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    幾種常用軟件在林業制圖中的組合應用

    作者: 來源: 日期:2014-09-25 22:32人氣:
      摘要:針對林業制圖特點,提出了一種比較實用的林業制圖解決方案,重點闡述了利用Mapinfo、AutoCAD、CADGIS、EXCEL這四種軟件繪制林業專題圖的具體應用方法和技巧。

      關鍵詞:Mapinfo;CADGIS;林業制圖;圖形拓撲

      1引言

      林業制圖具有信息源多、數據量大、要求數據可視化程度高等特點。信息源多是指經常要從衛星遙感圖像、地形圖和多種格式的圖形文件中獲取制圖信息;數據量大是指制作一幅林業專題圖需要包括道路、河流、居民點、各種行政界、林業區劃界、編號和專題圖案等圖形要素,一般需要占用幾十兆至幾百兆的磁盤空間;要求數據可視化程度高是指需要將地類、林種、樹種等屬性數據以顏色、圖案等形式在圖面上表示出來。因此,林業制圖軟件的功能,既要有強大的圖形輸入、編輯、拓撲、制作等功能,還要有對屬性數據的處理功能,一般的制圖軟件很難滿足要求,只有ArcGIS等大型地理信息系統軟件才具備這些功能。由于ArcGIS價格昂貴,應用人員稀少,在基層單位很難推廣應用。Mapinfo、AutoCAD、CADGIS和EXCEL是林業基層單位常用軟件,如果將這幾種軟件組合在一起使用,各取所長,能起到ArcGIS的作用。筆者經過幾年的應用探索,取得了令人滿意的效果,總結出了一套應用這幾種軟件繪制林業專題圖的解決方案,在此刊出與大家分享。

      

      2幾種常用軟件的特點

      2.1Mapinfo軟件

      MapInfo是美國MapInfo公司的桌面地理信息系統軟件,是一套強大的基于Windows平臺的一種數據可視化、信息地圖化的桌面解決方案。它依據地圖及其應用的概念、采用辦公自動化的操作、集成多種數據庫數據、融合計算機地圖方法、使用地理數據庫技術、加入了地理信息系統分析功能,形成了極具實用價值的、可以為各行各業所用的大眾化小型地理信息系統平臺,它提供了與ArcGIS、AutoCAD、Oracle等軟件進行數據交換的接口。它小巧玲瓏,易學易用,而且價位較低,因此該軟件深受林業制圖人員的喜愛,很多基礎圖如地形圖、遙感圖像、河流、道路、行政界線等都是Mapinfo格式,但是該軟件對圖形對象的編輯功能略顯不足,特別是在拓撲錯誤處理方面,功能和速度不能滿足林業制圖的需要。

      2.2AutoCAD軟件

      AutoCAD的英文全稱是AutoComputerAidedDesign(計算機輔助設計),是目前國內外最受歡迎的CAD軟件包,它廣泛應用于建筑、機械、電子等工程設計領域,它具有完善的圖形繪制功能、強大的圖形編輯功能、可以進行多種圖形格式的轉換、支持多種硬件設備和軟件平臺,另外還提供了開放的多種形式的二次開發環境。特別是它強大的圖形編輯功能,深受林業制圖人員歡迎。但是它在數據可視化方面不如Mapinfo等地理信息系統軟件。

      2.3CADGIS軟件

      CADGIS是針對林業制圖的特點,在AutoCAD平臺下,用ARX二次開發的地理信息系統工具軟件,它兼有輔助設計(CAD)和地理信息(GIS)雙重功能,即可以利用AUTOCAD強大的繪圖功能和方便的編輯功能編輯圖形數據,又可以使用GIS拓撲分析功能處理圖形和屬性數據。CADGIS具有快速簡捷的圖形拓撲功能,可處理多重嵌套復雜的包含關系,能檢查出各種類型的拓撲錯誤,并提供了相應的修改方法和工具;通過索引關鍵字與數據庫記錄動態聯接,可實現一對多或多對一復雜的關聯關系;它提供了與Mapinfo進行數據交換接口,能夠對點、線、面等圖形對象完整地進行數據格式轉換。

      2.4EXCEL軟件

      MicrosoftExcel是微軟公司的辦公軟件Microsoftoffice的組件之一,它直觀的界面、出色的計算功能和圖表工具,使其成為最流行的電子表格數據處理軟件。它可以保存成多種格式的文件,為數據轉換提供了方便。林業制圖人員經常用它輸入調查數據和匯總報表,該軟件美中不足的是最多只能處理65536行記錄,文件再大時只能用數據庫。

      3幾種軟件的組合應用方法

      林業制圖的一般過程是:參照調查手圖輸入圖形數據,對照小班調查表輸入屬性數據,對圖形數據進行拓撲,查找并修正拓撲錯誤,將圖形數據與屬性數據匹配連接后,按屬性數據對圖形數據填充圖案、配置色彩,最后打印出圖。林業專題圖有很多種,制作方法都大同小異,現就森林資源分布圖的制作,談一談幾種常用軟件的組合應用方法和技巧。

      3.1在Mapinfo中輸入圖形數據

      打開地形圖或衛星遙感圖像,作為工作底圖,參照調查手圖,用[折線]工具輸入小班界線,用[文本]工具在小班內部標注圖班編號。

      3.2從Mapinfo中轉出數據到AutoCAD

      在Mapinfo中用[表]->[轉出]命令將畫好的小班線和圖班編號圖以DXF格式轉出到交換文件,在AutoCAD中以DXF格式打開,另存為DWG格式文件,即可將Mapinfo地圖轉換為AutoCAD地圖。

      3.3用CADGIS進行圖形拓撲

      圖形對象一般分為點、線、面三種類型,點對象是反映以坐標點為主要特征的圖形數據(如文字注記、高程點、景點等),對點對象可以求取中心坐標,設置字體、符號類型等;線對象是反映以線狀地物為特征的圖形數據(如道路、河流、境界線等),線對象可以求取線長,設置線型、顏色等;面對象是反映多邊形區域屬性的圖形數據(如行政區劃、林班、小班等),面對象可以求取多邊形的面積,設置面的填充顏色、圖案等。面對象實際上是由一至多個線對象有序的圍成封閉的多邊形,它可以由線對象轉換而來,圖形拓撲的目的主要是將線對象轉換成面對象。圖形拓撲的過程就是建立線與線、端點與結點、結點與結點的鄰接關系、結點與線和線與面的關聯關系、面與面的包含關系等。圖形拓撲是通過CADGIS的[建立拓撲關系]功能實現的。

      在圖形輸入過程中,對有共同端點的多條線段來說,每輸入一條線段,這個共同的端點就要被輸入一次,由于種種原因,這個共同端點的坐標值每次輸入都可能會不一樣,如果某條線的端點超出了允許誤差范圍,該端點就會產生拓撲錯誤,如果有拓撲錯誤存在,就要用查錯程序,檢索定位錯誤,并對其修改,然后重新拓撲。如果一幅圖中,不存在拓撲錯誤,則可以建立各種拓撲關系,同時計算出線長、多邊形面積、內點坐標等。

      3.4拓撲錯誤改正

      CADGIS提供了[查找錯誤]命令用于查找拓撲錯誤位置。該命令從第一個錯誤開始,依次查找,每找到一個錯誤,將當前屏幕定位于錯誤處,顯示出錯誤點,并在提示行顯示錯誤類型和應該采取的處理辦法,可利用AutoCAD的光標快捷菜單(在屏幕上按下鼠標右鍵可激活),對錯誤進行編輯修改。常見的錯誤類型有以下幾種:

     、賉懸掛點]:一個結點上至少要有2個線段的端點,如果一個結點上只有一個線段的端點,那么該端點即為懸掛點;蚴且粋結點上有若干個線段的端點,這些端點的坐標不相同,其中有的端點坐標超出允許誤差范圍,那么超出允許誤差范圍的端點亦為懸掛點。有時一個端點與一條未斷開的線相連,該端點也是懸掛點。對懸掛點可以利用[線相聚]或[線延伸]命令將其移到正確位置。對與一條未斷開的線相連的懸掛點,可用[線斷開]命令將線從端點處斷開。

     、赱重復線]:在同一個位置有兩條以上的復合線,只有一條是有效的,其它多余的線為重復線。對重復線可用[移動實體]命令將其中一個移開,用[重顯]功能重新顯示一下屏幕,確定確實有重復線后,用[刪除]命令將重復的線刪除。

     、踇線太多]:一個結點上最多不允許超過15個線段的端點。有時允許誤差太大或比例尺太小或線的長度太短,會出現這種情況。

     、躘線交叉]:在面狀圖中,每條線最多可屬于2個多邊形,如果兩條線相交,在交點處必須斷開,否則會發生交叉線錯誤。發生線交叉錯誤一般分三種情況,一種是在結點附近,結點上的線發生交叉錯位;第二種是一條線與其它線交叉,從屬于2個以上的多邊形;第三種是一條線自身的組成線段之間發生交叉。第一種情況在生成結點時系統就會發現,第二種情況在生成多邊形時會發現,第三種情況很難發現,只有通過[線相交檢查]才能找到。如果發生[線交叉]錯誤,可以用[線斷開]命令,將交叉線斷開。

     、輀無效線]:在生成多邊形時,每條線必須從屬于至少一個多邊形,最多兩個多邊形,對不屬于任何一個多邊形的線為無效線。這種錯誤不易發現,有時因為兩條線相互交叉也會造成這種錯誤,因此在發生此類錯誤之后,最好用[線相交]功能讓系統自動檢查并打斷相交線,然后重新建立拓撲關系,如果仍然出現無效線錯誤,可按以下原則進行查找:發生無效線錯誤后,提示的錯誤處不一定是真正的錯誤位置,用戶應該在其附近用[屏幕縮放]功能,仔細查找不屬于任何多邊形的無效線,找到以后,可將其刪除。無效線一般有兩種情況出現,一種是在具有島多邊形的父多邊形內部,一條線一端連在父多邊形上,另一端連在島多邊形上,該線不屬于任何多邊形為無效線;第二種情況在所有多邊形外部,一條線兩端各連一個多邊形或多邊形群,該線不屬于任何一個多邊形為無效線。

      一個錯誤顯示完成后,會自動刪除,下次將顯示其它錯誤。所有錯誤顯示一遍后,必須重新建立拓撲關系。

      3.5在EXCEL中輸入屬性數據

      林業制圖常用的屬性數據通常包括統計單位(縣、鄉、村)、林班號、小班號、地類、林種、樹種、圖班編號等字段,其中的圖班編號一般為林班和小班的組合號,如001023,表示1林班23小班。在EXCEL中以一個字段作為一列,一個小班記錄作為一行,逐個輸入小班數據。輸入完畢后,用[另存為]命令保存類型選DBF3,將屬性數據以Dbase3格式保存。

      3.6圖形數據與屬性數據匹配連接

      圖形數據與屬性數據的匹配連接是通過CADGIS利用每個圖班中的圖班編號文本和屬性數據庫中的圖班編號字段值建立一一對應的連接關系,給每個小班面添加對應的屬性數據。圖形中的圖班編號文本必須放在DBF_NO圖層,一個圖班中只能包含一個有效的圖班編號,圖班編號要具有唯一性,圖上的圖班編號要和屬性數據庫中的圖班編號一一對應,否則就會發生數據匹配錯誤。利用[相通錯誤檢查]功能可以發現圖班編號的匹配錯誤,利用[唯一性檢查]功能可以查出重復的圖班編號。

      3.7轉出小班面數據到Mapinfo

      CADGIS能輸出Mapinfo通用的MIF格式交換文件,MIF格式文件小班面數據包括兩類數據,一種是圖形數據(*.MIF),一種是屬性數據(*.MID)。用Mapinfo的[轉入]命令,即可將小班面數據完整地讀入Mapinfo,生成小班面圖。

      3.8利用屬性數據成圖

      利用Mapinfo的[SQL查詢]功能,按地類或林種等屬性數據對小班面圖進行篩選操作,用[區域格式]工具對選中的小班面制定填充顏色和圖案,很輕松地就可以制作出森林資源分布圖。

      4結論

      使用Mapinfo輸入圖形數據,EXCEL輸入屬性數據,將這兩種數據導入AutoCAD,用CADGIS對圖形數據進行拓撲,查找并修正拓撲錯誤,將圖形數據與屬性數據匹配連接后,再轉回Mapinfo,最后用Mapinfo強大的數據可視化功能成圖,并分析管理地圖信息。該方法充分利用這幾種軟件的優點制作林業專題圖,操作簡便、成圖速度快、還能夠提高繪圖質量。由于這幾種軟件在林業基層單位應用人員較多,推廣應用具有可行性,是一種比較實用的林業制圖解決方案。

      

      參考文獻:

      [1]徐禮來,淺談AutoCAD在林業制圖及設計上的應用.林業調查規劃2007年第2期

      [2]黨安榮,地理信息系統可視化專題制圖要素分級探討.地理學報1998年第6期

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