時，用戶可以選擇“成批文件投影轉換”快速完成，同時保證各文件的參數一致。但操作過程中有幾個問題特別要注意。

（1）要將投影的文件放到同一文件夾下，因用戶將來選擇的是“按輸入目錄”投影。

（2）每個文件必須保證有正確且相同的TIC點，包括TIC的位置、坐標值、單位等。

（3）所有文件的參數等均要一致，包括分度帶及序號、坐標系類型等。

（4）使用該功能前原文件一定要備份，一經投影操作，即替換了原文件，不存在另存文件或退出不保存一說，如果在投影過程中任何一步操作有誤，均可造成原文件破壞，因此此項操作一定要謹慎。如果出現操作失誤，又無事先的備份文件，這時就要啟用系統自動生成的備份文件*.wt（wl，wp）？，將這些文件拷貝到一個新文件夾下，將文件名后綴后的“～”刪除，變成新的*.wt（wl，wp）文件，這僅是備份了最后一次保存前的信息，只是后退了一步。

（5）界面參數設置時，點擊“投影文件/目錄”，選取該文件夾下其中一個文件，然后將文件名改為“*.*”，同時選擇“按輸入目錄”投影，當前投影參數與結果投影參數按用戶的需求來設，下面六個選項中只選“文件投影后是否壓縮存盤”。所有的內容設置好后，點擊“開始投影”，點擊“確定”，成批文件投影轉換便完成，并且自動保存了文件。

5.結論

MAPGIS6.7中“實用服務-投影變換”模塊的應用是有條件的，用戶一定掌握地理信息的理論基礎，并非打開對話框輸入自己想輸的數字就可以了，要求用戶必須思路清晰，根據自己的需求選擇正確的操作方法及值域范圍，有時同一項工作可能需要分幾次才能完成（如每個值域區間操作一次）。各項參數的設定也是至關重要的，包括數量及單位等相關信息一定要匹配。只有前提條件正確，操作步驟正確，結果才能正確。

[參考文獻]

[1]郝明，張建龍，梁虹.MapGIS投影變換與誤差校正結合應用的研究與實踐[J].測繪與空間地理信息，2010，33（4）：119-124.

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[3]吳信才，鄭貴洲.基于MAPGIS的地圖數字化與地圖接邊[J].測繪學院學報，2001，18（4）：307-309.

[4]李躍輝.地理信息系統（MapGis）在地質制圖中的應用[J].地質力學學報，2006，12（2）：274-278.

[5]薛寧菊，薛玖紅.MAPGIS在地圖制圖中的應用[J].現代測繪，2013，36（3）：60-62.

[6]劉輝林文編.土地信息系統[M].北京：中國農業出版社，2003.