《GIS基础实习》指导书

1、 GIS 基础实习指导书第一阶段 地图矢量化软件平台:MapGIS (中地数码数据信息:比例尺:1:250000数据范围:湖南省(共 16幅投影类型:高斯 -克吕格六度带号:19椭球参数:北京 54/克拉索夫斯基 (1940年 椭球上交成果:地图矢量化工作日志表和图层自(互检表(电子文档及纸质打印稿地图整饰后的矢量化成果(矢量数据文件及地图输出图片在进行地图矢量化的工程中,一般设置为文件所在目录设置为工作目录(程序生成、打开、 保存文件的默认目录就是工作目录 ,在 MAPGIS主界面中打开“设置”程序。 图 MAPGIS 主界面在“ MAPGIS 环境设置”程序中,将图形文件所在目录设置为工作

2、目录。 图 MAPGIS 环境设置程序界面第一步 栅格地图校正纸质地图扫描成栅格图片, 这种栅格图片是没有空间参考信息的, 就和普通数码相机照的照 片一样,只是普通的图片而已。由于扫描栅格图不具备空间参考信息,所以在矢量化之前, 需要先对栅格图进行配准。 配准栅格图需要准确的空间坐标信息, 这些信息有时可以从图面 上读取,如经纬网(方里网图框四个角点的坐标值等等。1. 标准图框生成1 读取数据信息在图像处理软件中查看图片,如 PhotoShop 、 ACDSee 。 图 使用图像处理软件查看图片读取地图左下角经纬度坐标值,如采用 DMS 格式记录如下(1123000,280000。 图 读取地

3、图左下角坐标值2 启动投影变换程序启动“实用服务”子系统中的“投影变换”程序,如下图所示 图 启动投影变换程序3 绘制标准图框选择“系列表转图框”下的“生成 1:25万图框”菜单。 图 投影变换程序界面在“ 1:250000图框”对话框中输入“起点纬度”和“起始经度” ,注意采用 DMS 格式,图 框文件名采用图幅编号,如 H4916 。图 1:250000图框对话框点击“ 1:250000图框”对话框中“椭球参数”按钮,在弹出的“椭球参数设置”对话框中选 择“ 1:北京 54/克拉索夫斯基 (1940年 椭球” ,点击“确定”按钮。图 椭球参数设置对话框点击 “ 1:250000图框” 对话

4、框中 “确定” 按钮, 在弹出的 “图框参数输入” 对话框中输入 “图 幅名称” ,并将“图框参数选择”中“将左下角平移为圆点” 、 “旋转图框底边水平”不选中, 其他选项均设置为选中。图 图框参数输入对话框点击“图框参数输入”对话框中“确定”按钮,在弹出的“输入接图表内容”对话框中点击 “确定”按钮,生成标准图框。图 输入接图表内容对话框生成标准图框如下图所示, 检查图框四个角点经纬度是否与原图一致 (有些图幅右侧有延伸 或截断,则右侧两个角点坐标可能不一致 ,并检查公里网坐标值、形态是否与原图一致。图 生成的标准图框4 自由生成梯形图幅对那些延展或截断后的图幅,不能采用标准图幅,而应该采用

5、“系列标准图框”下的“自由 生成梯形图幅”菜单功能。 图 自由生成梯形图幅在生成的“ 1:25万图框”对话框中,取消“绘制标准分幅图框”选项,并选择“图框模式” 为“实线公里网” 。图 1:25万图框对话框 并点击“投影参数”按钮,设置投影参数。图 输入投影参数对话框输入经纬度范围“ B1” 、 “ B2” 、 “ L1” 、 “ L2”和网格间距“ 10KM ”,点击“确定”按钮。 图 图框参数输入在弹出的“图框参数输入”对话框中按如上设置后,生成图框如下。 图 自由生成梯形图幅效果图2. 图片格式转换1 启动图像分析程序启动“图像处理”子系统中的“图像分析”程序,如下图所示 图 启动图像分

6、析程序2 图片数据输入 MapGIS选择“文件”下的“数据输入”菜单。图 图像分析程序界面弹出“数据转换”对话框,选择“转换数据类型” (指转入的图片格式, TIF 或 JPEG 。图 数据转换对话框点击 “添加文件” 按钮, 选择要转换的图片文件, 并点击 “转换” 按钮, 开始图片格式转换。 图 图片数据转换提示“操作成功完成” ,图片已转换为 MapGIS 的 *.MSI图像格式,生成 MSI 文件与原图片 文件同名, 并放置在同一目录下 (如转换失败可在图像处理软件中将图片另存为其他格式重 试,如 PhotoShop 、 ACDSee 等 。3. 栅格地图校正1 打开栅格地图在“图像分

7、析”程序中选择“文件”下“打开影像”菜单,打开转换的 MSI 栅格地图。 图 打开栅格地图2 打开参照文件在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“打开参照文件”下的“参照点文件” 、 “参照 线文件” 、“参照区文件”菜单,打开生成的标准图框文件。 图 打开标准图框参照文件3 删除默认控制点在 “图像分析” 程序中选择 “镶嵌融合” 下的 “删除所有控制点” 菜单,删除默认的控制点。 图 删除默认控制点4 添加控制点在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“控制点浏览”菜单,设置当前为控制点浏览 状态。在 “图像分析” 程序中选择 “镶嵌融合” 下的 “校正参数” 菜单, 设置 “多项式次数

8、” 为 “一 次多项式”。 图 校正参数对话框查找栅格地图和参照标准图框中的对应点 (如四个角点、 公里网交叉点 ,选择“镶嵌融合” 下的“添加控制点”菜单,点击对应点后按 空格键 添加控制点。图 添加控制点逐个添加控制点,通常不少于 4个点,全部控制点配准完毕,残差不能超过 1。在“图像分 析”程序中选择“镶嵌融合”下的“校正预览”菜单,进入校正预览状态(注意只有在该状 态下才能进行图像校正 。 图 栅格地图校正预览5 栅格地图校正在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“影像精校正”菜单, 保存校正后的影像名称 与图幅编号一致 ,如 H4916 。图 保存校正影像 在接下来弹出的“变换参数

9、设置”对话框中,点击“确定”按钮,开始栅格地图校正。图 变换参数设置对话框校正完毕, 在目录下检查文件是否存在, 并用 “图像分析” 程序打开校正后的新的影像数据, 检查其是否正确。第二步 交互矢量化地图矢量化就是把读入的栅格数据通过交互矢量转换成矢量数据(MAPGIS 格式 。它是地理信息系统的主要功能之一, 很多实际应用都是在矢量化的基础上进行的。 矢量化数据成果的 好坏直接影响到后续工作 (如制作各类专题地图 的准确性。 所以我们必须从开始就要把基 础打好,以保证地图的质量。1. 读图分层在进行矢量化之前, 应该认真读图, 主要包含两方面的信息:一是图幅信息;二是图层分类 信息。 所谓读

10、图分层, 就是整理归类出图中用到的各类图元的参数和属性, 并以此为基础划 分图层。并确定各类图元所使用图形参数和各图层文件所采用的属性结构(除默认属性外, 高程点图层添加 height 短整形属性字段,其他图层添加 name 字符型属性字段 。各种地图 要素的处理原则如下。 除等高线外,底图上的原始信息均要求矢量化,有条件的组也可以矢量化该图层 点或单个符号对象用点表示 各种线状对象(包括实线、虚线、点划线、双线等用线表示 各种面状对象(包括有颜色的面、无颜色但表对象分布的面用面表示,面的边界 无需单独线表示(地图整饰时可用弧段转线生成该线图层 ,两个面的边界线需完全重合; 底图内图轮廓线以内

11、的地图要素注记一般作为某图元的属性记录(可能是名称或某 个属性的值,地图整饰时可以生成图元的标注 尽量采用与原图一致的符号、字体、颜色、大小等,无一致者采用相近符号。 2. 元数据整理每组的 矢量化文件目录用图幅编号命名 ,如 H4916等。所有的矢量化文件(工程文件和图 层文件和原始图片、校正后影像放置在同一目录下(其他冗余文件请删除,尤其是系统生 成的 *.w?临时文件 ,并在该目录下新建一个文本文件 “ readme.txt ” ,文本文件内容如下: 3. 新建工程1 启动输入编辑程序启动“图形处理”子系统中的“输入编辑”程序,如下图所示 图 启动输入编辑程序2 新建工程在打开“输入编辑

12、”程序后弹出的“ MAPGIS ”编辑器对话框中,选择“新建工程” ,点击 “确定”按钮。图 新建工程在弹出的“设置工程的地图参数”对话框中,点击“从文件导入”按钮,选择标准图框文件 (点、线、区均可导入其地图参数到工程中,则对话框中显示的是当前工程的地图参数。图 设置工程的地图参数对话框点击“确定”按钮后,则新建工程成功。3 加载底图及标准图框在“工程文件”视图中点击鼠标右键,弹出右键菜单,选择“添加项目”菜单。 图 添加项目在弹出的 “ MAPGIS 打开文件”对话框中,可以添加图形文件和图像文件, 为避免文件互相 压盖调整文件顺序(从上到下顺序为:图像文件、区文件、线文件、点文件。 图

13、MAPGIS 打开文件对话框加载底图和图框文件成功后,在数据视图点击鼠标右键,选择“复位窗口”菜单整图浏览。图 复位窗口整图浏览效果如下: 图 整图浏览 关闭“输入编辑”程序,并 保存工程文件名为图幅编号 ,如 H4916等。下次直接打开该工程文件即可。 图 保存工程4. 新建点、线、区图层1 新建图层在 “工程文件” 视图中点击鼠标右键, 弹出右键菜单, 选择 “新建点” 、 “新建线” 、 “新建区” 菜单,新建各类图层。图 新建项目图 输入新建项目文件名对话框2 修改属性结构修改点、 线、 区属性结构前, 要先将其设置为当前编辑状态 (工程只能有一个当前编辑的点、 线、区文件 ,为能够更

14、清晰地显示底图,可以将图框文件关闭。 图 设置工程图层状态选择“点编辑”下“编辑点属性结构”菜单。 图 编辑点属性结构选择“线编辑”下“参数编辑”下的“编辑线属性结构”菜单。 图 编辑线属性结构选择“区编辑”下“修改属性”下的“编辑区属性结构”菜单。 图 编辑区属性结构在弹出的“编辑属性结构”对话框中,设置开始空白行字段名称,选择字段类型、设置字段长度, 并将光标跳到下一行 ,点击“ OK ”菜单,编辑属性结构成功。图 编辑点属性结构对话框图 编辑线属性结构对话框图 编辑区属性结构对话框在网图层文件中 添加点、线、区的时候,图层文件要处于“当前编辑”状态 (注意当前编 辑与编辑有差别 。图 四

15、种操作状态(从上到下依次为:关闭、打开、编辑、当前编辑关闭 的文件不能显示、查询、编辑、添加; 打开 的文件能显示,但不能查询、编辑、添加; 编辑 的文件能够显示、查询、编辑,但不能添加; 当前编辑 的文件显示、查询、编辑、添加 均可。矢量化过程中要用到 MapGIS 的一些功能键分别为:F5键 (放大屏幕 :以当前光标为中心放大屏幕内容。F6键 (移动屏幕 :以当前光标为中心移动屏幕。F7键 (缩小屏幕 :以当前光标为中心缩小屏幕内容。5. 点交互矢量化选择“点编辑”下的“输入点图元”菜单。 图 输入点图元在弹出的“输入点图形”对话框中,设置输入类型为子图,并点击“子图号”按钮,选择合 适的

16、子图; 点击 “子图颜色” 按钮, 选择合适的子图颜色; 并设置 “子图高度” 、 “子图宽度” 等;推荐选择“即时属性输入”选项。 图 输入点图形对话框在地图视图内点击鼠标左键添加点,并输入属性,点击“ Yes ”按钮输入一个点。图 即时输入点属性6. 线交互矢量化在线矢量化及区的弧段矢量化过程中要用到 MapGIS 的一些功能键分别为:F4键 (高程递加 :这个功能是供进行高程线矢量化时,为各条线的高程属性进行赋值 时使用的。在设置了高程矢量化参数后,每按一次 F4键,当前高程值就递加一个增量。F8键 (加点 :用来控制在矢量跟踪过程中需要加点的操作。按一次 F8键,就在当前光 标处加一点

17、。F9键(退点 :用来控制在矢量跟踪过程中需要退点的操作,每按一次 F9键,就退一 点。有时在手动跟踪过程中,由于注释等的影响,使跟踪发生错误,这时通过按 F9键,进 行退点操作,消去跟踪错误的点,再通过手动加点跟踪,即可解决。F11键(改向 :用来控制在矢量跟踪过程中改变跟踪方向的操作。按一次 F11键,就 转到矢量线的另一端进行跟踪。F12键(抓线头 :在矢量化一条线开始或结束时,可用 F12功能键来捕捉需相连接的 线头。选择“线编辑”下的“输入线”下的“输入线”菜单。 图 输入线1 输入单线在弹出的“ MAPCAD/MAPGIS造线信息”对话框中,选择“线性”为“折线” ,并选中“即 时

18、输入属性”选项。 图 MAPCAD/MAPGIS造线信息对话框 -折线在地图视图上通过鼠标输入折线(右键结束,并即时输入属性。 2 输入双线在弹出的“ MAPCAD/MAPGIS造线信息”对话框中,选择“线性”为“双线” ,并选中“即 时输入属性”选项。 图 MAPCAD/MAPGIS造线信息对话框 -双线 在弹出的“双线参数设置”对话框中,输入“双线距离” 。 图 双线参数设置对话框在地图视图上通过鼠标输入双线,并即时输入属性。 图 输入双线及其属性选择双线中开口的一条,输入第二条线。 图 输入道路双线输入双线后的效果图,如下:图 道路双线效果图7. 区交互矢量化在 MAPGIS 下为显示效

19、率,在正常浏览情况下只能显示线和区的颜色,不能显示线的线型 和区的图案,可以通过设置“还原显示”显示这些信息,选择“设置”下的“参数设置”菜 单。 图 参数设置在弹出的“ MAPCAD/MAPGIS选择信息”对话框中,选中“还原显示”选项,就可以显示 线的线型和区的图案(如果需要显示区的弧段,也可以选中“弧段可见”选项。 图 MAPCAD/MAPGIS选择信息对话框1 简单区矢量化选择“区编辑”下的“输入弧段”菜单。 图 输入弧段在弹出的“ MAPCAD/MAPGIS造弧段信息”对话框中,选择“线性”为“折线” ,并取消选中“即时输入属性”选项。 图 MAPCAD/MAPGIS造弧段信息对话框

20、在地图视图上通过鼠标输入弧段(CTRL+右键封闭弧段并结束。 图 封闭弧段选择“区编辑”下的“区编辑”下的“输入区”菜单。 图 输入区在弧段封闭区域内, 鼠标左键单击, 弹出区参数输入对话框, 选择 “填充颜色” 、 “填充图案” 、 “图案颜色” ;并填写“图案高度”和“图案宽度”,并点击“确定”按钮。 图 区参数输入对话跨框选择“区编辑”下的“修改属性”下的“修改区属性”菜单。 图 修改区属性点击新输入的区,修改其属性。 图 区属性编辑对话框2 复杂区矢量化新建构成区边界的线图层、并交互输入折线, 注意图幅边界处的弧段可稍稍超过内图框。 图 输入复杂区边界折线选择“其他”下的“选择”菜单。

21、图 选择图元选择内图框线,然后选择“其它”下的“拷贝”菜单,关闭图框线文件,将区边界线文件设 置为当前编辑状态,选择“其它”下的“粘贴”菜单,将内图框线粘贴到边界线工作区。 选择“其他”下的“自动剪断线”菜单,剪断相交的线。 图 自动剪断线并选择“线编辑”下的“删除线”菜单,删除不需要的线。 图 整理区边界线对有些应该相交而没有相交的线,可通过“线编辑”下的“延长缩短线”下的“延长线”菜单,延长线并反复执行自动剪断线操作。图 延长线在进行剪断线及拓扑错误检查时,选择“设置”下的“置系统参数” ,在弹出的“设置系统 参数”对话框中将“结点 /裁剪搜索半径”设置为“ 1e-9” 。图 设置系统参数

22、对话框可以反复使用 “线结点平差” 、 “延长线” 、 “剪断线” 等操作修改区边界线,直至无误为止。 选择“检查”下的“线拓扑错误检查”菜单。 图 线拓扑错误检查修改 “拓扑错误信息” 对话框中的每个错误, 反复使用 “检查” 下 “线拓扑错误检查” 菜单,直至无拓扑错误为止。 图 线拓扑错误信息检查将区图层设置为当前编辑状态,并将除区边界的其他线图层设置为打开或关闭状态 ,选择“区编辑”下的“线工作区提取弧段”菜单。 图 线工作区提取弧段然后, 拉框选择输入的区边界, 区边界变为亮黄色,关闭区边界线图层文件,在区文件中查 看弧段。 图 提取区边界线到区图层的弧段执行“检查”下的“区拓扑错误检查”