水文地质

水文地质图数字制图的工作方法

  资料准备
  根据提供的原始图鉴(或编稿原图),全面收集有关资料(包括图形报告、数据、记录本等),以保证对专业图形的充分理解。根据图面的要求确定统一的花纹符号、线型、颜色等。在数字化开始之前,也应准备相应的工作日志记录表、质量检查记录表;同时根据图件的特点、工作量,也可编制相应的数字化作业指导书,以规范和统一数字化工作。
  资料准备的重点是图件的预处理。图件预处理就是在全面收集资料的基础上,对资料进行系统的分析研究、综合整理及筛选等,以加速图形的录入速度,提高图形录入的精度和准确度。
  在图件好的情况下,可以直接进行图形扫描矢量化;若图件不清晰或图面较乱时可将图形分层转绘到不易变形的聚酯薄膜上。为减少各层之间拼接时出现的误差,同时又能满足图形数字化时的清晰度要求,可参照以下说明进行分层清绘。
  自由生成ID号:以特定图素作为连接关键字的,可将多边形图层绘制在~张图上,一次性生成。
  按图面预编ID号:为有利于分层编码和图形数字化,可用透明纸分别将不同专题数据类描绘下来,将各图层图素的图元编号(ID号)标注在上面,并作为图形数字化时图元编号(ID号)录入的依据;也可将原图复印分层编码。
  在描绘的透明图上,标制出线要素数字化的路线;对于多边形要素要标出弧段起始位置,确保多边形封闭。
  为保证图件精度,每张清绘图件上至少要有10-13个控制点,即4个图幅角点和6-9个分布均匀的方格网交点,最好全部选择方格网交点。
  对于原图以虚线表示的内容,清绘时可用实线表示,以利于矢量化。

  图件扫描
  为确保数据精度,一般有条件的情况下要求采用扫描矢量化,而不采用数字化仪矢量化。图件扫描可采用彩色扫描,也可采用黑白扫描;彩色扫描分辨率必须在150dpi以上,而黑白扫描分辨率必须在300dpi以上。
  扫描图件要进行精度检查。如果扫描精度超差,则要进行重新扫描。

  图形矢量化
  图形数字化是利用输入设备和计算机系统将图形信息数据化,转变成按一定的数据结构及类型组成的数字化图形,从而进行数字制图及建立空间数据库系统,以便地理信息系统综合分析应用的过程。
  扫描图件后,按实体要素进行矢量化,一般采用自动矢量或交互矢量。矢量化软件可采用VpMax,VpStutio,MapGIS等,矢量化方式采用中心线跟踪矢量化。
  采集校正控制点,并确保校正控制点在13个点以上。除四个角点以外,其余各控制校正点要均匀分布在图内各方格网的交会点上。

  图形数字化
  其基本要求和原则包括以下几个方面。
  1)图形数字化的数学基础。图形数字化的投影采用原图的投影方式,其精度要求接国家有关标准执行。
  2)图形数字化的参数。图形数字化时所用到的线型、花纹、色标、符号、图例等,无明确规定姐均按原图进行。
  3)图层数字化录入的顺序。图形数字化既不能丢失也不难重复录入图形要素。当一个图层利用另外一个图层中的内容时,利用拷贝的方式将其从另一个图层拷贝到当前图层中来,不能重复录入。必须严格按一定的顺序对图层进行数字化录入。对其他图层不出现重复利用图形要素的现象,按图件不同的要素分层进行数字化录入即可。

  全自动矢量化
  一般是对图面较清晰、简单的图形直接采用矢量化软件进行全自动矢量化生成数据文件。半自动和交互式跟踪矢量化则是对图件质量不太好的扫描图像,直接在软件系统中部分自动矢量化、部分交互式跟踪或全部交互式跟踪矢量化,最终形成数据文件。
  其主要内容及步骤:
  1)控制点矢量化。设置图层和点参数,点参数设置为黑色十字符号,依据栅格文件上的控制点位置录入控制点,形成实际数据的控制点文件。
  2)点要素矢量化。设置当前图层点参数,装入栅格数据文件,依据栅格文件上的点的位置进行录入,同时编辑点要素的图元编号(ID号)。
  3)线要素矢量化。设置当前图层线参数,装入栅数据文件,依据原图上标注的图元编号(ID号)顺序,逐条在栅格文件上按其方向进行跟踪矢量化,同时编辑线要素的图元编号(ID号)。
  4)注释的录入。可以依据栅格文件上的注释位置直接录入,也可在完成点线矢量化后在矢量图形文件上录入,点属性中包含注释内容的可以通过属性转换形成注释。
  5)在矢量化需要添加其他图层要素的图层时,先将要添加要素的图层全部拷贝到当前图层上来,改变其颜色备用。在矢量化当前图层图元要素时,遇到需要添加其他图层要素时,将其颜色改变为当前图层的颜色并修改其图元编号(ID号),全部完成后将不要的图素删掉。另外,也可以将同一张图件的内容录入到一起进行编辑修改,然后利用图层操作,将不同图层的内容挑出来形成单独的图层文件。
  在进行分层处理前,需严格进行图面检查;发现遗漏或错误要补充、修改完成后再进行分层处理;图层所使用的公共线,要使用建立区以后的弧段。

  图形编辑修改
  图形编辑是对点、线、多边形等图形要素的空间数据和图形的属性进行编辑修改。为确保所建空间数据库的质量,必须遵循如下原则:图层中没有遗和多余的数据;该连的线必须相连,该断的线必须断开,确保没有打结现象;所有的多边形必须封闭;在进行图形分层处理前,建立点、线、多边形的拓扑关系;没有超出相关比例尺图件编绘标准的图形误差,特别是空间误差。
  1)点要素编辑。点要素的编辑主要是检查点要素的图层、参数、空间位置是否正确,点要素的图元个数是否正确,并针对不同的问题利用编辑系统中的拷贝、删除、移动、修改参数等功能进行修改,直到准确无误。
  2)线要素编辑。线要素的编辑是图形编辑的重点。线要素图形数据的空间位置的精确度、线与线连结的好坏、线与线形成的多边形能否封闭,以及图层、参数、圆滑等的正确性,都直接影响拓扑关系的建立和地理信息系统的使用。
  ①检查有否漏掉或多余的数据,利用编辑系统中线编辑的输入线、删除线、编辑属性等功能进行编辑修改。②修改数字化错误的线,包括参数、图层、接头、方向等。
  ③进行线的自动结点平差,确保所连结的线头能准确无误地连结在一起;结点平差的参数选择要合理,符合精度要求。④建立拓扑关系,形成多边形。检查、识别错误,返回以上几步修改错误,直到无任何差错为止。最终再进行一次拓扑处理。
  3)多边形要素编辑。①拓扑处理后形成的多边形要对照原图上标注的图元编号(ID号)进行修改。②修改多边形参数、图层,依据标准编辑多边形颜色和花纹。多边形要素的图形数据要进行严格的检查。此类数据质量的好坏,直接影响到整体图形数据的质量。4在线实体中与多边形公用图元的,要使用建立拓扑正确的多边形弧段。
  4)图形校正。在图形数字化的过程中,由于操作的误差、扫描仪精度、原图图纸变形等因素,会使输入的图形与理论上的图形位置有一定的误差;如经编辑修改仍难达到要求,则必须经过误差校正,消除误差,使其满足精度要求。①利用软件生成标准的理论图框。②通过采集的控制校正点,利用系统的误差校正功能进行校正。

  图面检查
  图面检查是保证数字化工作质量的重要程序之一。不可在大部工作完成之后再输出图件进行检查,一般在图件的所有图元输入和拓扑建立完成后即开始图面检查。主要方法是对编辑的图形喷出全要素图进行图面检查,主要检查是否丢失图元和内容,要确保与原图完全一致才能转入下一道工序;否则要进行修补。图面检查也可以利用图形软件的放大浏览功能,将图形在显示状态下放大到一定的比例逐片进行检查。图面检查工作,要有严格的工作日志记录和修改记录,建立完整的质量保证体系。

  图面整饰输出
  图面整饰主要是指在软件系统中对出图的整饰。图面整饰部分的内容,原则上要与图面的内容分别存放,整饰部分的内容也可分为图内整饰部分和图外整饰部分。图面整饰图层要根据原图内容,按相关的出版格式和要求进行整饰。

  空间数据库建立
  对于需要建立空间数据库的,应该严格按照相应的标准建立。目前建立空间数据库的标准或规定有:《地质图空间数据库建设工作指南》、《区域水文地质图空间数据库图层及属性文件格式标准》等。在此类标准或指南中,对空间数据库建设的分层、属性数据库的建设以及相关的工作流程均有比较明确的定义。