王鳳娟

（河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450053）

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，MapGis作為我國20世紀(jì)80年代研制出來的地理信息系統(tǒng)，已廣泛地應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘探、資源管理、生態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)、土地管理、環(huán)境地質(zhì)、災(zāi)害預(yù)測(cè)、城市建設(shè)、地下管網(wǎng)等方面和領(lǐng)域，為信息管理部門、資源勘探部門以及管理決策部門提供了先進(jìn)的信息處理、數(shù)字產(chǎn)品制作及分析查詢等技術(shù)支撐作用[1]。

1 MapGis的特點(diǎn)

MapGis主要特點(diǎn)是：一是在結(jié)構(gòu)上該系統(tǒng)采用了矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)的混合結(jié)構(gòu)，并完善了國內(nèi)外大多數(shù)GIS軟件系統(tǒng)所采用單一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或側(cè)重某一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的局限性，以滿足不同問題對(duì)矢量、柵格數(shù)據(jù)的不同需求，而且兩種數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的信息可以有效方便地互相轉(zhuǎn)換和準(zhǔn)確套合；二是在應(yīng)用上該系統(tǒng)分為輸入、編輯、庫管理、空間分析和輸出五大部分組成，各大部分的功能特點(diǎn)如下：

（1）輸入手段。具有掃描儀輸入、數(shù)字化儀輸入、GIS輸入等功能，也可接受DBASE、FOXBASE等數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，并且具有完備的錯(cuò)誤、誤差等校正方法。

（2）編輯功能。具有直觀實(shí)用的屬性動(dòng)態(tài)定義編輯功能和多媒體數(shù)據(jù)，具多重?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的屬性管理能力。

（3）地圖庫管理。具有較強(qiáng)的地圖拼接、管理、顯示、漫游和靈活方便的跨圖幅檢索能力，可管理達(dá)數(shù)千幅地圖。

（4）空間分析。具有功能齊全，性能良好，并且具有拓?fù)淇臻g查詢和三維實(shí)體疊加的分析能力。

（5）輸出功能，具有齊全的外設(shè)驅(qū)動(dòng)能力和國際標(biāo)準(zhǔn)頁面描述語言的Postscript接口，可輸出符合任何公開出版質(zhì)量要求的數(shù)字化產(chǎn)品圖件，并具有能自定義的靈活性報(bào)表輸出功能。

2 MapGis在數(shù)字制圖方面的應(yīng)用

2.1 數(shù)字化制圖方法

MapGis作為國產(chǎn)化專業(yè)性軟件，在數(shù)字化制圖方面具有很強(qiáng)的實(shí)用性，尤其以制作數(shù)字化產(chǎn)品見長。其制圖方法主要采用MapGis的數(shù)據(jù)數(shù)字化輸入系統(tǒng)或智能掃描矢量化子系統(tǒng)來建立各類圖形數(shù)字化的數(shù)據(jù)庫，數(shù)字化制圖方法過程實(shí)際上是一種將圖形轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)的過程，其制圖方法的基本工作流程如圖1所示。

2.2 數(shù)字化制圖的過程

2.2.1 數(shù)據(jù)獲取及矢量化

MapGis矢量圖形數(shù)據(jù)的獲取包括：點(diǎn)圖元數(shù)據(jù)、線圖元數(shù)據(jù)、面圖元數(shù)據(jù)，保存這些數(shù)據(jù)形成的文件名分別為：“＊．wt”即點(diǎn)文件、“＊．wl”即線文件、“＊．wp”即面文件。數(shù)據(jù)獲取的方法一般有三種。

（1）數(shù)字化儀輸入法：即采用數(shù)字化儀人工手扶游標(biāo)跟蹤，將底圖信息轉(zhuǎn)化為圖形數(shù)據(jù)的方法。一般點(diǎn)圖元的數(shù)字化只采集其控制點(diǎn)；線圖元數(shù)字化只跟蹤其基線；面圖元數(shù)字化是用游標(biāo)跟蹤其區(qū)域輪廓線，然后在“拓?fù)涮幚碜酉到y(tǒng)”或“編輯子系統(tǒng)”的面編輯環(huán)境中，采用自動(dòng)或人工構(gòu)造面元區(qū)域完成選區(qū)。

（2）智能掃描矢量化輸入法：即由智能掃描儀直接掃描原圖（底圖），以柵格形式存儲(chǔ)于圖像文件中（如“＊．tif”等），通過智能化將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)，存入到線文件或點(diǎn)文件中進(jìn)行編輯，最后經(jīng)誤差校正系統(tǒng)將矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差糾正[2]。一般實(shí)現(xiàn)智能掃描矢量化的方法有兩種：非細(xì)化無條件全自動(dòng)矢量化和交互式矢量化。雖然智能掃描矢量化的速度快，但因獲取的數(shù)據(jù)量較大，圖形要素自動(dòng)識(shí)別的困難較多，后期修改編輯的工作量較大。

（3）人工跟蹤矢量化輸入法：這種方法是采用鼠標(biāo)跟蹤，將裝入的柵格圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)并可通過誤差糾正達(dá)到繪圖的要求。它是在“圖形編輯系統(tǒng)”中進(jìn)行的，可借助“圖形編輯系統(tǒng)”的強(qiáng)大編輯功能對(duì)矢量化后的圖形進(jìn)行有效的編輯修改。采用這種方法的步驟及經(jīng)驗(yàn)是：①進(jìn)行子系統(tǒng)設(shè)置，將工作目錄、子圖庫、線型庫選擇好；②將掃描的柵格圖像通過“文件”菜單裝入光柵文件將其打開，并保存為MapGis的內(nèi)部格式文件“＊．rbm”后，再重新裝入進(jìn)行矢量化，這樣可以提高數(shù)據(jù)采集的效率；③設(shè)置當(dāng)前層及編輯屬性，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，也是進(jìn)行點(diǎn)圖元、線圖元、面圖元采集所必須首先要完成的操作；④點(diǎn)圖元和線圖元在采集時(shí)的方法與數(shù)字化儀的方法相似，只不過是把游標(biāo)換成了鼠標(biāo)，用鼠標(biāo)的十字高點(diǎn)對(duì)屏幕上放大的柵格圖像進(jìn)行跟蹤采集。該方法主要在地質(zhì)制圖方面得到普遍使用。

2.2.2 圖層的設(shè)置

圖層是數(shù)字制圖中的一個(gè)重要概念。MapGis在制作數(shù)字地圖過程中也需要建立編輯圖層名，圖層的設(shè)置及使用對(duì)于數(shù)字制圖的編輯具有重要作用。一般數(shù)字化圖的分層如下：等高線、其他地貌符號(hào)第1層；高程第2層；界線第3層；區(qū)類（各類地質(zhì)要素）第4層；依次選擇設(shè)置。

2.2.3 圖形數(shù)據(jù)編輯處理

圖形編輯系統(tǒng)包括點(diǎn)編輯、線編輯、區(qū)編輯及圖層等其他內(nèi)容的編輯。①編輯點(diǎn)、線圖元符號(hào)和子圖庫：根據(jù)編圖要求，可利用MapGis系統(tǒng)服務(wù)庫子系統(tǒng)將圖形的文字、圖形符號(hào)、注記、填充、注記花紋及各種線型等抽取出來，經(jīng)過編輯、修改生成圖庫、填充圖案和矢量字庫，自動(dòng)存放至系統(tǒng)庫中，供編輯制圖時(shí)隨時(shí)調(diào)用。②圖形編輯：圖形編輯是制圖的最重要環(huán)節(jié)，利用圖形編輯子系統(tǒng)可進(jìn)行圖形整飾、編輯修改矢量結(jié)構(gòu)的點(diǎn)、線、區(qū)域邊界，并可自動(dòng)校正拓?fù)潢P(guān)系。同時(shí)利用MapGis軟件提供的2cm標(biāo)準(zhǔn)尺寸的圖框，準(zhǔn)確、方便地補(bǔ)充和修改符號(hào)庫、線型庫、圖案庫等。

2.2.4 數(shù)據(jù)輸出

①圖形輸出：圖形輸出的主要任務(wù)是將已完成數(shù)字地圖的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，進(jìn)一步變成圖形輸出裝置可識(shí)別的信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)圖形輸出裝置產(chǎn)生地圖圖形。MapGis系統(tǒng)通過將點(diǎn)、線、面數(shù)據(jù)文件逐一插入編輯工程文件中，經(jīng)光柵化處理后，形成“＊．nvl”光柵文件，通過繪圖儀直接從計(jì)算機(jī)讀取光柵文件并輸出圖件。②文件輸出：可把圖形數(shù)據(jù)編輯成一個(gè)工程文件，輸出“＊．eps”柵格文件。同時(shí)為了數(shù)據(jù)交換，MapGis還提供了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出等功能。

3 MapGis在地質(zhì)研究中的應(yīng)用

MapGis系統(tǒng)不僅在數(shù)字制圖方面具備完善地?cái)?shù)字化、數(shù)據(jù)庫等功能，而且該系統(tǒng)的空間分析功能和地圖編輯功能已被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)研究工作領(lǐng)域中，其應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

3.1 空間分析功能的應(yīng)用

空間分析功能是MapGis系統(tǒng)中最重要的專業(yè)應(yīng)用性功能之一，它區(qū)別于計(jì)算機(jī)一般性輔助系統(tǒng)。它是將一系列跟空間位置有關(guān)的數(shù)據(jù)（包括空間地理數(shù)據(jù)和地學(xué)專業(yè)屬性數(shù)據(jù)）進(jìn)行空間疊加分析、屬性統(tǒng)計(jì)分析后，從中進(jìn)一步得到有用的信息為結(jié)果。將該系統(tǒng)的應(yīng)用引入到地質(zhì)研究中，不僅為地質(zhì)研究工作開辟了新思路，也為進(jìn)一步擴(kuò)大地質(zhì)研究工作的方法應(yīng)用開拓了新的手段?？臻g分析功能的應(yīng)用，概括地說有如下幾點(diǎn)：①數(shù)據(jù)檢索功能?？梢匀我馓崛∥募谢驍?shù)據(jù)庫中所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索及分析。利用此功能能夠快速地分析并找出有利于成礦的數(shù)據(jù)區(qū)間。②空間疊加分析功能?？梢詫?duì)不同要素（地理要素、地質(zhì)礦產(chǎn)要素）的空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行任意疊加分析，產(chǎn)生出新的空間數(shù)據(jù)。③屬性統(tǒng)計(jì)分析功能?？梢詫?duì)相關(guān)的屬性和數(shù)據(jù)進(jìn)行單屬性或多屬性的統(tǒng)計(jì)分析后，可以得出各種地質(zhì)分析要素之間的定量關(guān)系。④二維模型和三維模型分析功能。對(duì)二維和三維數(shù)據(jù)進(jìn)行模型分析后，可以形象展示出多維數(shù)據(jù)模型所描述的研究體，既地質(zhì)體、礦床等空間形態(tài)的分布特征。

在成礦預(yù)測(cè)研究中，運(yùn)用數(shù)據(jù)檢索功能能夠快速地分析不同成礦地質(zhì)條件因素，并合理找出有利成礦的數(shù)值區(qū)間，用GIS系統(tǒng)預(yù)測(cè)空間數(shù)據(jù)合成，從而確定礦產(chǎn)的空間分布，在圖上得到預(yù)測(cè)區(qū)，每個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)用不同的色塊，表明許多不同條件的重疊情況，含有豐富的信息。

3.2 地圖編輯功能的應(yīng)用

MapGis地圖編輯系統(tǒng)區(qū)別于已往的計(jì)算機(jī)輔助繪圖系統(tǒng)。它不僅為地質(zhì)制圖提供了強(qiáng)有力的工具，而且在進(jìn)一步改善制圖（繪圖）的精度要求，更新圖形內(nèi)容和信息，豐富圖形表現(xiàn)力，實(shí)現(xiàn)圖形綜合應(yīng)用等方面，極大地提高了工作效率。眾所周知，地質(zhì)類圖件是地質(zhì)研究中所不可缺少的一種重要資料和載體，而地質(zhì)圖件的編輯和清繪也是一項(xiàng)很繁瑣的工作，精度上還往往達(dá)不到要求。該系統(tǒng)的利用不僅大大提高了地質(zhì)制圖（繪圖）的工作進(jìn)程，而且可以將野外采集來的大量地質(zhì)信息綜合到一起進(jìn)行任意疊加分析和編輯，豐富了圖形中地質(zhì)信息元素的表現(xiàn)力，還提高了地質(zhì)制圖的精度要求。MapGis的圖形編輯系統(tǒng)為地質(zhì)制圖不僅提供了強(qiáng)有力和快捷方便的制圖工具，而且也豐富和完善了圖形的編輯內(nèi)容及圖形綜合疊加應(yīng)用的功能。例如，我省近幾年完成的1:5萬，1:25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查圖件成果以及大量的地質(zhì)礦產(chǎn)類圖件均已廣泛采用該編輯功能，并得到了很好的應(yīng)用及出版效果。

4 結(jié)論

MapGis系統(tǒng)色彩豐富，分圖層管理，制圖精度高。功能強(qiáng)大，各種模型文件均能實(shí)現(xiàn)互換，還可以進(jìn)行空間分析、二維及三維實(shí)體疊加分析、GRD和TIN模型分析及統(tǒng)計(jì)匯總等功能，是地質(zhì)制圖及地質(zhì)研究中較為理想的軟件系統(tǒng)，筆者在近幾年應(yīng)用中有如下體會(huì)。

（1）誤差校正功能為獲取的數(shù)據(jù)提供了更為便利的圖形糾正方法，使數(shù)字地圖的制圖精度滿足實(shí)際要求。

（2）圖形編輯系統(tǒng)提供了較全面的制圖功能，制作的圖形更加美觀。豐富的符號(hào)、線型、填充圖案、顏色，可隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充修改，使用方便；線轉(zhuǎn)弧段的功能，提高了人工拓?fù)涞墓ぷ餍?；弧段轉(zhuǎn)線的功能，可對(duì)不慎破壞的線文件進(jìn)行修復(fù)，把數(shù)據(jù)的損失程度減少到了最小；點(diǎn)、線、面編輯中的“透明輸出”的設(shè)置為圖形在輸出時(shí)具有了靈活性特點(diǎn)；并提供了常見GIS（如Ar-cgis、Arc/Info、mapInfo、AutoCad等）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，并方便與其它GIS系統(tǒng)建立了數(shù)據(jù)銜接關(guān)系；進(jìn)一步提高了數(shù)字制圖工作效率及質(zhì)量。

（3）MapGis的實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)、應(yīng)用面廣。尤其是MapGis在礦床建模中的應(yīng)用，在多元信息預(yù)測(cè)研究中的應(yīng)用等方面，進(jìn)一步拓寬地質(zhì)研究工作的思路和方法。對(duì)促進(jìn)地質(zhì)研究工作的發(fā)展，提高M(jìn)apGis在地質(zhì)研究工作中的推廣和應(yīng)用，提高和擴(kuò)大找礦工作效率將具有現(xiàn)實(shí)的實(shí)際意義，是一筆寶貴的技術(shù)“財(cái)富”。