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摘要
随着科学技术的飞速发展,人类全面进入信息时代。信息产业获得空前发展,信息资源呈爆炸式扩充。而传统地图产品的表现形式和记录方法已越来越不能满足现代形势的发展需要。传统手工制图的方法,更满足不了城市规划、建设和管理变化的需要。近几年来,计算机技术和电子测绘仪器日益普及,MPGIS在测绘生产制图中也得到了越来越多的应用。
关键词:MAPGIS、制图
中图分类号:C922 文献标识码:A 文章编号:
一、什么是MAPGIS
MAPGIS是中国地质大学(武汉)开发的、通用的工具型地理信息系统软件。它是在享有盛誉的地图编辑出版系统CAD基础上发展起来的,可对空间数据进行采集,存储,检索,分析和图形表示的计算机系统。MAPGIS包括了CAD的全部基本制图功能,可以制作具有出版精度的十分复杂的地形图、地质图,同时它能对图形数据与各种专业数据进行一体化管理和空间分析查询,从而为多源地理学信息的综合分析提供了一个理想的平台。
而制图是测绘工作的有机组成部分,在开展多学科、多途径的测绘科研研究中,自始至终都要运用测绘地图来表现研究成果。 MAPGIS作为一种GIS基础平台软件系统,是一个图数并重的GIS软件,具有强大的图形功能,能满足图形编辑、输出的各种严格要求,在制图及数据矢量化中得到广泛的应用。
二、用MAPGIS制图的主要优点
(1) 图形输入操作比较简便、可靠、能适应工程需求
MAPGIS具有数字化仪输入与扫描输入等多种输入手段,能自动进行线段跟踪,结点平差,线段结点裁剪与延伸,多边形拓扑结构的自动生成,图纸变形的非线性校正,以及错误的自动检测,从面大大简化了图形输入操作,保证了输入的可靠性,特别适用于比较大的工程图形的输入。
(2) 可以编辑制作具有出版精度的地图
MAPGIS几乎包括了CAD的全部制图功能。CAD是一个成熟的功能强大的制图软件,已在生产中广泛应用,利用该软件制作正式出版的地图集已尼有十多种。它的功能设计符合我地图制图工艺,能够正确处理地图要素的压盖避让及河流线的渐变,可方便地进行地图文字排版注释,能自动生成标准的图框,可进行各种地埋坐标的转换,可方便地设计定义线型、图符、填充花纹以及色谱,用户可以“所见即所得”的向各种不同的图形设备输出的图形。它还具有和标准页面描述语言POSTSCRIPT的接口,能够输出分色制版胶片,所制作的地图可以达到出版精度。
(3) 图形数据与应用数据的一体化管理
在MAPGIS在地图的图形数据都是以严格的点线面拓扑结构存储,并用图形数据库进行管理,同时各种专业应用数据由专业属性数据库进行管理,二者通过关键字进行连接,从而实现图形数据与应用数据的一体化管理。用户可以根据图形检索与它相关的专业属性,也可根据专业数据记录检索地图上相应的图元,实现图元与专业属性的双向实时检索和同步更新。
(4) 可实现多达数千幅的地图无缝拼接
MAPGIS的地图图库管理系统可同时管理数千幅地里底图。它既可以自动拼接大比例尺的矩形图幅,也可拼接小比例尺的梯形图幅,还可自动或半自动地消除图幅之间图元的接边误差,以及跨图幅地进行图形检索与属性数据检索,并且跨图幅地进行图形裁剪,满足不同应用的需要。
(5) 高效的多媒体数据库管理系统
MAPGIS的数据库管理系统是自己独立设计开发的,商用数据库如FOXBASE,DBASE的数据文件,可通过接口程序传输到该数据库中。由于MAPGIS的数据库是内置数据库,因而存取效率高。不仅如此,该数据库的数据结构可动态定义,数据类型允是图像、地图、声音、视频,因而可用于制作多媒体的电子地图。
(6) 图形与图像的混合结构
MAPGIS不仅能够处理图形数据,还能处理分析遥感图像数据和航片影像数据。二者可以互相迭加,用遥感图像修编地图,或者用来制作影像地图。
(7) 具有功能较齐全的空间分析与查询功能
它基本包括了通用的地理信息系统的空间分析功能,如网格状或三角网的数字地面模型分析、空间迭加分析、缓冲区分析、统计分析等。它具有很灵活方便的查询功能,如区域检索、图示点检索、综合条件检索等。它还可生成彩色等值线图、网状立体图、等值立体图、迭加分析图等各种三维图形。
(8) 具有很好的数据可交换性
MAPGIS可以接收AUTOCAD,ARC/INFO,INTERGRAPH等常用的GIS软件的数据文件,同时它又能提供明码格式的数据交换文件,这种交换文件不仅包括了图形数据的坐标与参数,还包括了图形的拓扑结构。因而可以直接被其它地理信息系统所利用,具有很好的可交换性。
(9) 提供开发函数库,可方便地进行二次开发
MAPGIS二次开发库主要以API函数、MFC(MicrosoftFoundationClass)类库、Com组件及ActiveX控件,四种主式提供,支持多种开发语言,并提供了从最基本数据单元的读取、保存、更新和维护到MAPGIS地图库的建立和漫游,以及空间分析、图像处理等一系列功能。用户完全可以在MAPGIS平台上开发面向各自领域的应用系统。
(10) 在网络上应用
采用客户机/服务器结构,使空间数据库引擎在标准关系数据库环境中,支持大型、超大型数据库,允许多用户并发访问。
三、MAPGIS制图过程
1、MAPGIS制图大致分为图形输入、编辑处理、输出等阶段。
(1) 图形输入
原始图件进行数字化工作,首先要进行数字输入,常用方法主要有两种。一是数字化输入;二是扫描输入。
(2) 图形编辑
数据输入计算机后,按工作顺序,依次进行图形编辑、数据校正、图廓整饰、误差消除、邻图接边等工作。上述工作分别有 MAPGIS图形编辑子系统、拓扑结构编辑子系统、错误检查子系统、数据校正子系统和接边等完成。图形编辑子系统用来编辑修改矢量结构的点、线、面三种图元的空间位置及其属性数据,增加或删除点、线、面域边界;拓扑结构编辑子系统主要是对图形中的空间结构建立拓扑关系,使搜区检查选区更加快速、方便、简捷,大大提高了制图录入编辑的工作效率;错误检查子系统用来帮助检查数据错误,指出错误类型及出错的图元,从而提高数据的质量;数据校正子系统是在图形输入过程中,由于种种原因造成变形的因素很多,有机械的、人为的等造成整幅或者局部图元发生位置偏差,与实际精度不相符,經数据校正,消除输入图形的变形,达到实际图形的最佳位置;对于邻图接边,图库管理系统提供了较强的接边功能,可对图幅进行分幅、合幅,并进行自动、半自动及手动接边操作,在接边过程中,系统自动清除接合误差,既准确、快速、又方便、自然。
(3) 图形输出
图形输出是 MAPGIS系统中最后一道程序,把显示所需的图形数据,经过分析、处理、编辑、用色、自检、误差消除等,在基本符合要求后,用绘图仪输出彩色样图,对彩色样图进行校对和系统质量检查。
2.MAPGIS制图技巧
(1) Label 点属性的应用
Label 功能,在平时的工作中经常被应用,它可以方便的在区属性和属性点文件之间进行交换。
(2) 属性库数据的输入与导出
在这里主要讲述如何对属性库数据进行输入表格和导出属性,从而与其他的通用数据库文件进行交流。
(3)转换格式输出
制图过程中有时需要将两个系统库不同的地图放在同一张图上,而MAPGIS输出时只能有一个库,需要将其中一个图中的所有要素重新赋参数,整饰,工作量极大,这时可以将两个图分别制作完成后转换成EPS格式,利用Adobe Illustrator制图软件将两图组合在一起,这样避免了系统库不用的弊端,节省了工作量。
3.MAPGIS在制图应用中的优缺点
(1) MAPGIS软件优点分析
MAPGIS软件是具有国际先进水平的地理信息系统,它主要由数字化子系统、图形编辑子系统、拓扑结构处理子系统、数字高程模型子系统、地图建边建库子系统、专定属性定义及管理子系统、数据库管理子系统、空间分析子系统、图像分析子系统、图形输出交换子系统等功能模块构成。各系统之间既互相独立,具有各自功能,又共享其数据信息,可实现综合查询和信息分析。其主要特点是:一是在结构上该系统采用了矢量数据和栅格数据的混合结构,并完善了国内外大多数GIS软件系统所采用单一数据结构或侧重某一种数据。结构的局限性,以满足不同问题对矢量、栅格数据的不同需求,而且两种数据库结构的信息可以有效方便地互相转换和准确套合;二是在应用上该系统分为输入、编辑、库管理、空间分析和输出五大部分组成,各部分的优点如下:输入手段:具有扫描仪输入、数字化仪输入、GPS输入等功能,也可接受DBASE、FOXBASE 等数据库的数据,并且具有完备的错误、误差等校正方法;编辑功能:具有直观实用的属性动态定义编辑功能和多媒体数据,具多重数据结构的属性管理能力;地图库管理:具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力,可管理达数千幅地图;空间分析:具有功能齐全,性能良好,并且具有拓扑空间查询和三维实体叠加的分析能力;输出功能:具有齐全的外设驱动能力和国际标准页面描述语言的Postscript接口,可输出符合任何公开出版质量要求的数字化产品图件,并具有能自定义的灵活性报表输出功能。
(2)MAPGIS的缺点分析
首先是格式转换问题,目前大多数的GIS是基于具体的、相互独立和封闭的平台开发的,它们采用完全不同的空间数据模型,对地理数据的组织也有很大的差异。据统计,现在的GIS 空间数据格式超过了100种,而目前还没有软件可以实现100种以上数据格式之间的相互转换,这使得在不同GIS软件上开发的数据交换存在困难,采用数据转换标准也只能部分解决问题。限制了GIS处理技术的发展潜力。MAPGIS是一套应用广泛的GIS软件,它采用矢量数据和栅格数据混合结构,将不同来源、不同类型的数据和信息进行有机结合,实现了数据信息的共享。
其次是误差问题,主要包括纸质介质变形扫描产生的误差, 图像校准过程中产生的误差,综合取舍产生的人为误差,以及子图库,线型库定位点( 定位线) 不精确形成的误差等。
四、MAPGIS常用文件格式
WT:点文件
WL:线文件
WP:区文件
MPJ:工程文件
MPB:拼版文件
CLN: 工程图例文件
……
五、结论
MapGIS用于计算机技术制图,改变了以往专题地图数据的存储与其表达不可分离,图形内容与表达方法一成不變的传统,真正实现了地图数据存储与图形表达的相互独立,且成图过程快速简便。在MapGIS中,可以不受手工绘图技能的限制,把系统提供的各类专题地图制作功能作为各类空间地理信息的可视化工具,进行动态的、人机交互的数据→图转换,制作具有最佳表现效果的地图作品,从而满足了有关部门查询和管理地理时空信息和属性的需求,不失为地理信息系统的一次重要革命。
随着科学技术的飞速发展,人类全面进入信息时代。信息产业获得空前发展,信息资源呈爆炸式扩充。而传统地图产品的表现形式和记录方法已越来越不能满足现代形势的发展需要。传统手工制图的方法,更满足不了城市规划、建设和管理变化的需要。近几年来,计算机技术和电子测绘仪器日益普及,MPGIS在测绘生产制图中也得到了越来越多的应用。
关键词:MAPGIS、制图
中图分类号:C922 文献标识码:A 文章编号:
一、什么是MAPGIS
MAPGIS是中国地质大学(武汉)开发的、通用的工具型地理信息系统软件。它是在享有盛誉的地图编辑出版系统CAD基础上发展起来的,可对空间数据进行采集,存储,检索,分析和图形表示的计算机系统。MAPGIS包括了CAD的全部基本制图功能,可以制作具有出版精度的十分复杂的地形图、地质图,同时它能对图形数据与各种专业数据进行一体化管理和空间分析查询,从而为多源地理学信息的综合分析提供了一个理想的平台。
而制图是测绘工作的有机组成部分,在开展多学科、多途径的测绘科研研究中,自始至终都要运用测绘地图来表现研究成果。 MAPGIS作为一种GIS基础平台软件系统,是一个图数并重的GIS软件,具有强大的图形功能,能满足图形编辑、输出的各种严格要求,在制图及数据矢量化中得到广泛的应用。
二、用MAPGIS制图的主要优点
(1) 图形输入操作比较简便、可靠、能适应工程需求
MAPGIS具有数字化仪输入与扫描输入等多种输入手段,能自动进行线段跟踪,结点平差,线段结点裁剪与延伸,多边形拓扑结构的自动生成,图纸变形的非线性校正,以及错误的自动检测,从面大大简化了图形输入操作,保证了输入的可靠性,特别适用于比较大的工程图形的输入。
(2) 可以编辑制作具有出版精度的地图
MAPGIS几乎包括了CAD的全部制图功能。CAD是一个成熟的功能强大的制图软件,已在生产中广泛应用,利用该软件制作正式出版的地图集已尼有十多种。它的功能设计符合我地图制图工艺,能够正确处理地图要素的压盖避让及河流线的渐变,可方便地进行地图文字排版注释,能自动生成标准的图框,可进行各种地埋坐标的转换,可方便地设计定义线型、图符、填充花纹以及色谱,用户可以“所见即所得”的向各种不同的图形设备输出的图形。它还具有和标准页面描述语言POSTSCRIPT的接口,能够输出分色制版胶片,所制作的地图可以达到出版精度。
(3) 图形数据与应用数据的一体化管理
在MAPGIS在地图的图形数据都是以严格的点线面拓扑结构存储,并用图形数据库进行管理,同时各种专业应用数据由专业属性数据库进行管理,二者通过关键字进行连接,从而实现图形数据与应用数据的一体化管理。用户可以根据图形检索与它相关的专业属性,也可根据专业数据记录检索地图上相应的图元,实现图元与专业属性的双向实时检索和同步更新。
(4) 可实现多达数千幅的地图无缝拼接
MAPGIS的地图图库管理系统可同时管理数千幅地里底图。它既可以自动拼接大比例尺的矩形图幅,也可拼接小比例尺的梯形图幅,还可自动或半自动地消除图幅之间图元的接边误差,以及跨图幅地进行图形检索与属性数据检索,并且跨图幅地进行图形裁剪,满足不同应用的需要。
(5) 高效的多媒体数据库管理系统
MAPGIS的数据库管理系统是自己独立设计开发的,商用数据库如FOXBASE,DBASE的数据文件,可通过接口程序传输到该数据库中。由于MAPGIS的数据库是内置数据库,因而存取效率高。不仅如此,该数据库的数据结构可动态定义,数据类型允是图像、地图、声音、视频,因而可用于制作多媒体的电子地图。
(6) 图形与图像的混合结构
MAPGIS不仅能够处理图形数据,还能处理分析遥感图像数据和航片影像数据。二者可以互相迭加,用遥感图像修编地图,或者用来制作影像地图。
(7) 具有功能较齐全的空间分析与查询功能
它基本包括了通用的地理信息系统的空间分析功能,如网格状或三角网的数字地面模型分析、空间迭加分析、缓冲区分析、统计分析等。它具有很灵活方便的查询功能,如区域检索、图示点检索、综合条件检索等。它还可生成彩色等值线图、网状立体图、等值立体图、迭加分析图等各种三维图形。
(8) 具有很好的数据可交换性
MAPGIS可以接收AUTOCAD,ARC/INFO,INTERGRAPH等常用的GIS软件的数据文件,同时它又能提供明码格式的数据交换文件,这种交换文件不仅包括了图形数据的坐标与参数,还包括了图形的拓扑结构。因而可以直接被其它地理信息系统所利用,具有很好的可交换性。
(9) 提供开发函数库,可方便地进行二次开发
MAPGIS二次开发库主要以API函数、MFC(MicrosoftFoundationClass)类库、Com组件及ActiveX控件,四种主式提供,支持多种开发语言,并提供了从最基本数据单元的读取、保存、更新和维护到MAPGIS地图库的建立和漫游,以及空间分析、图像处理等一系列功能。用户完全可以在MAPGIS平台上开发面向各自领域的应用系统。
(10) 在网络上应用
采用客户机/服务器结构,使空间数据库引擎在标准关系数据库环境中,支持大型、超大型数据库,允许多用户并发访问。
三、MAPGIS制图过程
1、MAPGIS制图大致分为图形输入、编辑处理、输出等阶段。
(1) 图形输入
原始图件进行数字化工作,首先要进行数字输入,常用方法主要有两种。一是数字化输入;二是扫描输入。
(2) 图形编辑
数据输入计算机后,按工作顺序,依次进行图形编辑、数据校正、图廓整饰、误差消除、邻图接边等工作。上述工作分别有 MAPGIS图形编辑子系统、拓扑结构编辑子系统、错误检查子系统、数据校正子系统和接边等完成。图形编辑子系统用来编辑修改矢量结构的点、线、面三种图元的空间位置及其属性数据,增加或删除点、线、面域边界;拓扑结构编辑子系统主要是对图形中的空间结构建立拓扑关系,使搜区检查选区更加快速、方便、简捷,大大提高了制图录入编辑的工作效率;错误检查子系统用来帮助检查数据错误,指出错误类型及出错的图元,从而提高数据的质量;数据校正子系统是在图形输入过程中,由于种种原因造成变形的因素很多,有机械的、人为的等造成整幅或者局部图元发生位置偏差,与实际精度不相符,經数据校正,消除输入图形的变形,达到实际图形的最佳位置;对于邻图接边,图库管理系统提供了较强的接边功能,可对图幅进行分幅、合幅,并进行自动、半自动及手动接边操作,在接边过程中,系统自动清除接合误差,既准确、快速、又方便、自然。
(3) 图形输出
图形输出是 MAPGIS系统中最后一道程序,把显示所需的图形数据,经过分析、处理、编辑、用色、自检、误差消除等,在基本符合要求后,用绘图仪输出彩色样图,对彩色样图进行校对和系统质量检查。
2.MAPGIS制图技巧
(1) Label 点属性的应用
Label 功能,在平时的工作中经常被应用,它可以方便的在区属性和属性点文件之间进行交换。
(2) 属性库数据的输入与导出
在这里主要讲述如何对属性库数据进行输入表格和导出属性,从而与其他的通用数据库文件进行交流。
(3)转换格式输出
制图过程中有时需要将两个系统库不同的地图放在同一张图上,而MAPGIS输出时只能有一个库,需要将其中一个图中的所有要素重新赋参数,整饰,工作量极大,这时可以将两个图分别制作完成后转换成EPS格式,利用Adobe Illustrator制图软件将两图组合在一起,这样避免了系统库不用的弊端,节省了工作量。
3.MAPGIS在制图应用中的优缺点
(1) MAPGIS软件优点分析
MAPGIS软件是具有国际先进水平的地理信息系统,它主要由数字化子系统、图形编辑子系统、拓扑结构处理子系统、数字高程模型子系统、地图建边建库子系统、专定属性定义及管理子系统、数据库管理子系统、空间分析子系统、图像分析子系统、图形输出交换子系统等功能模块构成。各系统之间既互相独立,具有各自功能,又共享其数据信息,可实现综合查询和信息分析。其主要特点是:一是在结构上该系统采用了矢量数据和栅格数据的混合结构,并完善了国内外大多数GIS软件系统所采用单一数据结构或侧重某一种数据。结构的局限性,以满足不同问题对矢量、栅格数据的不同需求,而且两种数据库结构的信息可以有效方便地互相转换和准确套合;二是在应用上该系统分为输入、编辑、库管理、空间分析和输出五大部分组成,各部分的优点如下:输入手段:具有扫描仪输入、数字化仪输入、GPS输入等功能,也可接受DBASE、FOXBASE 等数据库的数据,并且具有完备的错误、误差等校正方法;编辑功能:具有直观实用的属性动态定义编辑功能和多媒体数据,具多重数据结构的属性管理能力;地图库管理:具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力,可管理达数千幅地图;空间分析:具有功能齐全,性能良好,并且具有拓扑空间查询和三维实体叠加的分析能力;输出功能:具有齐全的外设驱动能力和国际标准页面描述语言的Postscript接口,可输出符合任何公开出版质量要求的数字化产品图件,并具有能自定义的灵活性报表输出功能。
(2)MAPGIS的缺点分析
首先是格式转换问题,目前大多数的GIS是基于具体的、相互独立和封闭的平台开发的,它们采用完全不同的空间数据模型,对地理数据的组织也有很大的差异。据统计,现在的GIS 空间数据格式超过了100种,而目前还没有软件可以实现100种以上数据格式之间的相互转换,这使得在不同GIS软件上开发的数据交换存在困难,采用数据转换标准也只能部分解决问题。限制了GIS处理技术的发展潜力。MAPGIS是一套应用广泛的GIS软件,它采用矢量数据和栅格数据混合结构,将不同来源、不同类型的数据和信息进行有机结合,实现了数据信息的共享。
其次是误差问题,主要包括纸质介质变形扫描产生的误差, 图像校准过程中产生的误差,综合取舍产生的人为误差,以及子图库,线型库定位点( 定位线) 不精确形成的误差等。
四、MAPGIS常用文件格式
WT:点文件
WL:线文件
WP:区文件
MPJ:工程文件
MPB:拼版文件
CLN: 工程图例文件
……
五、结论
MapGIS用于计算机技术制图,改变了以往专题地图数据的存储与其表达不可分离,图形内容与表达方法一成不變的传统,真正实现了地图数据存储与图形表达的相互独立,且成图过程快速简便。在MapGIS中,可以不受手工绘图技能的限制,把系统提供的各类专题地图制作功能作为各类空间地理信息的可视化工具,进行动态的、人机交互的数据→图转换,制作具有最佳表现效果的地图作品,从而满足了有关部门查询和管理地理时空信息和属性的需求,不失为地理信息系统的一次重要革命。