MapGis 在數字制圖及地質研究中的應用分析

吳 云，張琦潔

（中國自然資源航空物探遙感中心，北京 100083）

現階段，在地質礦產勘探、資源管理、環境保護、土地管理、地下管網建設、城市建設等方面對MapGis的應用越來越普遍。MapGis的有效應用可以提高數字制圖水平，能夠為相關的管理決策提供更加可靠的信息支撐。同時可以利用MapGis完成地質研究工作，保證在開展地質研究工作中所獲取的信息數據更加準確清晰，對提高地質研究水平有積極幫助。

1 MapGis在數字制圖中的應用

MapGis 作為一種專業性的軟件，在將其應用在數字化制圖過程中具有比較強的實用性，特別是進行數字化產品制作具有明顯的優勢。數字化制圖方法在應用過程中需要利用MapGis 數據數字化輸入系統或者智能掃描矢量化子系統完成圖形數字化數據庫建立過程。數字化制圖方法在實際操作過程中主要是對圖形進行轉化，使其變為數據信息。數字化制圖的具體工作流程包括以下方面：第一，數據獲取以及矢量化處理。MapGis 的矢量圖形數據來源主要包括點圖元數據、線圖元數據、面圖元數據。在獲取這些數據時，可以利用的方法主要包括數字化儀輸入法、智能掃描矢量化輸入法以及人工跟蹤矢量化輸入法。其中利用數字化儀進行數據獲取時，主要是人工操作游標跟蹤獲取信息數據，并對地圖信息進行轉化，使其成為圖形數據。通常點圖元數字化可以只用采集控制點；線圖元數字化主要是完成基線跟蹤作業；面圖元數字化可以利用游標跟蹤整個區域輪廓線，然后在拓撲處理子系統內利用自動或者人工的方式構造面圖元區域完成選區作業[1]。智能掃描矢量化輸入法在實際操作中可以先掃描原圖，并將原圖以柵格形式存儲在圖像文件內。此外，還要利用智能化處理技術對圖像數據進行轉化，使其變為矢量數據，將其存入到線文件或者點文件中完成編輯作業。然后根據誤差校正系統完成誤差糾正。一般在對智能掃描矢量化方法進行應用時，需要根據具體的需求對非細化無條件全自動矢量化以及交互式矢量化進行合理選擇。但是需要注意智能掃描矢量化輸入法雖然能夠提高數據獲取的效率，但是如果獲取的數據量比較大，圖形要素自動識別的難度會增大大增加，會直接影響后期修改編輯工作量。人工跟蹤矢量化輸入法在使用過程中需要利用鼠標完成數據跟蹤，將已經裝入的柵格圖像數據轉化為矢量數據，同時要利用誤差糾正的方法對數據進行編輯處理，使其能夠達到繪圖要求。在具體應用中需要在圖形編輯系統中完成各種操作，并且還可以利用圖形編輯系統的編輯功能修改矢量化后的圖形數據。利用這種方法需要對子系統進行設置，選擇好工作目錄子圖庫以及線型庫，然后將掃描完成的刪格圖像利用文件菜單裝入光柵文件，并保存為MapGis 的內部格式文件。然后再將其裝入并進行矢量化，能夠提高數據采集速度。對當前層以及編輯屬性進行設置是提高人工跟蹤矢量化輸入法數據獲取水平的重要措施，同時是進行點圖元、線圖元以及面圖元數據采集時必須進行的操作。在對點圖元以及線圖元進行數據采集時，這種方法與數字儀化輸入法的操作過程相類似，但是需要將游標換成鼠標，利用鼠標的十字高點放大屏幕上的柵格圖像完成跟蹤采集。這種方法一般情況下在地質制圖中的應用比較普遍。

第二，圖層設置作業。在數字制圖過程中，圖層是必須關注的重點內容。MapGis 在對數字圖地圖進行制作時，要建立編輯圖層名，然后對圖層進行設置和使用。這樣才能提高數字化制圖編輯水平。通常數字化制圖的分層為：第1 層為等高線、其他地貌符號；第2 層為高層信息；第3 層為界線信息；第4 層為各種對地質要素信息。在圖層設置時，需要根據數字化制圖的具體內容和要求，依次選擇設置。

第三，對圖形數據進行編輯處理。在編輯圖形數據時，主要包括點編輯、線編輯、區編輯以及圖層編輯等。其中對點、線圖元符號以及圖庫進行編輯時，需要根據編圖的具體要求，利用MapGis 系統服務庫子系統內的相應文字數據以及圖形符號圖庫等對這些信息進行抽取，然后利用編輯修改生成圖庫、填充圖案以及矢量字庫。同時將編輯完成后的圖庫存放在系統庫內，方便后期編輯制圖隨時調用。對圖形進行編輯時，要利用圖形編輯子系統完成圖形整體編輯，修改矢量結構的點線區域邊界等，同時要對拓撲關系進行自動糾正，可以利用MapGis 系統內的標準尺寸圖框對符號庫、線型庫以及圖案庫等進行準確補充和修改。

第四，數據輸出。在數字化制圖完成后，需要及時完成數據輸出作業，主要包括圖形輸出以及文件輸出。圖形輸出的主要操作是要對編輯完成的數字地圖數據處理結果進行轉換，使其成為圖形輸出裝置能夠識別的信號。然后利用驅動圖形輸出裝置形成地圖圖形，MapGis系統可以將點、線、面數據文件插入到編輯工程文件中，利用光柵化處理后能夠形成光柵文件。并利用繪圖儀讀取獲取的圖形文件。而文件輸出需要將圖形數據編輯成工程文件并輸出三個文件。此外，為了保證數據交換效果，MapGis還需要提供數據轉入轉出功能[2]。

2 MapGis在地質研究工作中的應用

2.1 空間分析功能

在地質研究中，對MapGis 進行應用時，空間分析功能是其中的主要功能之一。在MapGis 系統中空間分析功能與計算機一般性輔助系統存在一定差別，這一功能可以將一系列與空間位置存在聯系的數據進行空間疊加分析，并且可以完成屬性統計分析作業。然后從獲取的相關數據中提取有用的信息作為分析結果。將空間分析系統應用在地質研究過程中能夠創新地質研究工作，同時可以擴大地質研究工作的方法。空間分析功能的具體應用主要表現在以下方面：第一，數據檢索功能。在該功能應用時可以提取文件以及數據庫中的各種數據信息進行分析。并且利用這種功能可以在最短時間內找出有利于成礦的數據區間，提高數據分析效率。第二，空間疊加分析功能。這一功能在應用中能夠任意疊加分析不同要素的空間數據以及屬性數據，能夠形成新的空間數據，方便開展地理研究工作。第三，屬性統計分析功能。主要是對有聯系的屬性以及數據進行單屬性、多屬性統計分析，然后獲取不同數據分析要素之間的定量關系。第四，二維模型以及三維模型分析功能。在這一功能應用過程中，可以更加形象直觀地展示出多維數據模型顯示的研究體，能夠準確了解地質體、礦床等空間形態的具體分布特征。

在對空間分析功能進行應用時，需要對不同的分析功能進行綜合利用，可以使地質研究人員利用GIS 對各種地質研究問題進行有效解決。特別是在找礦工作中利用空間分析功能可以提高找礦效率，保證找礦結果的可靠性。例如，在成礦預測工作中利用數據檢索功能可以在很短時間內對不同情況地質條件因素進行研究和分析，同時找出有利于成礦的數值區間，并利用GIS 系統對空間數據合成進行準確預測，從而更加科學地確定礦產的空間分布情況，獲取比較準確的預測區。此外，可以利用不同的色塊對預測區進行標注，表現出在不同條件影響下的成礦空間的重疊情況，使工作人員獲取更加豐富的信息數據[3]。

2.2 地圖編輯功能

在MapGis系統中對地圖編輯功能進行應用也是其在地質研究中應用的主要體現之一。MapGis系統內的地圖編輯功能與計算機輔助繪圖系統存在較大差異，能夠為地質制圖提供更加可靠的保障，并且能夠改善制圖的精度，保證圖形內容信息更新的有效性以及及時性。可以在一定程度上豐富地質圖形的表現力。對圖形的綜合應用能夠提高地質地圖編輯效率。在地質類圖件編制過程中，其質量以及編制水平是影響地質研究工作情況的重要因素。因為地質類圖件本身是地質研究中不能缺少的主要資料，在開展地質圖件編輯工作時，內容比較復雜繁瑣，如果精度達不到需要的要求，會直接影響地質研究工作的效率。而利用MapGis系統內的地圖編輯功能，可以提高地質制圖工作效率，并且可以直接將野外采集的地質信息綜合在一起進行疊加分析和編輯，能夠豐富地質類圖件的地質信息元素。同時可以提高地質類圖件的精度。除此之外，在地圖編輯功能應用過程中，可以利用圖形建邊和建庫子系統對各種地圖以及地質圖進行自動或者半自動的建邊操作，進一步提高地質類圖件的編輯效率。利用數字化圖形編輯系統可以分析和編輯以高程值為基礎的坡度、坡向、分水嶺、流域等信息，能夠對不同變量之間的具體關系進行分析和研究。這些功能的應用能夠豐富地質研究中地圖編輯的主要內容以及要素。在MapGis系統中地形地圖編輯功能能夠為地質制圖提供更加有效的制圖工具，可以豐富圖形編輯內容，利用圖形綜合疊加的功能提高地質研究工作水平[4]。

3 結語

綜上所述，MapGis系統具有較強的分圖層管理功能，可以提高數字化制圖的精準度，具體的應用功能也比較多樣全面，可以對各種模型文件進行轉化，同時能夠完成空間分析、二維三維實體疊加分析等作業。在數字化制圖以及地質研究中，MapGis軟件系統的應用具有突出的優勢。MapGis系統的實際應用性相對較強，應用覆蓋面也比較廣泛。特別是在現階段的地質研究工作中，MapGis系統的有效應用能夠提高找礦預測水平，進一步拓展地質研究工作的思路以及相關方法，對提高地質研究工作水平有積極幫助。為了提高MapGis在地質研究中的應用水平，需要對假軟件系統的具體情況進行進一步發研究和創新，擴展MapGis軟件系統的應用范圍。