MapGIS 在寧蕪北段地區數字制圖中的應用

李心玉，張文國

（江蘇省有色金屬華東地質勘查局，江蘇 南京 210007）

自20 世紀中期至今，江蘇省有色金屬華東地質勘查局長期在寧蕪北段地區開展地質勘查工作，積累了豐富的地質資料，包括各種比例尺的地質圖件。但是這些地質圖件大多為紙介，不能夠適應地質工作信息化、數字化、現代化的發展趨勢，所以如何充分開發利用這些地質圖件，并在該地區后期的地質工作中發揮作用，有著重要的意義。MapGIS 是目前地質制圖領域應用比較廣泛的一款國產地理信息軟件，它具有先進的圖形、圖像處理技術[1]。結合以往使用該軟件制作地質成果圖件的經驗，應用MapGIS 軟件的輸入編輯、文件轉換、誤差校正等功能，完成對寧蕪北段地區地質圖的數字化工作。

1 寧蕪北段地區資料分析

1.1 資料收集整理

此次工作主要收集了華東局807 隊于1984 年完成的1:1 萬江蘇省南京南部地區地質物探綜合平面圖46 幅，1:1萬寧蕪北段地質地形圖43 幅，以及從江蘇省測繪地理信息局收集覆蓋工作區域的1:5 萬地形圖6 幅?？紤]收集資料的完整性、清晰性，以綜合平面圖為數據源進行該地區的數字制圖工作，地質地形圖作為輔助參考，地形圖用作地理要素的更新。

1.2 圖層要素劃分

在進行制圖前，首先需要對收集的各類圖件進行觀察，能夠準確分類圖上的主要要素，并劃分要素圖層。通過觀察分析，該地區的圖形要素主要分為地理要素、地質要素和整飾要素。

地理要素部分主要包括：居民點、點狀水體、地名、高程控制點、高程標注等點狀要素；境界線、公路、鐵路、線狀水系、等高線等線狀要素；行政區劃、居民地、面狀水體等面狀要素。地質要素主要包括產狀符號、礦點、鉆孔、地質代號等點狀要素；地質體界線、斷層、褶皺、礦化帶等線狀要素；地質體、脈巖、構造單元、工作程度、成礦帶等面狀要素。圖件整飾要素主要包括：圖名、各種注記等點狀要素；公里網、圖廓線、接圖表、圖簽等線狀要素；圖例等面狀要素。

1.3 圖例規范化

因為收集的地質資料時代久遠，原地質圖上的各種地質符號不統一，并且已經不符合現在的要求，所以為了提高數據輸入數據質量，需嚴格按照相關標準與規范，根據《GB958—89 1989 1:50000 區域地質圖圖例》和《DZ/T 0179-1997 1:50000 地質圖用色標準及用色原則》，統一寧蕪北段地區地層、巖性、斷層等的命名方式、顏色、花紋、線型等圖例。

2 數字制圖流程

考慮寧蕪北段地區的地質圖件圖幅多，而且比例尺大的特點，所以采用分幅掃描，分幅數字化，然后通過圖幅接邊的方式完成對整個地區的數字化制圖過程?；贛apGIS的制圖流程主要有：地質圖件掃描、影像校正、分層數字化、圖幅接邊、拓撲造區、數據符號化、圖件輸出等。

2.1 紙質圖件掃描

首先將收集到的關于寧蕪北段地區的綜合平面圖、地質地形圖、地形圖等紙質圖件，通過高分辨掃描儀掃描成tif 格式的柵格影像；然后運用MapGIS 中的圖像處理功能將掃描后的tif 格式的柵格影像轉換成符合MapGIS 要求的msi 格式。

2.2 影像校正

由于圖紙變形、人為因素、儀器精度等原因，導致掃描后的影像存在一定的誤差，所以在數字制圖等操作前，需要對影像進行校正[2]。

根據每幅圖的1:1 萬標準分幅的圖幅號，利用MapGIS提供的自動生成標準圖框功能生成對應的控制點和DRG 文件，采用逐網格校正法對每幅柵格影像進行校正；其中部分圖幅并不是完整的1：1 萬分幅數據（如：地質地形圖中的鐵心橋幅、城埃幅和三山營幅等），所以必須另建立相關的矢量文件進行校正。

圖1 寧蕪北段地區數字制圖流程

2.3 分層數字化

使用MapGIS 軟件進行該地區地質制圖的過程中，需要堅持分層數字化。分層數字化不僅有利于圖件的準確和完整，還有利于后期專題地質圖的繪制以及數據的再利用。根據前期對地質圖件要素圖層的劃分，建立對應的工程、點、線、區文件[3,4]。點文件和線文件的圖形數據輸入，主要根據所劃分的要素圖層，通過交互式矢量化的方法完成對柵格數據的數字化，同時進行數據的檢查與糾正。區文件的生成主要通過線文件進行拓撲造區的功能生成。

2.4 圖幅接邊

由于分幅的原因，相鄰圖幅地質圖的制作時間、制作水平以及取舍程度不同，會導致不同圖幅地質層劃分、符號不一致的情況；也可能因為校正后的分幅影像存在一定的校正誤差，導致相鄰圖幅間本應連續的同一要素就有可能會存在不能銜接的情況。這就需要對每兩幅相鄰的圖幅進行相應處理統一地質層，并對線文件完成接邊和匹配，以確保要素的連續性和完整性。

2.5 拓撲造區

對完成接邊后的地層線文件進行拓撲檢查，可以通過MapGIS 的“線拓撲錯誤檢查”和“區拓撲錯誤檢查”等功能檢查是否有重疊線、自相交線、重疊坐標、懸掛點、線段不閉合等情況，根據拓撲錯誤信息進行修改，反復執行，直到沒有拓撲錯誤為止；將檢查后的地層線文件轉為地層弧段文件即區文件，并進行區拓撲檢查，如有拓撲錯誤同樣要反復修改；所有要素檢查完成后，通過“拓撲重建”，生成對應的地層區文件。

通過拓撲重建生成的地層區的顏色是任意生成的，沒有實際意義，所以需要根據圖例要求對地層區進行重新填色?？梢酝ㄟ^MapGIS 中的“注釋為屬性”功能將地層的注釋生成為對應的屬性文件，并通過地層屬性對同類區進行統一填色。

2.6 系統庫編輯

MAPGIS 現有子圖庫、線型庫、填充圖案庫和顏色色譜庫等，并不能滿足工作的需要，比如各種地層界線、產狀符號等，因此，需要根據寧蕪北段地區的圖例，對系統庫進行編輯和完善，并在此基礎上制作圖例版，方便在制圖時調用，從而提高制圖效率。

2.7 數據檢查

對照原始的地質圖件，對已經完成的點、線、面文件分別進行檢查，查看有無疏漏或出錯的點、線、區文件；并檢查有無輸入錯誤的區屬性，以確保地質圖件質量。

2.8 圖件輸出

可根據具體需求，進行圖幅裁切或坐標轉換，接著添加相應的邊框、比例尺、指北針等圖廓要素，最后進行保存；并可以在打開輸出窗口之后，擇打印幅面類型，光柵輸出、分辨率輸出、實現圖件輸出。

3 圖件成果

按照數字制圖的基本流程，完成了對寧蕪北段地區地質要素、地理要素的數字化工作，通過對數字成果的不同處理，不僅可以生成1:1 萬標準分幅地質圖，還可以縮編生成1:5綜合地質圖等其他地質圖件。

3.1 1:1 萬標準分幅地質圖的生成

按照最新的1:1 萬標準分幅規范，輸出生成46 幅1:1萬寧蕪北段地質圖。按照最新的圖幅號、根據起始經緯度，生成1:1 萬標準框，以及包括圖名、接圖表、圖框、圖例、責任表、比例尺等整飾要素，然后將標準圖框和矢量化后的綜合地質數據相套合；根據標準圖框的內圖框為剪裁框，按圖幅分別進行裁切，并對裁切后的46 幅地質圖進行圖件修飾工作；最后分別生成標準分幅的地質圖。

3.2 1:5 萬綜合地質圖的生成

在1:1萬的數據成果基礎上，首先運用MapGIS軟件的投影變換、圖像縮放等功能將數據成果的比例尺由1:1萬轉變為1:5萬，并通對各類要素，特別是面狀地質體進行合并、移除、簡化等制圖綜合處理，以符合1:5萬地質圖件的要求；可以根據需求進行疊加經過誤差校正、坐標轉換后的其他數據，比如重磁數據、化探數據等；最后生成圖名、圖框、圖例、責任表等整飾要素，可輸出生成寧蕪北段地區1:5綜合地質圖。

4 結論

應用MapGIS 數字化后的寧蕪北段地區的地質數據成果，不僅為該地區地質空間數據庫的建設和三維地質模型的建設提供了良好的數據基礎，而且作為地質基礎圖件在后期有關該地區的項目立項、方案編制、工作實施以及成果圖件編制的等工作開展過程中發揮了重要的作用。