利用Mapgis軟件將等值線逆向數值化的方法

羅立紅，邵 興

（天津市地質環境監測總站,天津 300191）

0 引言

在實際工作中，我們需要收集一些地區的基礎地質、水文地質、工程地質、地面沉降、地熱等地質資料。其中包括地下水位等值線、地面沉降等值線、熱力梯度等值線等圖件。在沒有具體的實測水位標高、地面沉降量、熱力梯度值等基礎數據情況下，如何將這些圖件數據化，又能保證數據的真實性，是本次需要解決的主要問題。

下面將以地質災害危險性評估中所需要的5年平均地面沉降速率等值線圖為例，根據多年來使用Mapgis軟件的經驗，實際操作來演示如何將2000～2004年5張地面年沉降速率圖，整合成一張2000～2004年平均地面沉降速率等值線圖。

本文使用的軟件及版本為：Mapgis6.7、Microsoft Off ice2010。

1 Mapgis數據格式的特點

Mapgis是武漢中地信息工程有限公司開發的地理信息系統，已被廣泛應用于測繪、地理、地質方面，并得到一致好評。它分為“圖形處理”、“庫管理”、“空間分析”、“圖像處理”及“應用服務”5個部分，共計24個子系統。用戶可以根據自己的需要，選擇不同的子系統，也可以將不同的子系統結合起來使用。同時Mapgis還提供一些與其它軟件間相互轉換的接口，供用戶靈活應用。

Mapgis的圖形數據包括：點圖元數據、線圖元數據、面圖元數據。其保存數據形成的文件名分別為：“*.wt”即點文件，“*.wl”即線文件, “*.wp”即面文件。

Mapgis的數據交換格式是ASCII碼的明碼文件，其文件結構由文件頭和數據區兩部分組成。文件頭記錄的是文件的版本和類型(點、線、面)信息，數據區記錄的是實體的幾何信息。明碼文件按要素類型分為線文件(*.wal)、點文件(*.wat)、區文件(*.wap)3種。

1.1 線文件結構

邏輯結構：文件頭 線數 1號線 2號線

…………

具體為：

（1）（文件頭）WMAP9021

（2）（線數）n

（3）（1號線）

線型號，輔助線性型號，線色，線寬，X系數，Y系數，輔助色，圖層，透明輸出。

（1號線線點數）m1

X1,Y1

X2,Y2

………

ID,線長度

1.2 點文件結構

邏輯結構：文件頭 點數 1號點 2號點…………

具體為：

（1）（文件頭）WMAP9022

（2）（點數）n。

（3）（1號點）

X1,Y1,ID,

type1{0字符串/1子圖/2圓/3弧/4圖像/5文本}，

點信息{點信息和點類型相對應}

1.3 區文件結構

邏輯結構：文件頭 弧段數 1號弧度 2號弧度…… 最后弧度 節點數 1號結點 2號結點 …………最后結點 區數 1號區 2號區 ………… 最后區。

明碼文件只有要素的幾何信息而沒有要素的屬性，只能用于地圖的顯示和出版，必須轉為Mapgis的標準文件，才能進行GIS分析與屬性信息查詢等操作。

等值線數值化的方法設計

將2000、2001、2002、2003、2004年地面年沉降速率圖，通過基礎圖件處理、Mapgis明碼文件處理、生成GRD網格化文件、生成高程點文件和數據整理，經過上述5個步驟處理后才能生成一張5年平均地面沉降速率圖，其方法設計見圖1。

圖1 等值線數值化流程圖

2 等值線數值化的處理過程

2.1 基礎圖件處理

首先通過對線文件（*.wl）進行抽稀操作，合理地減少該文件的數據量，以達到減少工作量的作用，抽稀前后對比見圖2、圖3，其具體操作如下：

（1）進入“圖形處理”主菜單——〉“輸入編輯”——〉進入mapgis編輯子系統；

（2）將需要編輯的線文件（*.wl）添加到項目中；

（3）通過“L線編輯”菜單——〉“抽稀線G”；

（4）抽稀因子：默認為0.3；

（5）保存項目，退出編輯子系統。

圖2 （抽稀前）

圖3 （抽稀后）

2.2 Mapgis明碼文件處理

導出線文件（*.wl）的坐標點，形成“Mapgis明碼格式”文件（*.Wal）,作為生成等值線的基礎數據。其操作界面見圖4，具體步驟如下：

（1）進入“圖形處理”主菜單——〉“文件轉換”——〉文件轉換子系統；

（2）通過“文件”菜單——〉“裝入線”，將抽稀后的線文件裝入；

（3）通過“輸出”菜單——〉“輸出Mapgis明碼格式”，輸出明碼文件。

圖4 文件轉換子系統

M a p g i s 明碼格式如表1、圖5所示，可以通過Microsoft Off ice Excel軟件編輯。這其中紅色標注框中為線文件坐標點的X,Y坐標，藍色標注框的為該根線的ID號。我們根據線的ID號，在后面添加該等值線的沉降速率值，并對沒用的單元格進行整理后如圖6所示。

將整理好的數據，另存為“*.txt文件”，用于生成GRD文件。

表1 線文件格式

圖5 明碼數據編輯(前)

圖6 Mapgis明碼格式（后）

2.3 生成GRD網格化文件

操作界面見圖7，具體步驟如下：

（1）進入“圖形處理”主菜單——〉“空間分析”——〉DTM分析子系統；

（2）通過“GRD模型”菜單——〉“離散數據網格化”——〉生成*.GRD文件

（注：對需要疊加的每一張圖，在其中的“網格參數設置”中的X，Y方向的起點坐標、終點坐標、網格間距、網格線數一定要對應。）

圖7 離散數據網格化

2.4 生成高程點文件（*.wt）

其操作界面見圖8，具體步驟如下：

（1）進入“圖形處理”主菜單——〉“空間分析”——〉DTM分析子系統；

（2）通過“模型應用”菜單——〉“高程點標注制圖”——〉生成*.WT文件

圖8 高程點標注制圖

2.5 數據整理，生成5年平均地面沉降速率等制線圖

將剛生成的每年高程點的屬性加入點位置X,Y值，然后輸出成*.txt文件，再通過Microsoft Off ice Access 軟件，以高程點的ID號作為關聯字段（自動生成點文件ID號是一致的），計算出5年平均地面沉降量，如圖9所示。這樣就可以用此數據按第3.3節的方法進行“離散數據網格化”，生成5年平均地面沉降速率等值線圖。

圖9 平均沉降量計算

3 結論

該套方法能夠有效地幫助地質工作者對收集到的圖形文件進行有效的利用，提高數據的精度和繪圖的速度，充分發揮資料的價值，該方法不僅用于地質災害評估的工作中，還可用于其它類似曲線的數據化處理工作，該方法在日常工作中發揮著極大的作用。

[1]陳 勇等.數字圖數據到MAPGIS數據的格式轉換[J].測繪學院學報，2004年，第2期：154～156.

[2]段青梅等.基于MAPGIS明碼文件的繪圖轉換系統開發及應用[J].物探與化探，2005年，第1期：50～52.

[3]鐘理韜等.MAPGIS明碼文件的獲取和在坐標轉換中的應用研究[J].安徽農業科學,2014年,第7期:2171～2173.

[4]武漢中地信息工程有限公司.MAPGIS地理信息系統使用手冊.