数字电子地图制作流程和原理

1、精品文档数字电子地图制作原理和流程数字电子地图制作版本1.0修订历史记录日期版本说明作者日/月/年x.x详细信息姓名23/12/20021.0CXD精品文档目录1. 引言42. 原理42.1 地图的基本特征42.2 地理坐标42.3 地图投影与坐标系选择42.4 地图空间数据结构42.5 电子地图的概念43. 电子地图制作要求的软硬件环境53.1 硬件环境53.2 软件要求54. 电子地图制作一般流程54.1 图像几何矫正54.2 数字化地图54.3 地图数据拓扑处理64.4 数据转换(CoverageShapefile)74.5 数据转换(ShapefileTAB)84.6 地图配色处理94

2、.7 添加地图标注114.8 使用GPS控制点对地图进行验证114.9 对地图进行重新矫正135. 电子地图制作总结131.引言数字电子地图制作数字电子地图的制作可以有几种方式实现，比如：可以从航空相片上采集地面信息，一般来说通过从航空相片上直接采集地面信息，相对来说精度比较高，覆盖面也比较广，制作出的地图比较规范，但是制作费用非常昂贵，一次航飞所需要的费用接近几百万，这对于小型单位是难以承受的，也是不必要的。成都市旅游地图概括的内容比较详细，但精度较低，二环路以内道路的精度还可以，二环路以外，精度达不到要求，因为成都市地图更新的速度，根本赶不上成都市道路建设的步伐，所以一般通过旅游地图制作出

3、的电子地图都存在二环路以外有偏差的问题，对于这个问题，要想很好的解决，需要针对具体偏差地区，多采集控制点，来对地图做多点矫正，矫正时可能要分区和分块处理，以使局部不产生扭曲和变形。2.原理顾名思义，数字电子地图就是通过数字化的方法，把城市地理信息以计算机可识别的格式存储起来，并能以连续地图的形式呈现出来，其实它就是一个小型的城市地理数据库。1.1 地图的基本特征地图的基本特征是：遵循一定的数学法则，具有完整的符号系统，经过地图概括，是地理信息的载体。1.2 地理坐标地理坐标，就是用经纬度表示地面点位的球面坐标。对于地理坐标系统中的经纬度有三种提法：天文经纬度、大地经纬度和地心经纬度。在地图学中

4、常以大地经纬度来定义地理坐标。地面上任意点的位置，可用大地经度、大地纬度和大地高表示。大地经度，向东0°-180°为东经，向西0°-180为西经。大地纬度，由赤道向南北俩级量度，向北0°-90°为北纬，向南0°-90°为南纬。1.3 地图投影与坐标系选择地图投影，就是按照一定数学法则，将地球椭球面上的经纬网转换到平面上，使地面点位的地理坐标与地图上相对应的点位的平面直角坐标间，建立起一一对应的函数关系。在编制地图过程中，对新编地图投影的选择与设计至关重要，它将直接影响地图的精度和使用价值。本次地图制作主要采用了横轴墨卡托投影

5、，它通常是按6°或3°分带投影，经线和纬线成正交关系，该投影无角度变形。其中1：1万比例尺的地形图采用按经差3°分带，1：2.5万-1：50万比例尺地形图采用经差6°分带。在6°分带中，从东经到西经一共分为60个投影带。由于我国疆域均在北半球，X值皆为正值。为避免Y值出现负值，还规定各投影带的坐标纵轴均西移500KM,中央经线上原横坐标值由0变为500KM,在整个投影带内Y值就不会出现负值了。坐标系可以明确地图对象的空间定位坐标，它包括一组参数，如坐标系名称、投影类型、基准面、坐标单位、原点坐标、方位角、比例系数等。1.4 地图空间数据结构空间

6、图形数据的基本要素为点、线、面和体，表达地图要素的图形都可以看作是点的集合。拓扑结构，就是基本要素点、线、面和体之间具有邻接、关联和包含的拓扑关系。这种关系从总体上面反映了空间实体间的结构关系，对地图信息的数据处理和空间分析有重要意义。1.5 电子地图的概念电子地图，也称为数字地图，是地图制作和应用的一个系统，是一种数字化的地图。电子地图大多连着属性数据库，能做查询和分析。3 .电子地图制作要求的软硬件环境3.1 硬件环境一般需要配置奔出及以上品牌或兼容机型，RAM128MB以上，DiskSpace:10GB以上3.2 软件要求在电子地图制作过程中，需要使用到的软件主要有：AutoCADR14

7、、MapInfo6.5、ArcInfo、PhotoShop5.0及以上、ErDasImagine8.2及以上.4 .电子地图制作一般流程4.1 图像几何矫正首先拿到一张经过了扫描的栅格地图，裁剪地图使地图范围达到成图要求，根据已经获得的控制点的坐标（平面直角坐标系），在ErDasImagine中对栅格图像进行几何矫正。1）、选取数据预处理按钮（DataPreparation）,选择几何矫正（geometryrectification）按钮,选择键盘输入（OnlyKeyBoard）选项，在要矫正地图上选择明显地物特征点（如水系交叉口，道路交叉口等）输入在这些明显地物特征点的地理坐标（注：X轴去掉

8、带号），例如在成都地图中：52翻腰嘴褐缴寓匀分布）点 点患无口流河站河路端车与 路 桥朝路子站霄西街 马胃富然家睾 四武西俯双成二金畜X :18407825x :1S08fl12 -&000(10 x:18413275.0 x:1841450x :18J*12675x:18416000x:18412475x :18i>05S5n x:1808937x:18411312.5x :!8i>081 on x:1841G912.5 x:18408992x:1840940Oy:339970O y=3391998 y:339670Bg=3396237.SOOOOO y :3392050

9、y :3397862 .Efionno g:3396225斗:3388812.500000 y:339375By:3399975y=3395787 -5y 二 33937Vsg:3392712 _5y :3394050 :3396O0O图1.成都地图的矫正控制点参数信息采集15个控制点的依据是根据你所选用的矫正系数，矫正系数要满足这个方程（n+2）（n+1）/2,其中n等于4。在矫正过程中，参数的设置主要包括投影坐标系，矫正方法等一系列的设置（由于本机硬盘空间所限，ErDasImagine已经被我卸载掉，具体的操作流程无法更详细的用截图的形式表现出来）。4.2 数字化地图对于一幅效果比较好的电

10、子地图来说，所需要的数字化信息要包括双线道路、单线道路、居民小区、市政设施、基础信息等，其中道路按照级别可以分为主要道路、一般道路、普通道路，市政设施包括公园、游乐园、隧道、铁路和桥梁等，基础信息包括河流，其它信息都用居民小区来表示。在数字化过程之前，首先要做的是把矫正出的栅格图像插入CAD中，根据矫正栅格的坐标范围,在CAD中画一矩形框，其左下角坐标和右上角坐标即为图像插入的范围界限，根据这一界限插入栅格图像。这些数字化信息，在AutoCAD中，以分层的形式分别进行数字化，其中面状地物的属性信息是通过在其中加入POINT点的形式设定的，因为在GIS数据处理中，对于面状地物的属性标注是通过在其

11、中任意位置的标注点来标示的。以下是CAD中具体操作界面：:艇戈层事W立并t4鬲j 1仃息*1 艮谭:b旧同刈 川甸刨 口出|y 21 同坦卬宏?1国：7。?'.- -H -. -UJ >同01J|口3 二I !I "改： J .' 小 | 到虫.上同 I刁史5%.1113克一中石IHIIBI_.J±1FIEII71尸工 w -二三 drElrlRnl® 倒到回A'图2当按照这种方式对图像进行了数字化后，点击文件菜单下，输出按钮，输出DXF格式文件-Iffl >：B J司昌|J J , f口 U#1,亡3 ：-Z到I口 ：fcl

12、咽i 1川#刈丁 白|会|上网" I力/卜口同昼 FJjJ力 幻也岫IM 7上|鬼 叼电13 切#应| gjgg ?|P立通旦ZJ里村 邑里时-，运叵AJ漪开出I w覃M电囱gjggg二 国心*鱼,|届iw二通 心“的冲|国的互.| 3口.但取中”* 口海图3I4.3 地图数据拓扑处理(AutoCADR14)DXF文件是进行处理的主要的文件格式，当获得了DXF文件后，就可以对它进行处理了。对数据进行处理，采用的是ArcInfo软件的Workstation部分，这是个数据GIS平台，它涵盖了ARCINFO中所有的功能。首先启动ARC创建工作区间，然后把DXF文件拷贝到这个工作区间内，运

13、行DXFARC令，这样DXF文件就转换成了COVERAGE件，转移到ArcEdit模块内，选择转换来的COVERAGE件，进行拓扑处理，把属性文件与矢量文件连接起来，退出ArcEdit模块，在Arc模块内对矢量数据单独进行拓扑处理，退出，保存。图4图4是在Workstation中进行处理的过程，其中1-5步分别为：1 .创建工作区间2 .把工作区间转移到新创建的工作区间中。3 .转换DXF文件为COVERAGE4 .取得默认参数$rest。5 .选才IY,对其它图层数据同样对待处理。6 .对COVERAGE件中的点进行拓扑处理。7 .把COVERAGE件的特征属性表和DXF文件的图层属性连接起

14、来。8 .对COVERAGE件进行多边形拓扑处理。9 .4数据转换(CoverageShapefile)对于得到的COVERAGE件，选择其中的POLYGONS式文件，加入到ArcMap中，点击右键选择输出数据(Shapefile)(如图5所示)。图5图5中,1表示选择输出数据，2表示保存到磁盘中，文件格式为Shapefile.10 5数据转换(ShapefileTAB)当得到了Shapefile文件之后，就可以在MapInfo中进行数据转换了，在MapInfo中，在工具菜单下提供了一个通用转换器的工具，这个工具主要是实现文件格式之间相互转换的功能。在这里还可以定义投影坐标系。其中，在这里的工

15、作步骤(如图6)为：1 .选择通用转换器工具。2 .弹出通用转换器对话框。3 .选择准备转换的数据文件格式(Shapefile)。4 .选择磁盘中要转换的数据文件。5 .对要转换的数据文件进行投影变换。6 .选择UNIVERSALTRANSVERSEMERCATOR(WGS184)。7 .选择UTM48Zone,NorthernHemisphere(WGS84)类别项。8 .选择目标文彳格式(TAB)。9 .选择磁盘中要保存的位置，点击确定按钮，完成Shapefile文件到TAB文件的转换操作。1*1 J虺好抽翱小 UE出口用需外图用qEl谢切殍工JU口到*回MiitQl正由口 ysta Re

16、port%工反营豳1口 .空位矍麻麻屉矍它叟胸口* 理.|揖曲即|口日才文件幽I*笈ii®方丫动ooh.|包jfflfl.|J电.无标整整J事EM.Jd,:faM"|.FN.I虹v图6图74.6 地图配色处理在图7中，是把转换过来的TAB文件，全部加入MapInfo中来，右键点击弹出图层控制对话框，在这个对话框中，选择1按钮，这个按钮是用来控制图层是否处于可编辑状态，选择它就表示这个图层处于可编辑状态。MtVil口|闺力匈 砧回上|口|日回mhsl旨|与图II I I I I I I |凡| I ；115y l厘II用国不诧更于联口p amflcu园怖13w座中出幡记录m*

17、更事伸|副：同新竭用Ml无=姆1元i :倒存推|国t| 1|开匐 /3国足:必中做X |更闻R | ,金匕|事王/ I 05 I国5归1 I力向必II知学-二,上| |-J：|J当选择了某个可编辑的图层后，就可以选择查询菜单中的选择选项，弹出对话框1,在对话框1中，选择要查询的表名称，点击辅助（2）按钮，弹出输入查询表达式对话框，输入要查询的表达式，点击确定按钮。.wyr黑.MHi斗1喃H1址I,五j加tai*引血闻13111d向耐上餐1阕I，卜1凸17口1日口1口以1口1口1。|父闻*11律PT: 3b.£? kin口元m景|已；S:":必蛾 wsrsj.同色他I； KA

18、 防重工r点<v«ifl笛B,BllBSBI¥BP:曜寺:无心调回府一当红1:鸟】礴12饱和虎.|o-三 球.255三 值卬国口旧.国-©:帮助田】事“附|I.孝油010之丫*/pjffliM|裆pww|越|府|国防W，|4图9图9中是对前面选择的图层某部分进行局部配色的过程示意图。其中:1.2.3.4.在MapInfo选项菜单下的区域样式选项被选择之后弹出的颜色配置对话框。选择要填充的配色图案。选择自定义的配色方案。根据R、GB三元色，对面状区域进行配色的对话框。4.7 添加地图标注添加地图地图标注，首先要为标注创建标注图层，这些图层就是用来存储标注变量的

19、国支件£睢胤口工MU对期电3E而覆隔1造，£1曲:田口:更1*W(h-IJIx| I团.g| 闲1_1 口|!3|回应陶I界11刈凸l J II I I I I I ： ! I到7|匐«Ik» -立四 科比LU 3 出|里泗倒.图10图10中，首先选取2,设置标注文本样式，然后就可以选择1 ,进行添加标注了4.8 使用GPS空制点对地图进行验证由于GPS控制点是以度分秒形式表示的球面坐标。在MapInfo中默认的坐标形式地理直角坐标。首先要把地理坐标转换为以球面度分秒形式表示。如图11所示：J _| 口|0|5|叵|匾I留1追甄口酰:酊/除戋旧历后力*惊

20、单位口陶寓窗口平面册后I军方小里谛曾环刃回妈:口 三田13mLM1曳I也会羯粒日库辰国5 制一他日 ms-t-eisee-：.显不生标胸-Httill®E ©射发守静阴广军事枯里标gBL-IL,fflJ WOltU当视s口支小森原地的适配朝密口 I 口侵捋当府地隔归就港条中昆示/我好皿面口如£ r跑的比眄贝就药区域应用于二曲害口出俗H节1席有对京口 r望口逛春TS雪! I无求.交串网it ： r理PS外田工近 无点，豆本用岛手的| 看 学 © & i®勺yahooj M«gwjw事】用ffliMttJWM1 二计 J &

21、;VM5bM5hafMK|afh.J| .HjpWtifrgfEpti. MaxMm PhatodioD呼/* *"名图11在图11中：1 .选才MMapInfo菜单中"地图"。2 .选择“地图”菜单中的“选项”。3 .弹出对话框，此对话框主要是用来修改地图显示单位的，把状态条中显示组合框内的“视野”改为“光标位置”。4 .把显示坐标组合框内的“十进制度数”改为“度分秒”。5 .在地图单位内，把“坐标单位”由“米”改为“度”。6 .若需要重新定义投影，可点击6按钮，否则，不用改变。12当定义好地图显示方式后，就可以根据GPS点位信息，查看地图是否坐标正确。如何查看点位信息如图所示。噂交阳Xi湖珈匚上MOI刊卡切量闻划制川出囱印，曲国*川省芾助1. 6同圜阈口句面河-3.I 辰到 3.*ln在图12中,1 .表示一个已知GPS点，其坐标为参照坐标。2 .在状态栏中显示了已知GPS点在本图上的实际坐标（X,Y）注：当把状