Global Mapper在專題制圖中的應(yīng)用

杜 輝 張良會

(鐵道第三勘察設(shè)計院集團有限公司，天津 300142)

1 Global Mapper簡介及專題制圖的特點

1.1 Global Mapper簡介

Global Mapper軟件是Blue Marble公司(2011年收購Global Mapper)的一款小型化地理信息軟件。該軟件支持多種光柵數(shù)據(jù)、矢量、高程數(shù)據(jù)的顯示及處理，本身具備了GIS軟件產(chǎn)品的很多特征，運算快捷，操作簡單，易于掌握。該軟件具有如下顯著特點:

①通過WMS服務(wù)在線免費瀏覽、下載全球任一地區(qū)真彩色遙感影像(大部分地區(qū)地面分辨率可達10 m，局部城區(qū)最高可達1 m)，免費下載Open Street Ma．org全球街道詳圖(DRG)，免費下載TOPO全球雷達孔徑地圖，免費下載 SRTM三孤秒全球 DEM數(shù)據(jù)及USGS數(shù)據(jù)(如圖1)。

②4D產(chǎn)品的投影變換所見即所得，支持數(shù)據(jù)類型多達152種，能夠輸出數(shù)據(jù)包括約15種光柵數(shù)據(jù)，19種矢量數(shù)據(jù)，38種高程數(shù)據(jù)。

③數(shù)據(jù)瀏覽、轉(zhuǎn)換、輸出效率高(特別是該軟件無需第三方軟件解壓縮直接打開MrSID、WinRAR等格式數(shù)據(jù))，支持批處理。

Global Mapper在制圖中主要用于三維地理信息數(shù)據(jù)顯示、漫游、查詢、下載、格式轉(zhuǎn)換、投影變換、數(shù)據(jù)集成、編輯、幾何校正、輸出，也直接用于地理位置示意圖的繪制和出圖。另外，Global Mapper可直接查看TerraServer－USA免費授權(quán)的的全美衛(wèi)星影像和地形圖;支持3D立體視圖和3D矢量數(shù)據(jù)，包括加載圖像和矢量三維物體表面;支持GPS跟蹤系統(tǒng)(可以通過計算機的串行端口或USB實時端口將GPS與電腦相連，進行實時跟蹤)，并把GPS的位置變化情況標記在地圖上;支持Google Map、Virtual Earth(該項功能需設(shè)置授權(quán)URL地址及用戶)。

圖1 用Global Mapper13加載全球WMS數(shù)據(jù)庫

1.2 專題制圖的特點

專題地圖又稱特種地圖，是按照地圖主題要求，突出表示與主題相關(guān)的一種或幾種要素，使地圖內(nèi)容專題化、用途專門化的地圖。其主題可以是一種或數(shù)種自然要素或社會經(jīng)濟現(xiàn)象，制圖一般針對某一領(lǐng)域的關(guān)鍵問題(例如分布、規(guī)劃、類型、趨勢等)，利用特定的地圖語言對主題進行可視化表達，具有嚴密的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、高度的綜合性，制作精美，具有一定的藝術(shù)性、較強的實用性。專題制圖具有如下特點。

(1)針對性強，制圖上下序連接緊密

依據(jù)所針對的領(lǐng)域，專題制圖不如普通地圖制圖那樣涵蓋面廣，而是針對某一專題對原始數(shù)據(jù)進行有選擇的取舍。因此，專題制圖要求與上下序?qū)I(yè)保持密切溝通，隨時跟據(jù)用圖單位要求調(diào)整制圖計劃。

(2)專業(yè)要求高，制圖形式多樣

專題地圖服務(wù)于不同的專業(yè)，每個專業(yè)要表達的信息形式千差萬別，所涉及的原始數(shù)據(jù)種類繁多;另外，不同專業(yè)要求的制圖效果不同，有的關(guān)注制圖的平面、高程精度;有的關(guān)注圖式符號的效果，要求達到美觀、醒目的目的;有的關(guān)注地圖底圖的三維效果。

(3)關(guān)注領(lǐng)域多變，符號系統(tǒng)更新頻率高

由于專題地圖關(guān)注的領(lǐng)域多變，因此制圖無法采用統(tǒng)一的符號庫。在現(xiàn)有符號庫的基礎(chǔ)上，應(yīng)該及時更新升級，同時應(yīng)多參照國內(nèi)外相關(guān)制圖經(jīng)驗，使更多新穎的圖式符號運用到專題制圖過程中。

(4)制圖比例跨度大，不同尺度原始數(shù)據(jù)應(yīng)準備齊全

制圖范圍可能大至洲際，小至街道、村鎮(zhèn)、廠礦，底圖尺度變化巨大。為了保證制圖效率，制圖數(shù)據(jù)庫應(yīng)涵蓋多種分辨率的遙感影像圖、多種精度的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。

1.3 遙感影像專題制圖涉及到的軟件平臺

遙感影像專題制圖涉及的軟件平臺主要有ERDAS、ARCGIS等遙感軟件和地理信息軟件，涉及到AutoCAD、MicroStation等輔助制圖軟件，還涉及到Adobe PhotoShop、Illustrator等光柵圖像后處理軟件。

ERDAS、ARCGIS遙感地理信息軟件是處理三維地理信息數(shù)據(jù)的主要軟件平臺，有些操作適合在這些平臺上完成(例如基于分辨率的遙感影像融合、遙感影像地學(xué)分析、復(fù)雜地理信息數(shù)據(jù)的編輯輸出等)。但有些遙感數(shù)據(jù)的一般處理則沒必要在這些操作復(fù)雜、專業(yè)術(shù)語眾多的平臺上完成，例如:數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、投影變換等。Global Mapper是一款小型化的地理信息軟件，該軟件專業(yè)知識儲備要求不高，易于操作，在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、投影變換等方面具有很大應(yīng)用空間。

2 Global Mapper應(yīng)用專題

2.1 基本功能

Global Mapper能夠進行三維地理信息數(shù)據(jù)投影變換，而且變換后成果所見即所得。圖2是對Open Street Ma．org某街道地圖進行投影變換的例子(BJ54橢球、橫軸墨卡托投影、中央子午線117°)。

圖2 對某街道地圖進行投影變換

此外，Global Mapper提供全球大部分區(qū)域的遙感影像數(shù)據(jù)下載，地面分辨率在主要城市最高可達1 m，其他地區(qū)地面分辨率可達10 m。該數(shù)據(jù)庫不同于Google Map數(shù)據(jù)，在某種程度上兩者可以形成數(shù)據(jù)互補(例如Google Map數(shù)據(jù)在某區(qū)域有大面積云層覆蓋，就可以參照Global Mapper讀取WMS全球影像數(shù)據(jù)，但WMS全球數(shù)據(jù)庫的高清影像覆蓋率以及數(shù)據(jù)更新速度遠不如Google Map)。圖3顯示了采用Global Mapper下載的某區(qū)域遙感影像圖(下載的影像數(shù)據(jù)與Google Map影像數(shù)據(jù)存在N方向約70 m的系統(tǒng)偏差)。

圖3 下載某區(qū)域10 m地面分辨率的遙感影像

2.2 控制點展點

Global Mapper可以讀取文本格式的坐標文件，并且按用戶定制的符號系統(tǒng)，以圖形方式顯示。該功能可用于控制點展點。

2.3 采用Global Mapper進行輔助專題地圖制圖

采用Global Mapper主要進行公共柵格、矢量數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)以及其他專題數(shù)據(jù)的投影變換及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換輸出。筆者采用Global Mapper進行輔助專題地圖制作，已完成國內(nèi)外大小項目約100余個，包括鐵路長大干線線路平縱斷面圖，區(qū)域地理位置示意圖，鐵路、公路沿線帶狀影像地形圖。圖4是某項目線路平面示意圖。

圖4 某項目線路平面示意

2.4 采用Global Mapper作為主要制圖平臺制作區(qū)域地理位置示意圖

以全球公共矢量數(shù)據(jù)、全球免費地形數(shù)據(jù)(SRTM)以及全球不同尺度真彩色遙感影像圖(地面分辨率30 m、500 m、1.5 km)等公共資源作為數(shù)據(jù)依托，利用Global Mapper軟件平臺提供的符號庫制作區(qū)域地理位置示意圖。制圖基本步驟如下(以制作全國主要行政區(qū)劃地理位置示意圖為例)。

①專題制圖規(guī)劃(地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)規(guī)劃設(shè)計)，標準設(shè)計，例如地圖種類，采用的地圖投影、比例尺、高程系統(tǒng)、分幅等。

②利用“魚網(wǎng)功能”制作全國經(jīng)緯度格網(wǎng)(采用WGS－84大地坐標)，度、分格網(wǎng)用不同線形表示，依項目需要可以顯示秒級格網(wǎng)。

③導(dǎo)入WGS全國遙感影像數(shù)據(jù)、SRTM高程數(shù)據(jù)(需要提前下載)，進行必要的調(diào)整，例如圖像投影變換、灰度拉伸、透明度調(diào)節(jié)等。

④導(dǎo)入全國1∶400萬公共矢量數(shù)據(jù)(由國家測繪局在因特網(wǎng)上發(fā)布)，主要有省、市、縣界，主要鐵路、公路，主要居民地注記;利用Global Mapper自帶的符號庫進行符號化。

⑤圖外要素(整飾要素)的制作，主要包括圖例、比例尺、指北針等。

⑥專題地圖的輸出。輸出JPEG、TIFF格式的地圖成果(帶有JGW、TFW坐標文件)。

區(qū)域地理位置示意圖成果如圖 5、圖 6、圖 7所示。

圖5 某區(qū)域地理位置示意

圖6 以高程信息作為背景的某區(qū)域地理位置示意

3 結(jié)論

介紹Global Mapper軟件在專題制圖過程中的主要應(yīng)用:用于三維地理信息數(shù)據(jù)顯示、漫游、查詢、下載、格式轉(zhuǎn)換、投影變換、數(shù)據(jù)集成、編輯、幾何校正、輸出;用于輔助專題地圖制作;用于控制點展點;用于地理位置示意圖的繪制和出圖。實踐表明:采用Global Mapper進行輔助專題制圖或者作為主要制圖平臺進行地理位置示意圖制作，操作簡單，運算快捷，能夠提高成圖效率。

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