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[摘要]随着计算机软硬件的发展及其与测绘技术的结合应用，由原有的纸质地形图转化成数字化地形图，已成为地理信息系统等领域的重要数据源。而MAPGIS是国产GIS软件，在制作地图方面有独到之处。利用MAPGIS制作地形圖，能方便地进行地图数据的矢量化，减少劳动强度，同时也能方便地进行数据格式的转换，在地形图的生产中有着重要意义。本文简述了大比例尺数字化地形图成图方法。针对原图扫描后再进行矢量化会造成数字化地形图精度较低的问题，探索并总结出相应的解决方法。
[关键词]数字地图矢量化层地理信息系统大比例尺数字化地形图精度
中图分类号：P62316 文献标识码：P 文章编号：1009―914X（2013）28―0343―02
MAPGIS是一个集当代先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学为一体的高效大型中文智能GIS软件系统。目前对原有纸质地形图进行数字化存档及应用的机会经常出现，在图形的扫描输入或数字化输入过程中，由于操作的误差、数字化设备的精度及图纸的变形等因素，输入后的图形存在着局部或整体的变形。由于栅格图像的编辑较复杂，精度上不易掌握，故对地形图的数字化宜采用矢量方式其主要因素是偶然误差，但由于数字化是一次性测量工作，不存在误差抵偿性，数字化地形图一经应用就成为固定误差。本文就此进行探讨和分析。
1 MAPGIS特点
同传统的GIS软件相比，MAPGIS具有如下特点：
（1）具有直观实用的属性动态定义、编辑功能和多媒体数据、多重数据结构的属性管理能力；
（2）采用矢量与栅格并存的结构，两种数据结构的信息可以方便有效的相互转换和精度套合；
（3）具有功能较齐全的空间分析能力，以及拓扑空间查询和三维实体叠加分析能力；
（4）电子沙盘系统提供了强大的三维地形可视化环境，利用DEM 数据与专业图像数据，MSIFLY可生成近实时的三维透视景观。
2 MAPGIS扫描数字化地形图精度分析
2.1大比例尺数字化地形图成图方法
当前，国内大比例尺数字化地形图成图方法，按数据采集的方法不同，可分为：
（1）原图结合数字化（或扫描矢量化）测图；
（2）摄影测量数字化测图；
（3）全野外数字化测图。
不论哪种方法其结果都是提供数字化地形图，是进行规划、设计以及建立数据库和地理信息系统（GIS）的基础资料和数据源。第一种方法成本低，周期短，精度较低，目前被各行业测绘队伍普遍采用。而且，对于以前已测有原图的地区，不失为一种即经济又省时的好方法。第二种方法成本高，周期长，精度较高，目前只有少数专业测绘单位能够做到。第三种方法成本较高，周期适中，精度高，目前大多数专业测绘单位能够做到。那么，这些方法所得到的数字化地形图的精度如何，能否满足各种规划、设计、建设之需要是一个值得讨论的问题。下面从最常用的也是精度最低的第一种成图方法所采用的仪器、作业步骤等各方面的精度进行综合分析，来探讨其精度能否达到规范要求。
2.2 原图结合扫描仪矢量化测图精度
原图结合数字化仪（或扫描仪矢量化）测图就是先用传统的大平板仪测绘薄膜原图，然后将原图再进行数字化，从而得到数字化地图。对原图进行数字化有两种方法：
（1）利用跟踪数字化仪在原图上直接进行数字化；
（2）先将原图用扫描数字仪扫描，将图纸信息转换成点阵信息，MAPGIS称为栅格图像，再用专用软件矢量化。所以，这种方法的精度就包括原图测绘精度和将原图数字化的精度两大部分。
2.2.1平面位置精度
地形图平面位置精度是用地物点相对于邻近解析图根点的点位中误差（图上）来衡量。因而，这种方法所测地物点平面位置的误差M主要由原图测绘误差M1和数字化误差M2引起。
1）M1即大平板仪测图的点位中误差主要受下例误差影响：：
①测站点点位误差（包括测站点测量误差、方格网展绘误差、图根点展点误差等）
m1 =±0.36 mm， 当测站点为图根点时，m1=±0.2 mm。
②视距误差m2=±S /300 mm（S为视距长度）。
③方向误差m3=±S•m /（ρ•N）（m为方向误差，取6′；ρ=206 265；N为测图比例尺分母）。
④由比例尺确定线段长度及刺点误差
m4=± mm =±0.14 mm
则：
M1=±（1）
以1∶1 000测图为例，将规范规定的最大视距S=80 m代入式（1），得：
M1=±0.5 mm
当测站点为图根点（即m1=±0.2 mm）时，M1=±0.4mm。按以图根点直接测定和由增补测站点测定的地物点分别占总数的75%和25%计，得出地物点点位中误差为：M1=±0.425 mm
2）M2主要来自扫描变形误差m6和矢量化过程误差m7；一般矢量化软件都具有数据校正功能，对扫描图形进行变形校正后，消除了大部分变形误差，从而使m6<±0.2 mm，矢量化过程误差综合起来为m7=±0.1 mm，此时
M2=± =±0.22 mm
故M= ± =±0•48 mm
由此可见，这样得到的数字化地形图的地物点点位中误差达到了规范规定的0.5 mm的限差要求。
2.2.2高程精度
地形图的高程精度，是根据地形图按等高线所求得的任意一点高程的中误差来衡量的。因而，地形图的高程精度即指等高线所表示的高程的精度。对于大比例尺地形图来说，影响高程精度的因素主要有以下几种：
1）图根控制点的高程误差
m1= （H为等高距）
2）测定地形点的高程误差
m2=±
（其中ms为测定地形点的视距中误差，mα为视线倾斜角α的测定误差，mi为量测仪器高的误差）。
3）地形概括误差
m3=μ
（μ为地形概括误差的影响系数，L为地形点间距）
4）地形点平面位置引起的高程误差
m4=m•Ntgα
（其中m为地形点点位中误差，N为测图比例尺分母，α为地面倾斜角）。
5）内插和勾绘等高线的误差m5=1.0Ntgα。因此，原图等高线的高程中误差My=± 。
将有关数据代入，得到等高线高程中误差的数值，见表1。
表1原图等高线高程中误差
比例尺 最大视距/m 基本等高距/m 倾斜角 m1 m2 m3 m4 m5 My
1：1000 120 1 0～60
60～120
120以上 0.10
0.10
0.10 0.05
0.14
0.33 0.07
0.26
0.43 0.04
0.15
0.35 0.05
0.16
0.29 0.15
0.38
0.71
以上高程中误差是原图的高程精度。至于原图数字化的过程中造成的高程中误差，即数字化过程中等高线位置移动所引起的高程误差Ms=M2•N tgα，故最终得到的数字化地形图的高程中误差
M h=±
将M2=±0.22 mm、N=1 000及地面倾斜角α值代入，得表2各值。
表2原图等高线高程中误差
比例尺 基本等高距/m 倾斜角 Ms/m My/m Mh/m M允/m
1：1000 1 0～60
60～120
120以上 0.01
0.03
0.13 0.15
0.38
0.71 0.15
0.38
0.72 1/3
1/2
1
由表2可见，原图数字化对高程的影响并不大，这样得到的数字化地形图的高程精度（表2第6栏），完全能够达到规范要求（表2最后1栏）。现在大部分设计单位都实行了计算机自动制图，其设计都是在计算机中的数字化地图上直接进行，避免了以前在复制（蓝晒）纸图上进行设计带来的图纸伸缩造成的点位误差，因而，这样得到的数字化地形图完全能满足规划和设计的要求。
3 结语
MAPGIS软件制作地形图十分有意义，尤其是在利用AUTO CAD作为平台二次开发的软件不具备矢量跟踪时，利用MAPGIS进行矢量化，通过服务系统转换成我们需要的数据文件格式，MAPGIS软件的数据接门转换子系统提供了DXF，DIG，STDF，MAPINFO，ARC/INFO，E00等格式的接口。
但 MAPGIS系统以其对不规则线条和字符的处理和表达，以及强大的图库操作系统等功能成为在地形图管理上的首先。但是，有数字化地形图为背景，利用MAPGIS的编辑功能进行规划设计与管理时，就显得有些力不从心。
现在广为国内外工程师和技术人员使用的绘图软件AutoCAD，而AutoCAD实际上已经成为一种微机CAD系统的标准，工程设计人员之间交流思想的公共语言。
结语：综上所述，利用MAPGIS系统中数字化地形图的优势和AutoCAD舒适的辅助设计环境，再加上它们都具备的ASCII/二进制图形交换文件（DXF/DXB）的数据接口技术，使之在规划设计与管理的办公自动化工作中达到完美的结合。
参考文献
[1] 吴信才编著.MAPGIS地理信息系统[M].北京：电子工业出版社2004
[2] 汤国妥，赵牡丹编著.地理信息系统[M].北京：科学出版社2000
[3] 张超编著.地理信息系统实习教程.高等教育出版社2002
[4] 胡鹏，黄杏元，华一新编著.地理信息系统教程.武汉大学出版社2001
[5] 李志忠.基于MAPGIS的扫描数字化地形图精度分析.地矿测绘2006
[6] 郑天栋.利用MAPGIS制作数字地形图.江苏测绘1999
[7] 刘修国，谢忠.MAPGIS中扫描矢量化及其相关技术.中国地质大学学报1998
[8] 廖晓红，王卫民.MAPGIS子图符号编辑小技巧.江西测绘2006
[9]《城市测量规范》、《1∶500，1∶1 000，1∶2 000地形图数字化规范》
[关键词]数字地图矢量化层地理信息系统大比例尺数字化地形图精度
中图分类号：P62316 文献标识码：P 文章编号：1009―914X（2013）28―0343―02
MAPGIS是一个集当代先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学为一体的高效大型中文智能GIS软件系统。目前对原有纸质地形图进行数字化存档及应用的机会经常出现，在图形的扫描输入或数字化输入过程中，由于操作的误差、数字化设备的精度及图纸的变形等因素，输入后的图形存在着局部或整体的变形。由于栅格图像的编辑较复杂，精度上不易掌握，故对地形图的数字化宜采用矢量方式其主要因素是偶然误差，但由于数字化是一次性测量工作，不存在误差抵偿性，数字化地形图一经应用就成为固定误差。本文就此进行探讨和分析。
1 MAPGIS特点
同传统的GIS软件相比，MAPGIS具有如下特点：
（1）具有直观实用的属性动态定义、编辑功能和多媒体数据、多重数据结构的属性管理能力；
（2）采用矢量与栅格并存的结构，两种数据结构的信息可以方便有效的相互转换和精度套合；
（3）具有功能较齐全的空间分析能力，以及拓扑空间查询和三维实体叠加分析能力；
（4）电子沙盘系统提供了强大的三维地形可视化环境，利用DEM 数据与专业图像数据，MSIFLY可生成近实时的三维透视景观。
2 MAPGIS扫描数字化地形图精度分析
2.1大比例尺数字化地形图成图方法
当前，国内大比例尺数字化地形图成图方法，按数据采集的方法不同，可分为：
（1）原图结合数字化（或扫描矢量化）测图；
（2）摄影测量数字化测图；
（3）全野外数字化测图。
不论哪种方法其结果都是提供数字化地形图，是进行规划、设计以及建立数据库和地理信息系统（GIS）的基础资料和数据源。第一种方法成本低，周期短，精度较低，目前被各行业测绘队伍普遍采用。而且，对于以前已测有原图的地区，不失为一种即经济又省时的好方法。第二种方法成本高，周期长，精度较高，目前只有少数专业测绘单位能够做到。第三种方法成本较高，周期适中，精度高，目前大多数专业测绘单位能够做到。那么，这些方法所得到的数字化地形图的精度如何，能否满足各种规划、设计、建设之需要是一个值得讨论的问题。下面从最常用的也是精度最低的第一种成图方法所采用的仪器、作业步骤等各方面的精度进行综合分析，来探讨其精度能否达到规范要求。
2.2 原图结合扫描仪矢量化测图精度
原图结合数字化仪（或扫描仪矢量化）测图就是先用传统的大平板仪测绘薄膜原图，然后将原图再进行数字化，从而得到数字化地图。对原图进行数字化有两种方法：
（1）利用跟踪数字化仪在原图上直接进行数字化；
（2）先将原图用扫描数字仪扫描，将图纸信息转换成点阵信息，MAPGIS称为栅格图像，再用专用软件矢量化。所以，这种方法的精度就包括原图测绘精度和将原图数字化的精度两大部分。
2.2.1平面位置精度
地形图平面位置精度是用地物点相对于邻近解析图根点的点位中误差（图上）来衡量。因而，这种方法所测地物点平面位置的误差M主要由原图测绘误差M1和数字化误差M2引起。
1）M1即大平板仪测图的点位中误差主要受下例误差影响：：
①测站点点位误差（包括测站点测量误差、方格网展绘误差、图根点展点误差等）
m1 =±0.36 mm， 当测站点为图根点时，m1=±0.2 mm。
②视距误差m2=±S /300 mm（S为视距长度）。
③方向误差m3=±S•m /（ρ•N）（m为方向误差，取6′；ρ=206 265；N为测图比例尺分母）。
④由比例尺确定线段长度及刺点误差
m4=± mm =±0.14 mm
则：
M1=±（1）
以1∶1 000测图为例，将规范规定的最大视距S=80 m代入式（1），得：
M1=±0.5 mm
当测站点为图根点（即m1=±0.2 mm）时，M1=±0.4mm。按以图根点直接测定和由增补测站点测定的地物点分别占总数的75%和25%计，得出地物点点位中误差为：M1=±0.425 mm
2）M2主要来自扫描变形误差m6和矢量化过程误差m7；一般矢量化软件都具有数据校正功能，对扫描图形进行变形校正后，消除了大部分变形误差，从而使m6<±0.2 mm，矢量化过程误差综合起来为m7=±0.1 mm，此时
M2=± =±0.22 mm
故M= ± =±0•48 mm
由此可见，这样得到的数字化地形图的地物点点位中误差达到了规范规定的0.5 mm的限差要求。
2.2.2高程精度
地形图的高程精度，是根据地形图按等高线所求得的任意一点高程的中误差来衡量的。因而，地形图的高程精度即指等高线所表示的高程的精度。对于大比例尺地形图来说，影响高程精度的因素主要有以下几种：
1）图根控制点的高程误差
m1= （H为等高距）
2）测定地形点的高程误差
m2=±
（其中ms为测定地形点的视距中误差，mα为视线倾斜角α的测定误差，mi为量测仪器高的误差）。
3）地形概括误差
m3=μ
（μ为地形概括误差的影响系数，L为地形点间距）
4）地形点平面位置引起的高程误差
m4=m•Ntgα
（其中m为地形点点位中误差，N为测图比例尺分母，α为地面倾斜角）。
5）内插和勾绘等高线的误差m5=1.0Ntgα。因此，原图等高线的高程中误差My=± 。
将有关数据代入，得到等高线高程中误差的数值，见表1。
表1原图等高线高程中误差
比例尺 最大视距/m 基本等高距/m 倾斜角 m1 m2 m3 m4 m5 My
1：1000 120 1 0～60
60～120
120以上 0.10
0.10
0.10 0.05
0.14
0.33 0.07
0.26
0.43 0.04
0.15
0.35 0.05
0.16
0.29 0.15
0.38
0.71
以上高程中误差是原图的高程精度。至于原图数字化的过程中造成的高程中误差，即数字化过程中等高线位置移动所引起的高程误差Ms=M2•N tgα，故最终得到的数字化地形图的高程中误差
M h=±
将M2=±0.22 mm、N=1 000及地面倾斜角α值代入，得表2各值。
表2原图等高线高程中误差
比例尺 基本等高距/m 倾斜角 Ms/m My/m Mh/m M允/m
1：1000 1 0～60
60～120
120以上 0.01
0.03
0.13 0.15
0.38
0.71 0.15
0.38
0.72 1/3
1/2
1
由表2可见，原图数字化对高程的影响并不大，这样得到的数字化地形图的高程精度（表2第6栏），完全能够达到规范要求（表2最后1栏）。现在大部分设计单位都实行了计算机自动制图，其设计都是在计算机中的数字化地图上直接进行，避免了以前在复制（蓝晒）纸图上进行设计带来的图纸伸缩造成的点位误差，因而，这样得到的数字化地形图完全能满足规划和设计的要求。
3 结语
MAPGIS软件制作地形图十分有意义，尤其是在利用AUTO CAD作为平台二次开发的软件不具备矢量跟踪时，利用MAPGIS进行矢量化，通过服务系统转换成我们需要的数据文件格式，MAPGIS软件的数据接门转换子系统提供了DXF，DIG，STDF，MAPINFO，ARC/INFO，E00等格式的接口。
但 MAPGIS系统以其对不规则线条和字符的处理和表达，以及强大的图库操作系统等功能成为在地形图管理上的首先。但是，有数字化地形图为背景，利用MAPGIS的编辑功能进行规划设计与管理时，就显得有些力不从心。
现在广为国内外工程师和技术人员使用的绘图软件AutoCAD，而AutoCAD实际上已经成为一种微机CAD系统的标准，工程设计人员之间交流思想的公共语言。
结语：综上所述，利用MAPGIS系统中数字化地形图的优势和AutoCAD舒适的辅助设计环境，再加上它们都具备的ASCII/二进制图形交换文件（DXF/DXB）的数据接口技术，使之在规划设计与管理的办公自动化工作中达到完美的结合。
参考文献
[1] 吴信才编著.MAPGIS地理信息系统[M].北京：电子工业出版社2004
[2] 汤国妥，赵牡丹编著.地理信息系统[M].北京：科学出版社2000
[3] 张超编著.地理信息系统实习教程.高等教育出版社2002
[4] 胡鹏，黄杏元，华一新编著.地理信息系统教程.武汉大学出版社2001
[5] 李志忠.基于MAPGIS的扫描数字化地形图精度分析.地矿测绘2006
[6] 郑天栋.利用MAPGIS制作数字地形图.江苏测绘1999
[7] 刘修国，谢忠.MAPGIS中扫描矢量化及其相关技术.中国地质大学学报1998
[8] 廖晓红，王卫民.MAPGIS子图符号编辑小技巧.江西测绘2006
[9]《城市测量规范》、《1∶500，1∶1 000，1∶2 000地形图数字化规范》