基于DLG的地圖拼接關(guān)鍵技術(shù)的探討

武永彩

【摘 要】論文介紹了基于線要素的圖幅自動接邊的基本方法，針對地理信息系統(tǒng)地圖數(shù)字化過程當(dāng)中經(jīng)常見的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接和數(shù)字化后易出現(xiàn)的空間邏輯錯誤毛病，建議一種基于ArcGIS的數(shù)字地圖拼接方法，實現(xiàn)了真正意義上的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接。

【Abstract】This paper introduces the basic method of automatic edge connection of map based on line elements. Aiming at the frequent mistakes of spatial logic that often occur in the logical stitching of multiple maps and after digitization， which is in the process of the digitization of geographic information system map， the paper suggests a digital map stitching method based on ArcGIS， it can realize the logical stitching of multi-sheet digital map in the real sense.

【關(guān)鍵詞】地圖拼接；GIS；ARCGIS；地形圖

【Keywords】 map stitching； GIS； ARCGIS； topographic map

【中圖分類號】C64 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）10-0181-02

1引言

隨著當(dāng)今社會信息科學(xué)技術(shù)的高速成長，地理信息（GIS）的保存介質(zhì)發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，作為計算機(jī)可以辨別存儲介質(zhì)上的有序集合，依然繼續(xù)沿用原始的分幅方式。這樣的數(shù)字地形圖當(dāng)然存在很多弊端：

①與無分割的現(xiàn)實情況地理空間實體不一致存在差別，于是不能適應(yīng)地理消息訊息的完整性需要；

②不便于數(shù)據(jù)庫的分布式管理；

③地形圖的疊幅使得信息反復(fù)獲得與保存，從而導(dǎo)致裂隙和數(shù)據(jù)冗余，致使資源空間在利用上浪費[1-3]。其中在大比例尺地形圖采集數(shù)據(jù)過程中也存在誤差，這也就使得地形圖的繪制不可避免地產(chǎn)生誤差，為了能夠使地形圖能滿足實際應(yīng)用，就必須對其進(jìn)行校正，拼接。本文介紹了基于線要素的圖幅自動接邊的基本方法，針對地理信息系統(tǒng)地圖數(shù)字化過程當(dāng)中經(jīng)常見的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接和數(shù)字化后易出現(xiàn)的空間邏輯錯誤毛病，建議一種基于ArcGIS的數(shù)字地圖拼接方法，實現(xiàn)了真正意義上的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接。

2 數(shù)據(jù)的提取

我們要進(jìn)行地形圖圖幅的拼接首先我們要確保的就是數(shù)據(jù)的質(zhì)量，因為數(shù)據(jù)就是圖幅拼接的基礎(chǔ)，拼接的精度和準(zhǔn)確性還有效果的好壞都取決于數(shù)據(jù)質(zhì)量的高低。一般相鄰的待拼接的地形圖都要滿足一些要求，那么拼接時數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：

①待拼接的相鄰圖幅必須具有相同地圖比例尺，這里我們所拼接的是兩幅1∶500的大比例尺地形圖符合要求。

②控制點，碎步點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)精度必須要滿足一定的要求。其中包括相鄰圖幅的同名要素距離相差不宜太遠(yuǎn)，還有就是一些線要素不得超過規(guī)定限差。例如必須要滿足等高線的特點要求等高線不能相交，打結(jié)或者重疊，等高線在應(yīng)連續(xù)的地方不能斷開等。

③要保證這些要素的準(zhǔn)確和完善這也是為了保證地形圖拼接的正確性。

④地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的統(tǒng)一（高程基準(zhǔn)，坐標(biāo)系統(tǒng)，地圖投影，坐標(biāo)和高程控制點）檢查計劃的輪廓點可以驗證是否統(tǒng)一。

⑤要保證兩幅圖可以進(jìn)行拼接有相同比例尺是基礎(chǔ)，所以不同比例尺的地形圖無法拼接，本實驗中我們使用的是獨立坐標(biāo)系大比例尺地形圖不存在此問題。

拼接圖形的質(zhì)量在沒有精度較高的數(shù)據(jù)下是很難保證的，由于拼接資源的匱乏這里我只進(jìn)行了四幅圖的拼接；拼接時我們要進(jìn)行屬性匹配，匹配時搜索同名要素的依據(jù)是屬性的數(shù)據(jù)，要盡量保證屬性的正確性，因為如果屬性數(shù)據(jù)有嚴(yán)重錯誤，也會造成要素連接后的嚴(yán)重的拼接錯誤；因而有相同的高程坐標(biāo)系和相同的平面坐標(biāo)系是進(jìn)行正確拼接的重要前提，圖幅和圖幅要有相同的屬性數(shù)據(jù)。單幅地形圖的正確也就在很大程度上影響著拼接的精度和準(zhǔn)確性。待拼接的兩幅地形圖上存在很多等高線的端點因為數(shù)據(jù)采集誤差而超出了圖幅邊線的情況，這是常見的圖幅拼接的問題，這種情況是不能進(jìn)行拼接的，要裁剪超出圖幅的線要素，這樣才能達(dá)到拼接要求。線要素相對于圖幅邊界位置有以下4種情況[4-5]：

①線要素全部都在圖幅以外；

②線要素首、末都有結(jié)點在圖幅以外；

③線要素首或末存在一部分位于圖幅以外；

④線要素中央有個別線段位于圖幅外部，但首、末點都在圖幅范圍之內(nèi)。

情況①有可能是圖幅以外的一些整飾線或其他的要素，這種情況由作業(yè)員手工編輯檢查過程當(dāng)中對其進(jìn)行處理。情況②就是線要素超出邊界的情況，這種情況裁剪線要素首、末兩個端點需要視情況來定，應(yīng)該通過裁剪的算法來刪除超出邊界的點，從而確保等高線兩個端點都必須在圖幅以內(nèi)。而對于情況③與情況④，如果一律裁剪就會造成等高線的不完整，應(yīng)該將其作為特殊情況來處理，要保留其形狀特征，因為作業(yè)員要在手工編輯檢查時決定是否要對其進(jìn)行修改。切割后的兩部分?jǐn)?shù)據(jù)，在拼接之前，需要確定待拼接要素的邊界距離閾值，一般由操作者根據(jù)經(jīng)驗來定，即可將剪接閾值在內(nèi)所有元素進(jìn)行拼接。

3 拼接地圖

下圖是待進(jìn)行拼接的兩幅比例尺為1∶500大比例尺地形圖，先用CASS7.0處理dwg格式的文件將不參加接邊的點以及圖框刪去只留下需要處理的等高線，然后將兩幅圖在ArcGIS9.3中展開，再將dwg格式的矢量地圖，使ArcGIS中的ArcToolbox工具把dwg格式的矢量地圖轉(zhuǎn)換成為編輯系統(tǒng)需要的ShapePolyline格式，然后對shape文件進(jìn)行編輯。在接邊實驗中主要使用連接，平滑，延伸，剪切等命令實現(xiàn)等高線的處理。

4 拼接處理

分幅圖幅的某些要素在連接處可能存在斷裂，在拼接前還需將折點或線要素的端點位移到相鄰接邊參照圖層中的相應(yīng)位置（也可用于鄰接圖幅進(jìn)行校正即包含精度較低的要素的圖幅參照）。因此邊界匹配工具修改了圖形，需將一個圖層選擇開始編輯。邊界匹配工具屬于空間校正的一種局部校正，使用空間校正工具條，右擊工具條上空間校正菜單，下拉框選擇選項設(shè)置邊界匹配操作屬性。會彈出Adjustment Properties窗口中General選項卡，點擊Options按鈕，會彈出Edge Snap選項卡。然后切換到Edge Match選項卡，選擇Edge Match的源和目標(biāo)文件。如果斷裂的地物在相鄰兩幅圖有某相同的屬性值，就能夠Check“Use Attribute”，并選擇相應(yīng)字段進(jìn)行自動鏈接。鏈接的顯示符號設(shè)置斷裂處平滑過渡。拼接效果圖見圖2。

5 結(jié)語

本文主要介紹了基于線要素的圖幅自動接邊的基本方法，主要分3步實現(xiàn)：①在CASS7.0中初步對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；②將數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcGIS9.3中轉(zhuǎn)換文件格式進(jìn)行線編輯使用命令完成接邊；③進(jìn)一步研究自動化批量修改等高線。針對地理信息系統(tǒng)地圖數(shù)字化過程當(dāng)中經(jīng)常見的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接和數(shù)字化后易出現(xiàn)的空間邏輯錯誤毛病，建議一種基于ArcGIS的數(shù)字地圖拼接方法，實現(xiàn)了真正意義上的多圖幅數(shù)字地圖邏輯拼接，達(dá)到了良好的效果。

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