梁宇輝

（甘肅省蘭州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730030）

1 引言

數(shù)字制圖技術(shù)的發(fā)展以及地理信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，使得地理信息的需求空前擴(kuò)展，同時(shí)遙感技術(shù)、GPS技術(shù)及現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，使得地理信息的來(lái)源也更加廣泛，但已有的地圖作為過(guò)去許多年測(cè)繪的成果，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化仍然是獲得地理信息的重要手段。隨著全球地理信息系統(tǒng)技術(shù)的飛速發(fā)展和數(shù)字地球的提出，空間數(shù)據(jù)在諸如航空、遙感、地質(zhì)、測(cè)繪、通訊、交通、水電、軍事、旅游、商業(yè)等不同領(lǐng)域展現(xiàn)出日益強(qiáng)大的生命力?？臻g數(shù)據(jù)的采集已成為建立我國(guó)基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作。在信息技術(shù)日新月異的今天，空間數(shù)據(jù)采集的手段也日趨成熟和多樣化。主要有航測(cè)、遙感、攝影測(cè)量、各種比例尺常規(guī)地形圖測(cè)繪、全數(shù)字化測(cè)圖、地圖掃描矢量化等。掃描矢量化因充分利用了現(xiàn)有的大量紙地圖，將繪圖人員從傳統(tǒng)的數(shù)字化儀描圖板前解放出來(lái)，同時(shí)利用了計(jì)算機(jī)高速智能化處理能力，已成為目前國(guó)際上流行的一種全新的數(shù)據(jù)采集手段。但是在地圖掃描矢量化的過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題有待解決。

2 CASS掃描矢量化中的糾正分析

掃描矢量化是我國(guó)制作基本比例尺數(shù)字地形圖的主要方式之一。掃描矢量化是指先用掃描儀對(duì)傳統(tǒng)的紙制地形圖進(jìn)行掃描得到柵格數(shù)字圖像，然后借助矢量化軟件進(jìn)行處理，得到數(shù)字化信息的電子地形圖的過(guò)程。但是，未經(jīng)處理的掃描圖像只有圖像坐標(biāo)，而不具有地理坐標(biāo)，給掃描地形圖的使用帶來(lái)了很大的不便，所以必須對(duì)掃描后的圖像進(jìn)行糾正使之具有地理坐標(biāo)。

地形圖糾正就是對(duì)掃描圖像進(jìn)行配準(zhǔn)、糾正、使之具有地理坐標(biāo)的過(guò)程。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展和GIS建庫(kù)的需要，為了對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、有效的更新與管理，特別是設(shè)計(jì)單位CAD的廣泛應(yīng)用，需要將傳統(tǒng)的紙圖轉(zhuǎn)化為數(shù)字化地圖，掃描矢量化就成為數(shù)據(jù)采集與獲取的一項(xiàng)主要途徑。針對(duì)原始資料存在變形和掃描過(guò)程中引起的誤差，實(shí)際工作中，通常采用幾何糾正來(lái)減少材料變形誤差和掃描過(guò)程中產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，有很多軟件解決了矢量化的這一問(wèn)題，下面就CASS軟件的糾正做簡(jiǎn)單的分析。

2.1 幾何糾正分析

CASS利用柵格圖象來(lái)進(jìn)行幾何糾正，一般的大比例尺地形圖都是標(biāo)準(zhǔn)的矩形圖幅，采用一般的四點(diǎn)及多點(diǎn)糾正即可。

根據(jù)圖形大小在“繪圖輸出”菜單下插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖幅；在“工具”菜單下的“光柵圖象→插入圖象”項(xiàng)插入一幅掃描好的柵格圖，點(diǎn)擊“打開(kāi)”按鈕，見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 插入圖像圖示

圖2 打開(kāi)文件圖示

插入圖形后，在“工具”菜單下的“光柵圖象→圖形糾正”項(xiàng)對(duì)圖象進(jìn)行糾正，選擇要糾正的圖象最外框，按五點(diǎn)糾正方法點(diǎn)擊“圖面”一欄中的“拾取”按鈕，回到光柵圖，局部放大后選擇角點(diǎn)和已知點(diǎn)，此時(shí)自動(dòng)返回糾正對(duì)話框，在“實(shí)際”一欄中點(diǎn)擊“拾取”，再次返回光柵圖，選取控制點(diǎn)圖上的實(shí)際位置，返回圖象糾正對(duì)話框后，點(diǎn)擊“添加”添加此坐標(biāo)，見(jiàn)圖3。完成一個(gè)控制點(diǎn)的輸入后，依次拾取各點(diǎn)，檢查無(wú)誤后，最后點(diǎn)擊“糾正”，見(jiàn)圖4，至少要輸入5個(gè)點(diǎn)。

圖3 添加圖示

圖4 糾正圖示

圖象五點(diǎn)糾正完畢后，進(jìn)行四點(diǎn)糾正，同樣依次局部放大后選擇各角點(diǎn)或已知控制點(diǎn)，添加各點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)值，最后進(jìn)行糾正，次方法最少4個(gè)控制點(diǎn)。經(jīng)過(guò)兩次糾正后，柵格圖象應(yīng)該能達(dá)到數(shù)字化所需的精度。然后利用右側(cè)的屏幕菜單，就可以進(jìn)行圖形的矢量化工作。

2.2 二點(diǎn)定向功能分析

CASS對(duì)于1∶5000，1∶10000的梯形圖幅，一般采用“二點(diǎn)定向”功能調(diào)整圖象的位置及比例。先按正方形假設(shè)坐標(biāo)輸入，然后利用已知控制點(diǎn)進(jìn)行“二點(diǎn)定向”后，同樣利用右側(cè)的屏幕菜單，對(duì)圖形進(jìn)行矢量化工作。

在實(shí)際工作中，“二點(diǎn)定向”時(shí)有時(shí)并沒(méi)有已知控制點(diǎn)，而是利用方格網(wǎng)的十字絲進(jìn)行糾正，這樣得到的圖形往往誤差比較大。在掃描之前用鉛筆給梯形的長(zhǎng)底邊做兩條垂線，形成以長(zhǎng)底邊為長(zhǎng)的矩形，重復(fù)幾次，掃描完成后用五點(diǎn)或四點(diǎn)糾正進(jìn)行糾正，誤差相對(duì)小很多。

2.3 接圖操作分析

在矢量化過(guò)程中，有時(shí)還碰到兩張圖接圖的情況，大比例尺圖分開(kāi)掃描或粘貼后掃描都行，對(duì)小比例尺圖而言，最好粘貼后再進(jìn)行掃描，做到粘貼精準(zhǔn)。

以矢量化這種方式形成的數(shù)字化地圖的精度比后來(lái)內(nèi)外業(yè)一體化所測(cè)繪的數(shù)字化地圖精度偏低。但它的優(yōu)點(diǎn)就是利用了原有的圖紙，是原有測(cè)繪成果向數(shù)字化成果轉(zhuǎn)換的必經(jīng)之路。在工程領(lǐng)域，在地形變化不大的情況下，矢量化成圖既節(jié)約了成本，又縮短了工期，給施工單位提高一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

矢量化已成為各個(gè)領(lǐng)域特別是測(cè)繪行業(yè)的一個(gè)很重要的工作，為盡快解決矢量化中存在的一系列問(wèn)題，使矢量化逐步社會(huì)化，一方面需要各個(gè)行業(yè)盡快制定相關(guān)規(guī)范、程序及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面各軟件開(kāi)發(fā)商應(yīng)調(diào)整各自的開(kāi)發(fā)策略，使矢量化軟件能具備以下特點(diǎn):功能的開(kāi)放性，用戶能自定義功能模塊；數(shù)據(jù)的可交換性，實(shí)現(xiàn)矢量化軟件與GIS、數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)及其它系統(tǒng)等各種數(shù)據(jù)的交換；圖式符號(hào)編碼的科學(xué)性、統(tǒng)一性；圖式符號(hào)的開(kāi)放性，用戶能對(duì)圖式符號(hào)進(jìn)行編輯和再生成。

［1］鄧耀坤，吉緒發(fā).CASS 5.0成圖軟件用戶手冊(cè)［R］.武漢:南方測(cè)繪儀器有限公司，2002.

［2］國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB／T17160－1997.地形圖數(shù)字化規(guī)范［S］.北京:國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局，1997.