基于MapGIS的林业地理信息栅格图像数据矢量化方法.pdf

第 卷 第 期 年 月林 业 调 查 规 划 :/基于 的林业地理信息栅格图像数据矢量化方法陈和彦张礼娜巫金明(.云南省临沧澜沧江省级自然保护区云县管护分局云南 云县.云县地方产业发展服务中心云南 云县)摘要:在林业工作中进行制图、评价和决策分析时矢量数据是必不可少的数据源但有时获得矢量数据必须从纸质介质上获得 通过扫描纸质图件获得软件可以识别、处理的栅格图像数据使用 矢量化功能结合使用 软件进行数据处理可以方便、快捷和准确地获得矢量化数据 文章对这一过程进行了分析和论述关键词:矢量化林业制图纸质图栅格图像数据中图分类号:文献标识码:文章编号:()引文格式:陈和彦张礼娜巫金明 基于 的林业地理信息栅格图像数据矢量化方法 林业调查规划():/.():/(.):.:技术在林业工作中得到了广泛应用目前主要是用于进行林草资源监测、规划设计、制图和决策分析等 当前主流 软件主要有美国 公司的 和国产的 虽然 软件功能强大但某些功能模块未必符合国内的应用标准和习惯而 软件设计与应用标准和习惯符合国内各行业要求值得推广应用 软件平台下的应用 是中国地质大学开发的通用的工具型地理信息系统软件其可以对空间数据进行采集、存储、检索、分析和图形显示可以制作出具有出版精收稿日期:修回日期:第一作者:陈和彦()男云南云县人高级工程师 主要从事森林资源管理工作 责任作者:巫金明()男云南云县人高级工程师 主要从事农林资源产业发展服务工作 林 业 调 查 规 划度的、十分复杂的地形图和地质图等各类专题地图它的功能设计符合中国地图制图工艺能够正确处理地图要素的压盖避让以及河流线的渐变可以方便地进行地图文字排版注释能够自动生成标准的图框进行各种地理坐标的变换方便设计、定义线型、图符填充花纹和色谱用户可以“所见即所得”的方式向各种不同的图形设备输出图形当前林业领域主要是运用 软件进行森林资源调查和管理具体包括各种森林类型面积和蓄积的统计、分析、查询、数据更新、动态监测、林业规划和森林经营管理等 在进行规划设计、制图和决策分析等工作时矢量数据是必不可少的比如地形图、林相图、土壤分布图、降雨量分布图等的矢量数据 有时候矢量数据必须从纸质介质上获得 本文以 为例阐述利用其交互式矢量化功能获得矢量化数据的技术路径 数据矢量化步骤应用 软件进行矢量化首先要对图件进行扫描生成计算机可处理的栅格图像(、等格式文件)继而进行校正图像数据预处理、按图件的内容建立系统库(符号库、线型库、颜色库)、创建图例板、新建工程文件和读图分层等工作之后进行矢量化 基本步骤如图 所示图 数据矢量化流程 矢量化准备 图件扫描和处理设置扫描仪各项参数对图件进行扫描以保证获得高质量的数据 分辨率的设置以不低于 为准 扫描后应用 进行旋正、色彩等处理使扫描图像有利于图元辨识和矢量化 图像校正由于图像介质存放不当或扫描操作时人为原因导致扫描图像变形、所需图件投影坐标与图像介质投影坐标不同而产生误差致使图像文件变形、图块位置错误与相邻图幅不能拼接入库 所以对扫描后的图像文件必须进行误差校正 软件的图像处理系统可以接收多源的、常用的图像文件格式(等)这些文件可以被 软件多源图像处理分析系统处理转换为专用文件类型()图像文件校正未经校正的图件不具有地理空间位置坐标不能与带有空间信息的标准图框(或自定义图框)套合同时可能存在源误差 图像文件的校正实际上就是对图像文件坐标系的配准使图件具有地理空间信息 在此基础上矢量化输入的矢量数据也同时具有相同的地理空间信息 对 图件校正是使用图像镶嵌融合的“(数字栅格地图)生产”功能对 图像进行高精度校正、镶嵌配准 校正质量检查和评估校正图像的质量检查和评估工作是指检查图像校正生成的 数据配准质量 有两种方法可以选择:一种是在图像处理子系统的图像分析功能菜单下打开 图像文件点击“生产”菜单下的“生成质量评估文件”在弹出的对话框里输入图幅信息后定位 图像的 个内图廓点点击“生成质量评估报告”即可生成图像校正的质量评估文件(评估文件中的各项差值计算系统自动转换为实际大地坐标单位为米)根据设定的校正质量要求查看校正文件质量是否符合要求 另一种是用生成理论坐标网与实际图上的坐标网进行套合比较检验坐标网格精度是否在规定的限差之内 进行套合检查时在图像处理子系统的图像分析功能菜单下打开 图像文件在“镶嵌融合”菜单下点击“自动生成图框”在弹出的对话框里输入图幅信息和设置完相关参数后在“镶嵌融合”菜单下点击“校正预览”在校正显示窗口可以看到校正生成的 与标准图框套合的情况判断生成的 数据质量 建立图例板在矢量化前建立图例板是一个容易被忽视的重点步骤 图例板的作用往往容易被忽视不重视此步骤带来的麻烦是每次跟踪输入前都要重复设置输第 卷陈和彦等:基于 的林业地理信息栅格图像数据矢量化方法入图元参数致使工作效率低下 建立图例板后输入图元时只需点击图例板上的图元系统便会自动拾取其参数赋予输入图元可以方便地进行矢量化 交互式矢量化方法 提供了两种矢量化方式一种是自动矢量化另一种是交互式矢量化 在图面比较干净、质量较好、专题元素清晰可辨的情况下运用自动矢量化能够取得事倍功半的效果 而在图面比较复杂、图元模糊的情况下使用自动矢量化结果往往达不到要求这时就需要使用交互式矢量化通过人工适时干预才能顺利地完成 在矢量化前先根据需要新建各类图层文件(如等高线层、水系层、道路层、植被层等)处理图层压盖关系通常情况下是点、线、区图层文件由上到下压盖 交互跟踪输入数据在输入系统中载入已经校正、通过质量检查的 数据和已建立的图层文件并且合理设置各图层的压盖避让顺序避免各文件在系统中显示错误使即将输入数据的图层处于当前编辑状态拾取图例板的参数进行手动跟踪图形输入 对点文件的矢量化:在图例板上选择相应点子图(点符号)在图上相应位置点击左键即可输入点 对线文件的矢量化(约占矢量化工作量):在图例板上选择相应线型(线条符号)在需跟踪的线上连续击左键即可输入线 对于区文件的矢量化:需要先对区的边线进行矢量化之后再进行拓扑重建造区 输入数据的处理 图元处理数据输入后要依据原图对输入的数据进行显示一致化处理 对输入的点图元进行符号化显示参数设置 输入的线图元由于没有经过处理线条显得很生硬没有曲线圆滑流畅的美感进而建立的区更是毫无美观可言所以要对线条进行圆滑、抽稀美化处理和线型参数设置以便下一步进行等高线赋值、拓扑检查和建区 在对等高线赋高程值之前应对等高线进行线拓朴错误检查将有自相交、互相交、断点等不符合要求的等高线查出并修正 之后进行线条光滑处理光滑参数输入插密距离为(经验值)然后再进行抽稀抽稀参数输入 (经验值)这时线条就变得圆滑美观了 由于插密了点数据每个线文件经过处理后容量变得比原先的容量增大 若处理了若干个线文件多个的单文件容量变大致使整个工程文件变得很大导致计算机的运算速度大大减慢 有两种方法可以解决这个问题:一是与 相结合通过不同软件的文件格式转换减小文件容量 这是一个极为有效的方法并且图元和属性完全保留不会丢失 它是利用了 文件容量较小的优点通过转换文件格式的方法缩减文件的容量 第二种是运用 输入输出子系统的“其它”菜单的拷贝和粘贴功能把图元拷贝到新建单文件里进行光滑和抽稀处理然后把处理过的图元拷贝回原先的文件里选择数据压缩存盘 拓扑处理拓扑处理是系统自动建立拓扑关系(建区)为了建立拓扑关系要先对线数据进行自动剪断线、清除微短线、清除重叠及自相交、线拓扑检查等预处理操作检查无错误后将线转为弧段 拓扑重建时系统将会对自动建立的区域自动填色之后依据原图对区进行显示参数设置、属性输入和编辑 结 语 软件的交互式矢量化功能使用方便、快捷后期处理成图美观可以在林业 应用工作中发挥强大作用 要做好矢量化工作首先要有很强的责任心和耐心才能克服矢量化工作的枯燥和繁琐其次要具有一定测绘知识及专业地图辩识分析能力 在纸质介质质量不高、图面图元模糊的情况下进行矢量化对图面的地形地貌的走向、图元分布和专题元素的辨识需要运用专业知识进行判读否则无法进行矢量化工作即使是勉强完成也不能达到矢量化的质量要求第三操作人员若具有一定的美术处理能力在后期的图面整饰工作时进行允许范围内的艺术处理所制作的矢量图在符合质量要求的基础上会显得更加美观第四对工作量比较大的图件进行矢量化单靠个人的交互式操作需要较长时间才能完成而且疲劳操作往往会导致工作质量下降如果采用团队分工协作的方式完成速度和质量将更有保障参考文献:吴信才 地理信息系统 北京:电子工业出版社 陈和彦 基于 的云县核桃种植规划方法探讨 林业调查规划():农宏贵 三维图像技术在林业专题图中的应用 林业调查规划():责任编辑:刘平书第 期