mapgis数字化采集规程.docx
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mapgis数字化采集规程
南水北调中线工程带状地形图
数字化采集规程
2002年10月29日
南水北调中线工程带状地形图
数字化采集规程
1．任务和目的
将南水北调中线工程河北段主干线上1：
5000比例尺带状地形图约320幅，进行数字化采集，生产数字线划图（DLG），在此基础上经编辑整理，建立南水北调中线工程（带状）地形数据库，和生产数字高程模型（DEM）,为南水北调工程建设管理系统建设做数据库准备。
1．1作业技术依据
1、《1：
5000、1：
10000地形图图式》，GB/T5791-93，以下简称“《图式》”；
2、《南水北调中线工程总干渠河北段工程测绘技术总结》；
3、《1：
5000、1：
10000、1：
25000、1：
50000、1：
100000地形图要素分类与代码》，GB14804-93以下简称“《分类代码》”；
4、《1：
5000地理信息特征要素编码分类方案》。
1．2已有资料的搜集、分析和利用
1、南水北调中线工程河北段主干线1:
5000地形平面图共320幅，幅面为40cm*50cm，为聚脂薄膜图1991年成图，数据中矢量部分的中误差精度应达到：
平地、丘陵地：
0.1mm，约合5米。
山地:
0.1mm，约合5米。
最大限值为中误差的3倍。
其中高程的信息为：
基本等高距：
山地、高山地为1米；丘陵地1米；平地0.5米。
高程为1985年基准高程
格网线为0.5km*0.5km
数据分幅按照40cm*50cm矩形自由分幅，个别图幅面积较小时，按破图廓处理；图幅编号采用图廓西南角坐标，不取注图名。
南水北调中线工程河北段主干线位于太行山东，山前地区，多为冲击扇及丘陵地貌。
总长400多公里。
南水北调中线工程测区为南北长条形分布。
1．3数学基础设计
1:
5000比例尺基础地理信息数据中，矢量格式采用ARC/INFO数据格式。
数据投影为高斯-克吕格投影，按3°分带。
平面坐标基准采用1954年北京坐标系，大地坐标与地理坐标同时入库。
数据高程基准采用1985年国家高程基准。
地形图分别按所在的投影区域成图。
在地形图数字化和数据入库作业中，第一坐标系采用原地形图坐标系。
为便于数据入库、图形拼接、无缝漫游，第二坐标系中央子午线统一设定为114°。
利用ARC/INFO的ARCGIS模块，设置数学基础：
坐标系统：
TransverseMercator
Beijing1954
Krassovsky椭球参数
工作单位：
主单位m子单位cm
分辨率：
100cmperm
54系经纬度到54系高斯投影坐标转换（投影转换示例一）（投影文件如下：
）
INPUT
PROJECTIONGEOGRAPHIC
SPHEROIDKRASOVSKY
UNITSDD
PARAMETERS
OUTPUT
PROJECTIONTRANSVERS
SPHEROIDKRASOVSKY
UNITSMETERS
PARAMETERS
1.0
中央经线（11700）
000
500000
0
END
54系到54系高斯投影坐标换带投影（投影转换示例二）
INPUT
PROJECTIONTRANSVERS
SPHEROIDKRASOVSKY
UNITSMETERS
PARAMETERS
1.0
中央经线（11400）
000
500000
0
OUTPUT
PROJECTIONTRANSVERS
SPHEROIDKRASOVSKY
UNITSMETERS
PARAMETERS
1.0
邻带中央经线（11700）
000
500000
0
END
1．3地理信息特征要素分层编码方案（编码方案参见地形图要素分类与代码编码方案）
考虑到地形图制图的要求，在进行矢量化时采用尽量满足制图需求，和在符合制图需求的基础上，分离地形数据制作数字高程模型数据库。
因此数据分层采用两个方案：
制图数据分层方案、数字高程模型地形数据分层方案。
注记层由相应的线、多边形文件从数据库中直接生成
制图数据分层表
层名
数据内容
属性项
RJMD.WP
居民地
RJTX.WP
双线公路等
RSHX.WP
面状水系（双线河、湖泊、坑塘、水库等）
RQT.WP
其他面状要素（各种其它地类）
LDGX.WL
等高线（首曲线、计曲线、间曲线、示坡线）为做DEM使用
LPDGX.WL
等高线（首曲线、计曲线、间曲线、示坡线）出图需要
LDXX.WL
各种地性线（冲沟、陡崖（陡坎）、山脊、山谷线、深坑、土堆、崩崖、不成面状斜坡等）
LJTX.WL
单线铁路、单线公路、机耕路、农路、小路、单线街道等道路
LSHX.WL
线状水系（单线河、单线渠等）
LQTXZDW.WL
其它线状地物（电力线、电话线、人工建筑、水工建筑、单线道路的桥、示坡线短线、铁丝网、）
LXZHJ.WL
行政界线（省界、县界、乡界、村界等）
LDLJ.WL
地类界线（线状地类界、点状地类界、居民点边界、双线河、双线公路、双线渠、双线街、围墙、面状斜坡、季节双线河、桥线等）
PGCD.WT
离散高程点、含有高程值的井状符号、含有高程值的机井符号、含有高程值的其它符号
PGCZHJ.WT
高程注记（不打高程注释）、比高注记、井或机井旁高程比高注记
PKZD.WT
控制点符号（小三角点、三角点、水准点、桩号、埋石图根点）
PKZDZJ.WT
控制点的注记、总干渠线的参数说明
PFH.WT
各种地类符号（菜地、果园、林地、疏林地、苗圃、油井、砖瓦窑、独立工矿、点状土堆、变压器、狭长林带、不依比例尺的无树坟地、涵洞、窖洞、山隘、不能通车水闸、独立坟地等）、交通附属符号、水系附属符号、比高点、河流指示线等
PZHJ.WT
除高程外的注记（居民点、公路、铁路、水系等的名称）
LFGW.WL
图廓、方格网、接图表线、比例尺线
LFGWZJ.WT
图幅的名称、图廓周边坐标点、图廓周边注记
LZGQX.WL
总干渠线、总干渠边界线
ATNLK
辅助层
地形数据分层表
层名
数据内容
属性项
LDGX.WL
等高线（首曲线、计曲线、间曲线、示坡线）为做DEM使用
LDXX.WL
各种地性线（冲沟、陡崖（陡坎）、山脊、山谷线、深坑、土堆、崩崖、不成面状斜坡等）
PGCD.WT
离散高程点、含有高程值的井状符号、含有高程值的机井符号、含有高程值的其它符号
PGCZHJ.WT
高程注记（不打高程注释）、比高注记、井或机井旁高程比高注记
1．4要素属性设计
地形图要素属性分为基本属性和扩展属性两种。
基本属性指特征代码、特征名称、特征类型，扩展属性是指除基本属性外需加入的其它属性如居民地名称、行政隶属、人口、河道工程类型、名称、防洪功能等。
根据各属性项内容，进行属性数据库结构设计。
主要的数据文件数据库结构如下：
RJMD.WP（居民点）
数据项名
数据类型
数据长度
编码
短整型
4
居民点名称
字符
24
RJT.WP（面状交通线）
数据项名
数据类型
数据长度
编码
短整型
4
交通线名称
字符
24
RSHX.WP（面状水系）
数据项名
数据类型
数据长度
编码
短整型
4
水系名称
字符
24
LDGX.WL（等高线）
数据项名
数据类型
数据长度
编码
短整型
4
高程
双精度
7（小数点后2位）
LDXX.WL（地性线）
数据项名
数据类型
数据长度
编码
短整型
4
类型
字符
12
LJTX.WL（线性交通要素）
数据项名
数据类型
数据长度
编码
短整型
4
名称
字符
30
类型
字符
12
宽度
双精度
长度
双精度
LSHX.WL（线性水系）
数据项名
数据类型
数据长度
编码
整型
4
名称
字符
30
类型
字符
12
宽度
双精度
长度
双精度
PGCD.WT（离散高程点）
数据项名
数据类型
数据长度
编码
整型
4
高程
双精度
2．数据采集精度要求以及参数设置
2．1数据采集限差
栅格图象图幅定向后，内图廓点、格网点坐标偏差<=图上0.1mm；
点状要素等点位误差〈=图上0.15mm；
线状地物采集误差〈=图上0.2mm；
采点密度一般为0.5-2.0mm,平直地方可适当放宽，但不得超过20mm；
接边误差不〈=平面位移中误差的2倍。
2．2数据采集、编辑参数
工程扫描仪型号：
ContexFss12300DSP
扫描分辨率=300DPI
FUZZY=0.1mm
CLEAN=0.2mm
DANGLE=0.3mm
SNAP=O.2mm
NODESNAP=0.1mm
TIC-MATCH=0.1mm
WEED=0.2mm
GERALIZE=0.1mm
2．3DEM实验要求
在全线1：
5000地形图高程数据的基础上，建立输送水路线一定宽度范围内的数字高程模型数据库,格网分辨率为2米.正射彩色影像图，加数字高程模型制作影像高程模型。
西部山区和山前地区用1：
50000iknos影像，加数字高程模型制作影像高程模型。
3．软、硬件配置环境要求
1、要求扫描仪的扫描分辨率高于300dpi，支持.tiff数据格式。
2、矢量化软件为MAPGIS6.1，输出数据格式为.EOO。
3、MAPGIS6.1，用于分图幅矢量化及整图拼接。
4、ARC/INFO软件，用于生成.EOODEM的BILL或GRID文件。
5、硬件配置：
主频500M以上，PentiumIII处理器，128M内存，20G硬盘；Windows2000环境，windowsserver服务器，100M星型局域网，共14个工作站。
4．数字化采集技术方案
4．1成图方法、主要精度指标和成图规格
1、1:
5000地形图采用扫描矢量化的方法，单幅扫描、矢量化，再整体拼接矢量图。
扫描分辨率不低于300dpi，扫描图象数据格式为TIFF，
2、成图精度：
栅格图象图幅定向后，内图廓点、格网点坐标偏差不大于图上0.1mm，扫描点位误差不大于0.15mm，线划误差不大于0.2mm，接边误差不大于平面位移中误差的2倍。
4．2作业流程：
图1DEM数据生产作业流程
1、地图扫描：
扫描所用低图为聚脂薄膜图，为保证各要素的线条光滑、实在、不粘连，应根据图面的信息量适当调节扫描分辨率，最低不小于300dpi。
基于Contexx300Fss12300工程扫描仪，建议使用阀值为：
扫描分辨率取300dpi，采用黑白二值扫描。
2、利用MAPGIS6.1软件分图幅采集矢量数据，可支持的栅格图象文件格式：
BMP、TIFF，软件自身格式为.MSI，其输出接口有：
MapInfo的MIF、ArcInfoE00、AutoCAD的DXF、MapGIS明码格式等。
矢量数据采集作业方法简明如下：
1）、运行MAPGIS6.1，进入主界面。
点击输入编辑模块进入数据输入状态。
2）、创建工程文件。
根据数字化命名规则创建工程文件中的点、线、面各层数据文件（如图2）。
图2工程资源管理器
3）定义数据库结构：
根据要素属性设计部分设计数据库结构，使之符合要求后存盘。
（图3）
图3属性结构编辑
4）、图幅定向：
是将扫描栅格地图坐标变换成为用户需要的坐标系的坐标。
定向点不少于4个，一般取四个内图廓点。
此过程可以在输出数据之前随时进行。
图幅定向采用MapGIS软件的图像校正模块见图4：
图4图像校正
4）、设置图层：
按“图层”菜单下的“修改层名”，弹出“修改图层名称”对话框，可以进行图层的““改名”操作，根据数字化编码方案对图层名称进行设置（如图5）。
图5修改图层名称
5）、定制图例板：
图例板的使用可以提高图形矢量化的速度和准确率，矢量化时可以通过图例板获得当前的点、线、面的具体参数，而不用每次输入参数。
（图6）
图6定制图例板
5）、矢量图形输入：
进行手工输入点、线、多边形、圆、弧、文字等矢量数据。
点击工具箱按扭，可以显示、隐藏工具箱，工具箱中包括了一些常用的图形编辑工具，如：
单点输入、折线输入、曲线输入、中心圆、三点圆、三点弧、正交控制多边形、直角改正多边形等手动输入方式，还特别提供了线跟踪的单线跟踪和双线跟踪的交互式自动跟踪功能，交互式跟踪功能在使用时要设置好自动跟踪的参数，本次矢量化采用的参数暂定为图7所示参数：
图7矢量化参数
6）、数据的属性及代码输入：
鼠标点击工具栏中的“修改属性”按钮，可修改矢量图形的属性、代码；也可以选择“设置矢量化参数”设置“及时属性赋值”，这样在每输入一条矢量数据后，MAPGISV6.0自动弹出属性输入对话框，供用户输入属性数据。
在输入矢量数据时可以随时打开或关闭图形符号化，以查看属性代码是否正确。
7）、图形及属性编辑：
MAPGIS6.1提供了一些共性工具：
移动、拷贝、删除等，对线和面数据可对其节点进行移动、增加、删除、合并等操作，对线可进行打断、和并等操作。
8）、矢量采集后，文件存盘。
本幅图中全部矢量采集完成，可以输出外部数据，如MapIfo，ArcInfo，AUTOCAD的DXF格式等。
输出时只将单独一层显示，按代码输出。
9）、使用软件过程中一些常用的快捷键：
F5：
屏幕图形放大
F6：
将光标位置移动到屏幕中心并刷新
F7：
屏幕图形缩小
F8：
矢量化加点
F9：
矢量化退点
F11：
矢量化改向
F12：
线段捕捉
Shift键：
坐标点捕捉
10）、关于一些技巧及详细说明，请参见《MAPGIS6.1用户手册》。
3、分图幅数据质量初步检验
4、分图幅数据接边
5、分幅数据合成一个数据文件
6、提取地形要素，进行进一步的数据规范化，使其符合DEM生成之前的数据要求，地形要素共分4层，编码参见《地理信息特征要素分层编码方案》，地形要素分层如下：
等高线：
含首曲线、计曲线、间曲线、示坡线等；
地性线、断裂线：
含山脊线、山谷线、冲沟、断崖、梯田坎等；
测量控制点：
要求采集等级控制点（点层），图根点不采集；
离散高程点：
图中具有高程值的独立点
高程注记：
通过MapGIS6.1把数据库中的高程值自动生成；
7、等高线高程自动赋值。
8、数据转换，将MapGIS数据转换成ArcInfo数据。
9、生成DEM
5．采集要求：
5．1采集技术要求
1.矢量线不偏移或漂移栅格线。
2.单幅地形图中所有要素以同一文件采集后分层输出。
3.测量控制点层、注记层，在单幅图中不采集，在拼接矢量图形后统一生成。
4.要素采集的图层顺序为水系、居民地、铁路、公路、境界、关系要协调。
5.在对要素采集时，进行图形编辑的同时要保持数据的拓扑关系；
6.处理和协调要素间关系如面状水系与等高线的关系，沟、坎与等高线的走向关系、铁路与附属设施的关系；
7.异层数据共线的，应先采集自然要素具有定位意义的，然后在复制到其他要素所在层；
8.图幅要全部接边。
5．2地理数据拓扑关系处理（ArcInfo）
1.本次数据采集涉及17个层，每个层涉及一个或两个属性表，即AAT或PAT；
2.每个属性表的属性项要正确赋值；
3.每层要建立正确、完整的拓扑关系；
4.面状多边形有且只有一个标识，无悬挂点和伪节点，无破碎的多边形。
5.CODE、GB码不得出现空值。
6.建立拓扑关系的命令：
CLEAN,线、面；BUILD，点、线、面
5．3数据编辑的方法
1.MapGIS中的编辑技巧
等高线采用交互式矢量化，矢量化参数（见图7），像素连续的地方系统自动跟踪，像素不连续或遇到线的交叉点时用F8加点，跟踪不正确时，用F9退点。
采用预先定义的图例板进行矢量化，减少图形参数的输入时间和输入错误
采用等高线高程自动赋值对数字化好的等高线进行自动赋值，提高速度。
选择“矢量化”菜单中的“高程自动赋值”子菜单，用鼠标左键托出一条橡皮线，系统弹出高程设置对话框（图8），要求输入当前高程、高程增量和高程域名，然后系统将与该橡皮线相交的等高线，根据已设置的当前高程为基值，自动逐条按高程增量递增赋值，若原先有值，则被自动更新。
图8高程自动赋值
可以采用Windows中通用的剪切、复制、粘贴等快捷键在文件之间或文件内部复制移动图形要素。
2.ARCINFO中数据编辑
主要针对点、线、面及属性项等的操作，涉及方法如下：
点：
增加、移位、删除、更改属性项等（ADD，MOVE，DELETE，PUT，CALCULATE，MOVEITEM）；
线：
增加、移位、删除、更改属性项等（RESAPE，ADD，MOVE，DELETE，SPLIT，SPLINE，EXTEND，COPY。
ARCSANP，CALCULATE，MOVEITEM）；
面：
增加、修改图形、删除、更改属性项等，检查悬挂节点（CLEN）；
属性项：
增加、修改、删除属性项、赋值（ADD，ADDITEM，ALTER，TRASFER，CALCULATE，DROPITEM，KILL，DBASEINFO，UPDATE）；
后悔操作OOPS，UNDO、
5．4文件、目录管理
数据文件以树状结构存储，第一级目录名为：
NSBDHBZX（取“南水北调河北段中线”之意）；第二级目录名为：
DLG（取数字线划图之意）、DXDLG（取数字线划图地形要素之意）、DEM（取数字高程模型之意）；第三级目录名为各单幅地形图图名（取各图幅编号加图幅名）和拼接后的整幅图目录名JDLG、JDXDLG（取合成之意）；第四级为各单幅矢量图层文件名、工程文件名（.MPJ）、拼接后的整幅图文件层等（详见图9）。
图9文件、目录管理
检查验收的文件另存为：
在原文件名前加“F”（取成果之意），如：
原文件名为：
1-1.*，则检查验收的文件名为：
F1-1.*。
拼接后的整幅图文件名为DIXING.*（取地形图之意）或，最后上交矢量图文件名为FDIXING.*（取地形图之意）或FDEM.*（取DEM之意）。
5．5作业注意事项：
1）、作业过程中应定时存盘，避免因死机或突然断电而造成损失。
2）、作业时应认真仔细，有问题及时解决，争取一次成图，避免因返工而浪费时间。
6．质量检查、验收：
1、本任务实行项目负责制度，由专门负责人做好生产全过程的计划安排、实施、检查和协调工作。
2、严格质量管理，对产品实行两级检查，一级验收制度。
两级检查包括作业员百分之百自查和作业员间互查，认真校对后方可上交成果，一级验收即由专门负责人负责验收，保证成图质量可靠。
3、检查、验收方法及内容：
把全部矢量图与原底图显示对照检查，精度检查可在计算机屏幕上浏览、查看。
4、入库编辑检查和拓扑处理检查改正。
7．工期、进度、人力安排：
本数字化任务共三大类内容，要求在１2月底前全面完工，三类图可以分段进行，也可以交叉作业，基本上互不影响。
专门负责人应对本任务分段管理，全面了解工期的进展，适时调配生产人员力量，确保任务能够按时或提前完成。
1、地形图矢量化，任务估算1/幅天/人。
共计320幅，11月7日----12月1日
2、DEM生成，任务估算5/幅天/人，共计320幅。
12月5日----12月20日
8．上交资料：
1、拼接后的整幅地形矢量图文件（1个）；
2、拼接整饰后的分幅矢量图文件（供打印）；
3、数字高程模型数据库；
4、数字化采集规程；
5、技术总结。
9．需要解决的技术问题
1、断裂线在MapGIS软件及ArcInfo软件中的处理方案；
2、双线公路与单线公路及其他道路系统在构建拓扑关系时的处理问题；
3、道路穿过居民点时，制图效果要求断开，道路数据库中怎么处理；
4、道路与河流交查处的桥梁处理问题。
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