每日一词20190313——地图矢量化

地图矢量化是重要的地理数据获取方式之一。所谓地图矢量化，就是把栅格数据转换成矢量数据的处理过程。当纸质地图经过计算机图形、图像系统光—电转换量化为点阵数字图像，经图像处理和曲线矢量化，或者直接进行手扶跟踪数字化后，生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件，这种与纸质地图相对应的计算机数据文件称为矢量化电子地图。

实现方式

地图矢量化是将传统的纸质或其他材料上的地图（模拟信号）转换成计算机可识别图形数据（数字信号）的过程，以便进一步计算机存储、分析和输出。由于数据的来源不同，采集的方法也不同，目前主要有如下几种实现方式：

1.野外数据采集

GPS数据采集 GPS是全球定位系统的简称。GPS定位方法精度高,方便灵活。GPS定位技术在测绘中的应用和普及,是测绘科技的一个重大的突破性进展。随着GPS接收站的全面建成和发展,GPS技术在普通测量与工程测量中的应用将越来越广泛。我们可以通过接受站接受设备直接进行GPS数据的接受,并经过投影变换,输入到数据库中。

全站仪数据采集 用全站仪(或半站仪)进行实地测量,将野外采集的数据自动传输到电子手簿,磁卡或便携机内记录,并可在现场绘制地形(草)图,再到室内将数据传输到计算机中,人机交互编辑后由计算机自动生成数字化地图,并控制绘图仪自动绘制地形图。

2.手扶跟踪数字化仪

跟踪数字化是一种地图数字化方式，是通过纪录数字化板上点的平面坐标来获取矢量数据的。利用手扶跟踪数字化仪可以输入点地物、线地物以及多边形边界的坐标。其具体的输入方式与地理信息系统软件的实现有关。

手扶跟踪数字化的方式：

(1)点方式（Point Mode）每按下游标(Puck)一次，向计算机发送一个点的坐标信息。

(2)流方式（Stream Mode）:流方式又分距离流方式和时间流方式。

距离流方式（Distance Stream）：当前接收的点与上一点距离超过一定阈值，才记录该点；

时间流方式（Time Stream）：按照一定时间间隔对接收的点进行采样。

手扶跟踪数字化的作用，可以直接获取矢量数据。用数字化仪跟踪纸介质图形中的点、线等信息，通过数字化软件实现图形信息向数字化信息的转换。

3.扫描仪数字化

扫描仪实质是图像(含图形)数字化仪,图在扫描仪上走一遍,即完成图的扫描数字化,将数据输入计算机,存储、处理并可再回放成图。扫描数字化速度较快,但此时获得的仅为栅格数据，要进行屏幕跟踪矢量化。故在扫描后处理中，需要进行栅格转矢量的运算称为扫描矢量（数字）化。扫描屏幕数字化就是利用数字化扫描仪将地图图形或图像转换成栅格数据的方法。

　　扫描屏幕数字化基本步骤：纸质地图→扫描转化→拼接子图块→几何校正→屏幕跟踪矢量化→矢量图合成接边→矢量图编辑→存入空间数据库。

4.摄影测量与遥感

这种方法是以航空摄影获取的航空像片作数据源,即利用测区的航空摄影测量获得的立体像对,在解析测图仪上或在经过改装的立体量测仪上采集地形特征点,自动传输到计算机内,经过软件处理,自动生成数字地形图,并控制绘图仪绘制地形图。在我国目前条件下,航测适于较大面积几年一次的测量工作,在城市利用新的航测数据建立GIS以后,只要用野外数字测图系统作为GIS地形数据的更新系统,用地面测绘的数字图作局部更新,即可保证GIS地形数据的现势性。

属性数据管理

在空间数据采集完后,我们要进行与空间事物相关的属性数据的输入和管理工作属性数据输入与管理。

属性数据是描述空间实体的特征信息,一般包括文字信息、图、表等。属性数据的输入通常有4种方法:键入法、使用光学的字符识别技术、在数字化或矢量化的过程中赋值以及人工编辑法。

在实际实现系统时,可以通过相应实体的属性输入界面逐个输入,但当数据量较大时,一般都与空间数据分开输入且分别存贮。在分开输入时,将属性数据通过数据库软件或者办公软件如Excel等输入。它不仅能表示常规类型的属性数据即表数据外,还可以表示报表、普通照片、录象资料、声音、动画等,从而更形象的表示实体内容。

常用矢量化软件

目前市场上,可以用来进行矢量化处理的软件也很多,比如AUTOCAD、COREL TRACE、COREDRAW、FREEHAND、VPHYBRID MAP、WISEIMAGE、MAPINFO、SUPERMAP ArcMap等,都可以用来进行地图的矢量化处理。

意义

基于矢量化的电子地图，当放大或缩小显示地图时，地图信息不会发生失真，并且用户可以很方便地在地图上编辑各个地物，将地物归类，以及求解各地物之间的空间关系，有利于地图的浏览、输出。矢量图形在工业、制图业、土地利用部门等行业都有广泛的应用。

地图矢量化是进入电子社会必经的一个过程和手段,掌握它的工具、方式、方法是我们从事地图系统开发的基础,是一切现实数据进行计算机模拟显示和查询所必须的步骤,也是具有现实意义和广泛应用的。

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