《GIS基础实习》指导书.docx
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《GIS基础实习》指导书
《GIS基础实习》指导书
第一阶段地图矢量化
软件平台:
MapGIS（中地数码
数据信息:
比例尺:
1:
250000
数据范围:
湖南省（共16幅
投影类型:
高斯-克吕格
六度带号:
19
椭球参数:
北京54/克拉索夫斯基（1940年椭球
上交成果:
地图矢量化工作日志表和图层自（互检表（电子文档及纸质打印稿
地图整饰后的矢量化成果（矢量数据文件及地图输出图片
在进行地图矢量化的工程中,一般设置为文件所在目录设置为工作目录（程序生成、打开、保存文件的默认目录就是工作目录,在MAPGIS
主界面中打开“设置”程序。
图MAPGIS主界面
在“MAPGIS环境设置”程序中,将图形文件所在目录设置为工作目录。
图MAPGIS环境设置程序界面
第一步栅格地图校正
纸质地图扫描成栅格图片,这种栅格图片是没有空间参考信息的,就和普通数码相机照的照片一样,只是普通的图片而已。
由于扫描栅格图不具备空间参考信息,所以在矢量化之前,需要先对栅格图进行配准。
配准栅格图需要准确的空间坐标信息,这些信息有时可以从图面上读取,如经纬网（方里网图框四个角点的坐标值等等。
1.标准图框生成
1读取数据信息
在图像处理软件中查看图片,如PhotoShop、ACDSee。
图使用图像处理软件查看图片
读取地图左下角经纬度坐标值,如采用DMS格式记录如下（1123000,280000
。
图读取地图左下角坐标值
2启动投影变换程序
启动“实用服务”子系统中的“投影变换”程序,如下图所示
图启动投影变换程序
3绘制标准图框
选择“系列表转图框”下的“生成1:
25
万图框”菜单。
图投影变换程序界面
在“1:
250000图框”对话框中输入“起点纬度”和“起始经度”,注意采用DMS格式,图框文件名采用图幅编号,如H4916
。
图1:
250000图框对话框
点击“1:
250000图框”对话框中“椭球参数”按钮,在弹出的“椭球参数设置”对话框中选择“1:
北京54/克拉索夫斯基（1940年椭球”
点击“确定”按钮。
图椭球参数设置对话框
点击“1:
250000图框”对话框中“确定”按钮,在弹出的“图框参数输入”对话框中输入“图幅名称”,并将“图框参数选择”中“将左下角平移为圆点”、“旋转图框底边水平”不选中,
其他选项均设置为选中。
图图框参数输入对话框
点击“图框参数输入”对话框中“确定”按钮,在弹出的“输入接图表内容”对话框中点击
“确定”按钮,生成标准图框。
图输入接图表内容对话框
生成标准图框如下图所示,检查图框四个角点经纬度是否与原图一致（有些图幅右侧有延伸或截断,则右侧两个角点坐标可能不一致,并检查公里网坐标值、形态是否与原图一致。
图生成的标准图框
4自由生成梯形图幅
对那些延展或截断后的图幅,不能采用标准图幅,而应该采用“系列标准图框”下的“自由生成梯形图幅”菜单功能。
图自由生成梯形图幅
在生成的“1:
25万图框”对话框中,取消“绘制标准分幅图框”选项,并选择“图框模式”为“实线公里网”
。
图1:
25万图框对话框
并点击“投影参数”按钮,设置投影参数。
图输入投影参数对话框
输入经纬度范围“B1”、“B2”、“L1”、“L2”和网格间距“10KM”
点击“确定”按钮。
图图框参数输入
在弹出的“图框参数输入”对话框中按如上设置后,生成图框如下。
图自由生成梯形图幅效果图
2.图片格式转换
1启动图像分析程序
启动“图像处理”子系统中的“图像分析”程序,如下图所示
图启动图像分析程序
2图片数据输入MapGIS
选择“文件”下的“数据输入”菜单。
图图像分析程序界面
弹出“数据转换”对话框,选择“转换数据类型”（指转入的图片格式,TIF或JPEG
。
图数据转换对话框
点击“添加文件”按钮,选择要转换的图片文件,并点击“转换”按钮,开始图片格式转换。
图图片数据转换
提示“操作成功完成”,图片已转换为MapGIS的*.MSI图像格式,生成MSI文件与原图片文件同名,并放置在同一目录下（如转换失败可在图像处理软件中将图片另存为其他格式重试,如PhotoShop、ACDSee等。
3.栅格地图校正
1打开栅格地图
在“图像分析”程序中选择“文件”下“打开影像”菜单,打开转换的MSI栅格地图。
图打开栅格地图
2打开参照文件
在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“打开参照文件”下的“参照点文件”、“参照线文件”、
“参照区文件”菜单,打开生成的标准图框文件。
图打开标准图框参照文件
3删除默认控制点
在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“删除所有控制点”菜单,
删除默认的控制点。
图删除默认控制点
4添加控制点
在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“控制点浏览”菜单,设置当前为控制点浏览状态。
在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“校正参数”菜单,设置“多项式次数”为“一次多项式”
。
图校正参数对话框
查找栅格地图和参照标准图框中的对应点（如四个角点、公里网交叉点,选择“镶嵌融合”下的“添加控制点”菜单,点击对应点后按空格键添加控制点。
图添加控制点
逐个添加控制点,通常不少于4个点,全部控制点配准完毕,残差不能超过1。
在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“校正预览”菜单,进入校正预览状态（注意只有在该状态下才能进行图像校正。
图栅格地图校正预览
5栅格地图校正
在“图像分析”程序中选择“镶嵌融合”下的“影像精校正”菜单,保存校正后的影像名称与图幅编号一致,如H4916
。
图保存校正影像
在接下来弹出的“变换参数设置”对话框中,点击“确定”按钮,开始栅格地图校正。
图变换参数设置对话框
校正完毕,在目录下检查文件是否存在,并用“图像分析”程序打开校正后的新的影像数据,检查其是否正确。
第二步交互矢量化
地图矢量化就是把读入的栅格数据通过交互矢量转换成矢量数据（MAPGIS格式。
它是地理
信息系统的主要功能之一,很多实际应用都是在矢量化的基础上进行的。
矢量化数据成果的好坏直接影响到后续工作（如制作各类专题地图的准确性。
所以我们必须从开始就要把基础打好,以保证地图的质量。
1.读图分层
在进行矢量化之前,应该认真读图,主要包含两方面的信息:
一是图幅信息;二是图层分类信息。
所谓读图分层,就是整理归类出图中用到的各类图元的参数和属性,并以此为基础划分图层。
并确定各类图元所使用图形参数和各图层文件所采用的属性结构（除默认属性外,高程点图层添加height短整形属性字段,其他图层添加name字符型属性字段。
各种地图要素的处理原则如下。
①除等高线外,底图上的原始信息均要求矢量化,有条件的组也可以矢量化该图层②点或单个符号对象用点表示
③各种线状对象（包括实线、虚线、点划线、双线等用线表示
④各种面状对象（包括有颜色的面、无颜色但表对象分布的面用面表示,面的边界无需单独线表示（地图整饰时可用弧段转线生成该线图层,两个面的边界线需完全重合;⑤底图内图轮廓线以内的地图要素注记一般作为某图元的属性记录（可能是名称或某个属性的值,地图整饰时可以生成图元的标注
⑥尽量采用与原图一致的符号、字体、颜色、大小等,无一致者采用相近符号。
2.元数据整理
每组的矢量化文件目录用图幅编号命名,如H4916等。
所有的矢量化文件（工程文件和图层文件和原始图片、校正后影像放置在同一目录下（其他冗余文件请删除,尤其是系统生成的*.w?
~临时文件,并在该目录下新建一个文本文件“readme.txt”,文本文件内容如下:
3.新建工程
1启动输入编辑程序
启动“图形处理”子系统中的“输入编辑”程序,如下图所示
图启动输入编辑程序
2新建工程
在打开“输入编辑”程序后弹出的“MAPGIS”编辑器对话框中,选择“新建工程”,点击“确定”按钮。
图新建工程
在弹出的“设置工程的地图参数”对话框中,点击“从文件导入”按钮,选择标准图框文件
（点、线、区均可导入其地图参数到工程中,则对话框中显示的是当前工程的地图参数。
图设置工程的地图参数对话框
点击“确定”按钮后,则新建工程成功。
3加载底图及标准图框
在“工程文件”视图中点击鼠标右键,弹出右键菜单,选择“添加项目”菜单。
图添加项目
在弹出的“MAPGIS打开文件”对话框中,可以添加图形文件和图像文件,为避免文件互相压盖调整文件顺序（从上到下顺序为:
图像文件、区文件、线文件、点文件
。
图MAPGIS打开文件对话框
加载底图和图框文件成功后,在数据视图点击鼠标右键,选择“复位窗口”菜单整图浏览。
图复位窗口
整图浏览效果如下:
图整图浏览
关闭“输入编辑”程序,并保存工程文件名为图幅编号,如H4916等。
下次直接打开该工
程文件即可。
图保存工程
4.新建点、线、区图层
1新建图层
在“工程文件”视图中点击鼠标右键,弹出右键菜单,选择“新建点”、“新建线”、“新建区”菜单,新建各类图层。
图
新建项目
图输入新建项目文件名对话框
2修改属性结构
修改点、线、区属性结构前,要先将其设置为当前编辑状态（工程只能有一个当前编辑的点、线、区文件,为能够更清晰地显示底图,可以将图框文件关闭。
图设置工程图层状态
选择“点编辑”下“编辑点属性结构”菜单。
图编辑点属性结构
选择“线编辑”下“参数编辑”下的“编辑线属性结构”菜单。
图编辑线属性结构
选择“区编辑”下“修改属性”下的“编辑区属性结构”菜单。
图编辑区属性结构
在弹出的“编辑属性结构”对话框中,设置开始空白行字段名称,选择字段类型、设置字段
长度,并将光标跳到下一行,点击“OK
”菜单,编辑属性结构成功。
图
编辑点属性结构对话框
图
编辑线属性结构对话框
图编辑区属性结构对话框
在网图层文件中添加点、线、区的时候,图层文件要处于“当前编辑”状态（注意当前编辑与编辑有差别
。
图四种操作状态（从上到下依次为:
关闭、打开、编辑、当前编辑
关闭的文件不能显示、查询、编辑、添加;打开的文件能显示,但不能查询、编辑、添加;编辑的文件能够显示、查询、编辑,但不能添加;当前编辑的文件显示、查询、编辑、添加均可。
矢量化过程中要用到MapGIS的一些功能键分别为:
F5键（放大屏幕:
以当前光标为中心放大屏幕内容。
F6键（移动屏幕:
以当前光标为中心移动屏幕。
F7键（缩小屏幕:
以当前光标为中心缩小屏幕内容。
5.点交互矢量化
选择“点编辑”下的“输入点图元”菜单。
图输入点图元
在弹出的“输入点图形”对话框中,设置输入类型为子图,并点击“子图号”按钮,选择合适的子图;点击“子图颜色”按钮,选择合适的子图颜色;并设置“子图高度”、“子图宽度”等;推荐选择“即时属性输入”选项。
图输入点图形对话框
在地图视图内点击鼠标左键添加点,并输入属性,点击“Yes
”按钮输入一个点。
图即时输入点属性
6.线交互矢量化
在线矢量化及区的弧段矢量化过程中要用到MapGIS的一些功能键分别为:
F4键（高程递加:
这个功能是供进行高程线矢量化时,为各条线的高程属性进行赋值时使用的。
在设置了高程矢量化参数后,每按一次F4键,当前高程值就递加一个增量。
F8键（加点:
用来控制在矢量跟踪过程中需要加点的操作。
按一次F8键,就在当前光标处加一点。
F9键（退点:
用来控制在矢量跟踪过程中需要退点的操作,每按一次F9键,就退一点。
有时在手动跟踪过程中,由于注释等的影响,使跟踪发生错误,这时通过按F9键,进行退点操作,消去跟踪错误的点,再通过手动加点跟踪,即可解决。
F11键（改向:
用来控制在矢量跟踪过程中改变跟踪方向的操作。
按一次F11键,就转到矢量线的另一端进行跟踪。
F12键（抓线头:
在矢量化一条线开始或结束时,可用F12功能键来捕捉需相连接的线头。
选择“线编辑”下的“输入线”下的“输入线”菜单。
图输入线
1输入单线
在弹出的“MAPCAD/MAPGIS造线信息”对话框中,选择“线性”为“折线”,并选中“即时输入属性”选项。
图MAPCAD/MAPGIS造线信息对话框-折线
在地图视图上通过鼠标输入折线（右键结束
并即时输入属性。
2输入双线
在弹出的“MAPCAD/MAPGIS造线信息”对话框中,选择“线性”为“双线”,并选中“即时输入属性”选项。
图MAPCAD/MAPGIS造线信息对话框-双线在弹出的“双线参数设置”对话框中,输入“双线距离”。
图双线参数设置对话框
在地图视图上通过鼠标输入双线,并即时输入属性。
图输入双线及其属性
选择双线中开口的一条,输入第二条线。
图输入道路双线
输入双线后的效果图,如下:
图道路双线效果图
7.区交互矢量化
在MAPGIS下为显示效率,在正常浏览情况下只能显示线和区的颜色,不能显示线的线型和区的图案,可以通过设置“还原显示”显示这些信息,选择“设置”下的“参数设置”菜单。
图参数设置
在弹出的“MAPCAD/MAPGIS选择信息”对话框中,选中“还原显示”选项,就可以显示线的线型和区的图案（如果需要显示区的弧段,也可以选中“弧段可见”选项
。
图MAPCAD/MAPGIS选择信息对话框
1简单区矢量化
选择“区编辑”下的“输入弧段”菜单。
图输入弧段
在弹出的“MAPCAD/MAPGIS造弧段信息”对话框中,选择“线性”为“折线”,并取消
选中“即时输入属性”选项。
图MAPCAD/MAPGIS造弧段信息对话框
在地图视图上通过鼠标输入弧段（CTRL+右键封闭弧段并结束
。
图封闭弧段
选择“区编辑”下的“区编辑”下的“输入区”菜单。
图输入区
在弧段封闭区域内,鼠标左键单击,弹出区参数输入对话框,选择“填充颜色”、“填充图案”、“图案颜色”;并填写“图案高度”和“图案宽度”
并点击“确定”按钮。
图区参数输入对话跨框
选择“区编辑”下的“修改属性”下的“修改区属性”菜单。
图修改区属性
点击新输入的区,修改其属性。
图区属性编辑对话框
2复杂区矢量化
新建构成区边界的线图层、并交互输入折线,注意图幅边界处的弧段可稍稍超过内图框
。
图输入复杂区边界折线
选择“其他”下的“选择”菜单。
图选择图元
选择内图框线,然后选择“其它”下的“拷贝”菜单,关闭图框线文件,将区边界线文件设置为当前编辑状态,选择“其它”下的“粘贴”菜单,将内图框线粘贴到边界线工作区。
选择“其他”下的“自动剪断线”菜单,剪断相交的线。
图自动剪断线
并选择“线编辑”下的“删除线”菜单,删除不需要的线。
图整理区边界线
对有些应该相交而没有相交的线,可通过“线编辑”下的“延长缩短线”下的“延长线”菜
单,延长线并反复执行自动剪断线操作。
图延长线
在进行剪断线及拓扑错误检查时,选择“设置”下的“置系统参数”,在弹出的“设置系统参数”对话框中将“结点/裁剪搜索半径”设置为“1e-9”
。
图设置系统参数对话框
可以反复使用“线结点平差”、“延长线”、“剪断线”等操作修改区边界线,直至无误为止。
选择“检查”下的“线拓扑错误检查”菜单。
图线拓扑错误检查
修改“拓扑错误信息”对话框中的每个错误,反复使用“检查”下“线拓扑错误检查”菜单,
直至无拓扑错误为止。
图线拓扑错误信息检查
将区图层设置为当前编辑状态,并将除区边界的其他线图层设置为打开或关闭状态,选择
“区编辑”下的“线工作区提取弧段”菜单。
图线工作区提取弧段
然后,拉框选择输入的区边界,区边界变为亮黄色,关闭区边界线图层文件,在区文件中查看弧段。
图提取区边界线到区图层的弧段
执行“检查”下的“区拓扑错误检查”
检查无误后,选择“其它”下的“拓扑重建”菜单。
图拓扑重建
拓扑重建的效果如下:
图拓扑重建效果图
选择“区编辑”下的“区编辑”下的“删除区”菜单,删除区中的“洞”
。
图
删除区
图删除“洞”后的区
对一些需要分割的区,先选择“区编辑”下的“输入弧段”菜单,输入区的分割线。
然后选
择“区编辑”下的“区编辑”下的“分割区”菜单,用鼠标选择分割线,将区分为两半。
图分割区效果
选择“区编辑”下的“修改属性”下的“修改区属性”菜单,依次输入各个区的属性。
图依次修改区属性
8.精度与质量要求
对矢量化后的图层文件精度和质量控制要求如下:
①保留原图完整信息,不遗漏、丢失,无错误;
②按要求进行分层、分类;
③对象位置偏差不超过1~2个像元;
④对象连接、转折、穿越等逻辑关系正确;
⑤地图符号合适;
⑥有必要的属性。
在矢量化过程中,要求填写工作日志表及自（互检表,每个图层文件要求制图人自检、组内成员互检,并由组长签字确认。
每人填写一张“张三地图矢量化工作日志表”、每个图层文件包含“**图层自检表”和“**图层互检表”两张表,表格word电子文档存储在矢量化图幅目录内,并以组为单位将所有表格打印装订后上交。
表格式如下所示。
数据采集人:
完成时间:
年月日
表1-2（图层自（互检表
组长签名:
日期:
年月日第三步地图整饰
1.统改图元图形参数
对不符合图面表示的图元的图形参数可以采用“统改参数”菜单功能,修改所有图元的图形参数。
图统改区参数
在弹出的“MAPCAD/MAPGIS参数替换”对话框中可以根据替换条件（如不选择,则默认替换全部图元
替换图形参数。
图MAPCAD/MAPGIS区参数替换对话框
统改区参数效果如下。
升级会员 