1在開發GIS(地理信息系統)過程中必須經歷的一個重要步驟,就是獲取“合適”的電子矢量地圖。這里的“合適”一詞具體來說包含以下四層含義:合適的地圖區域、合適的地圖比例尺、合適的矢量分層設置以及合適的矢量地圖成本。在開發一些小型的、經濟型的GIS系統、學習性質的GIS系統時,要找到滿足以上四個含義的矢量地圖往往不太容易。實際的情況是:在不同的應用中,需要不同比例尺、不同地域或不同版本的矢量地圖,但是容易找到相應的紙質地圖,卻很難有合意的電子矢量地圖,商業公司提供的電子地圖要么比較昂貴,要么比例尺太小,而且還不是每個目標地區的地圖都能找到。如果能從相應的印刷紙版地圖獲得需要的電子矢量地圖,上面的問題就獲得了很好的解決。
2常見的地圖的矢量化技術簡介目前,印刷紙版地圖矢量化的方法主要有以下兩種:一是手扶跟蹤數字化、二是利用矢量化軟件數字化。
所謂手扶跟蹤數字化,是指依據屏幕上的柵格圖像,通過手動跟蹤來創建矢量對象。該方法工作量十分巨大,而且容易出錯,較難以達到要求的精度,并且數字化的周期較長。這些缺點決定了該方法在實際應用中不是很廣。
采用專業的矢量化軟件來獲取矢量化地圖,可以在很短的時間內完成數字化工作,并且可以達到較好的精度。通過該方法完成印刷地圖矢量化的過程3利用MapInfo和R2V實現印刷地圖的快速矢量化下面以筆者在開發《基于GIS的CRM系統》時制作矢量化地圖的方法為例。
3.1掃描首先選取武漢市的1:2萬比例尺的城市地圖一張,用掃描儀將其掃描成電子版的柵格地圖。注意,這里會遇到一個問題,那就是:一般需要的印刷紙版地圖的幅面比較大,常用的掃描儀不能一次全部將其掃描下來。怎樣解決這個問題呢 我們可以將地圖分成若干個部分,分別掃描。比如,筆者將武漢市的地圖分成了3行3列共9個方格分別進行掃描。對于每兩個相鄰的方格,應多掃描一定的重疊部分,為將來的拼接處理留下余地,這一點類似于機械加工中的加工余量。
3.2拼接和預處理待掃描完成后,可以使用圖像處理軟件把得到的小幅地圖拼接成完整的地圖。推薦在Photoshop中完成拼接工作,因為Pho-toshop在處理圖像上具有功能強大和技術成熟的特點。在拼接處理過程中,根據相鄰地圖之間相應的元素的位置對接好。該工作只需要多一點細心,難度不大。
拼接成一幅完整地圖后,為了得到更好的矢量化效果,需要對其進行預處理,即在Photoshop中將柵格地圖上的文字標注等符號盡可能擦去3.3矢量化處理拼接完成后,就得到了一幅適合的電子版柵格地圖,就可以開始對地圖進行矢量化了。這里推薦采用美國AbleSoftware公司的R2V進行矢量化。
R2V是美國AbleSoftware公司在測繪、制圖和GIS領域類的矢量化軟件,為用戶提供了全面的自動化光柵圖像到矢量圖形的轉換,它可以處理多種格式的光柵(掃描)圖像,是一個可以用掃描光柵圖像為背景的矢量編輯工具。
R2V提供簡便及完整的將光柵圖像數字化為矢量數據的解決方案。整個的光柵圖像矢量化過程可以是全自動的且不需要人工干預(也可選人工干預)。你僅需要將掃描圖像顯示在屏幕上并選擇矢量化命令,所有的線段在數秒鐘即可識別出來并顯示在圖像上供你校正與編輯。筆者采用的R2V是一個試用版,但對于本文討論的問題來說已經足夠了。
接下來詳細介紹矢量化處理步驟:(1)在R2V中打開處理好的柵格地圖,點擊菜單項“圖像”>“顏色屬性”,打開“提取顏色屬性”對話框。再在地圖中的一種地圖元素上并畫一小矩形 ,在對話框中點“添加”,然后點擊“矢量化”按鈕。在彈出的對話框中的“提取線段為”選中“邊界線”,然后就可以點擊“開始”按鈕開始矢量化。
(2)矢量化完成后,點擊菜單“文件”>“輸出矢量”,打開“另存為”對話框。選擇文件類型為“。dxf”,輸入文件名(這里因為是對武漢市地圖中的河流和湖泊等水系進行矢量化,暫取名為“shuixi”)保存。這樣就矢量化了地圖中的一類元素。分別對地圖中的其他元素進行同樣的處理,就得到了各個圖層(不同元素一般放在不同圖層中)的矢量文件。
(3)在MapInfo中,選擇菜單“工具”>“地圖向導工具”>“運行地圖向導工具”,打開“MappingWizardTool”對話框 選擇“2.Maps”>“InportMap(*。mif,*。dxf,*。mbi,*。mmi,*。img)”,然后點擊“Open…”按鈕,在彈出的對話框中選擇上一個步驟中創建的一個。dxf文件,選中合適的投影并取名后,就可以導入創建為Map-Info支持的地圖格式。例如選擇導入前面的“shuixi.dxf”就完成了地圖中水系這一地圖元素的矢量化工作。
圖4用MapInfo工具導入“。dxf”矢量文件同樣的做法,將所有的。dxf文件都導入并轉化為MapInfo支持的相關矢量文件。可能的話,還需要在MapInfo中對各個圖層進行一定的修改,并對照原柵格圖進行適當的標注等工作。這樣就得到了印刷地圖的電子矢量地圖。該方法制作出的矢量地圖由于在制作過程中就進行了適當的分層,所以省去了再分層的工作。
在實際使用中,還可以讓矢量地圖跟相應的柵格圖配準來一起使用,把柵格圖層放在最低層,就可以使地圖的效果更逼真。配準工作也可以通過MapInfo來完成,這里就不介紹了。
4小結為了解決在中、小型和低成本的地理信息系統應用開發中的電子矢量地圖不易獲得或者花費過高等問題,本文提出了一種由印刷的紙版地圖獲取電子矢量地圖的方法:通過將紙版地圖掃描并使用Photoshop處理得到電子柵格地圖,然后用R2V矢量化為矢量地圖。該方法簡單易行,成本經濟,工作量小,精度較高,能快速取得GIS項目需要的合適的電子矢量地圖,為項目開發的順利實施提供有力的基礎保障。