Global Mapper在专题制图中的应用

杜 辉 张良会

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300142)

1 Global Mapper简介及专题制图的特点

1.1 Global Mapper简介

Global Mapper软件是Blue Marble公司(2011年收购Global Mapper)的一款小型化地理信息软件。该软件支持多种光栅数据、矢量、高程数据的显示及处理，本身具备了GIS软件产品的很多特征，运算快捷，操作简单，易于掌握。该软件具有如下显著特点:

①通过WMS服务在线免费浏览、下载全球任一地区真彩色遥感影像(大部分地区地面分辨率可达10 m，局部城区最高可达1 m)，免费下载Open Street Ma．org全球街道详图(DRG)，免费下载TOPO全球雷达孔径地图，免费下载 SRTM三孤秒全球 DEM数据及USGS数据(如图1)。

②4D产品的投影变换所见即所得，支持数据类型多达152种，能够输出数据包括约15种光栅数据，19种矢量数据，38种高程数据。

③数据浏览、转换、输出效率高(特别是该软件无需第三方软件解压缩直接打开MrSID、WinRAR等格式数据)，支持批处理。

Global Mapper在制图中主要用于三维地理信息数据显示、漫游、查询、下载、格式转换、投影变换、数据集成、编辑、几何校正、输出，也直接用于地理位置示意图的绘制和出图。另外，Global Mapper可直接查看TerraServer－USA免费授权的的全美卫星影像和地形图;支持3D立体视图和3D矢量数据，包括加载图像和矢量三维物体表面;支持GPS跟踪系统(可以通过计算机的串行端口或USB实时端口将GPS与电脑相连，进行实时跟踪)，并把GPS的位置变化情况标记在地图上;支持Google Map、Virtual Earth(该项功能需设置授权URL地址及用户)。

图1 用Global Mapper13加载全球WMS数据库

1.2 专题制图的特点

专题地图又称特种地图，是按照地图主题要求，突出表示与主题相关的一种或几种要素，使地图内容专题化、用途专门化的地图。其主题可以是一种或数种自然要素或社会经济现象，制图一般针对某一领域的关键问题(例如分布、规划、类型、趋势等)，利用特定的地图语言对主题进行可视化表达，具有严密的数学基础、高度的综合性，制作精美，具有一定的艺术性、较强的实用性。专题制图具有如下特点。

(1)针对性强，制图上下序连接紧密

依据所针对的领域，专题制图不如普通地图制图那样涵盖面广，而是针对某一专题对原始数据进行有选择的取舍。因此，专题制图要求与上下序专业保持密切沟通，随时跟据用图单位要求调整制图计划。

(2)专业要求高，制图形式多样

专题地图服务于不同的专业，每个专业要表达的信息形式千差万别，所涉及的原始数据种类繁多;另外，不同专业要求的制图效果不同，有的关注制图的平面、高程精度;有的关注图式符号的效果，要求达到美观、醒目的目的;有的关注地图底图的三维效果。

(3)关注领域多变，符号系统更新频率高

由于专题地图关注的领域多变，因此制图无法采用统一的符号库。在现有符号库的基础上，应该及时更新升级，同时应多参照国内外相关制图经验，使更多新颖的图式符号运用到专题制图过程中。

(4)制图比例跨度大，不同尺度原始数据应准备齐全

制图范围可能大至洲际，小至街道、村镇、厂矿，底图尺度变化巨大。为了保证制图效率，制图数据库应涵盖多种分辨率的遥感影像图、多种精度的基础地理信息数据。

1.3 遥感影像专题制图涉及到的软件平台

遥感影像专题制图涉及的软件平台主要有ERDAS、ARCGIS等遥感软件和地理信息软件，涉及到AutoCAD、MicroStation等辅助制图软件，还涉及到Adobe PhotoShop、Illustrator等光栅图像后处理软件。

ERDAS、ARCGIS遥感地理信息软件是处理三维地理信息数据的主要软件平台，有些操作适合在这些平台上完成(例如基于分辨率的遥感影像融合、遥感影像地学分析、复杂地理信息数据的编辑输出等)。但有些遥感数据的一般处理则没必要在这些操作复杂、专业术语众多的平台上完成，例如:数据格式转换、投影变换等。Global Mapper是一款小型化的地理信息软件，该软件专业知识储备要求不高，易于操作，在数据格式转换、投影变换等方面具有很大应用空间。

2 Global Mapper应用专题

2.1 基本功能

Global Mapper能够进行三维地理信息数据投影变换，而且变换后成果所见即所得。图2是对Open Street Ma．org某街道地图进行投影变换的例子(BJ54椭球、横轴墨卡托投影、中央子午线117°)。

图2 对某街道地图进行投影变换

此外，Global Mapper提供全球大部分区域的遥感影像数据下载，地面分辨率在主要城市最高可达1 m，其他地区地面分辨率可达10 m。该数据库不同于Google Map数据，在某种程度上两者可以形成数据互补(例如Google Map数据在某区域有大面积云层覆盖，就可以参照Global Mapper读取WMS全球影像数据，但WMS全球数据库的高清影像覆盖率以及数据更新速度远不如Google Map)。图3显示了采用Global Mapper下载的某区域遥感影像图(下载的影像数据与Google Map影像数据存在N方向约70 m的系统偏差)。

图3 下载某区域10 m地面分辨率的遥感影像

2.2 控制点展点

Global Mapper可以读取文本格式的坐标文件，并且按用户定制的符号系统，以图形方式显示。该功能可用于控制点展点。

2.3 采用Global Mapper进行辅助专题地图制图

采用Global Mapper主要进行公共栅格、矢量数据、DEM数据以及其他专题数据的投影变换及数据格式转换输出。笔者采用Global Mapper进行辅助专题地图制作，已完成国内外大小项目约100余个，包括铁路长大干线线路平纵断面图，区域地理位置示意图，铁路、公路沿线带状影像地形图。图4是某项目线路平面示意图。

图4 某项目线路平面示意

2.4 采用Global Mapper作为主要制图平台制作区域地理位置示意图

以全球公共矢量数据、全球免费地形数据(SRTM)以及全球不同尺度真彩色遥感影像图(地面分辨率30 m、500 m、1.5 km)等公共资源作为数据依托，利用Global Mapper软件平台提供的符号库制作区域地理位置示意图。制图基本步骤如下(以制作全国主要行政区划地理位置示意图为例)。

①专题制图规划(地图数学基础规划设计)，标准设计，例如地图种类，采用的地图投影、比例尺、高程系统、分幅等。

②利用“鱼网功能”制作全国经纬度格网(采用WGS－84大地坐标)，度、分格网用不同线形表示，依项目需要可以显示秒级格网。

③导入WGS全国遥感影像数据、SRTM高程数据(需要提前下载)，进行必要的调整，例如图像投影变换、灰度拉伸、透明度调节等。

④导入全国1∶400万公共矢量数据(由国家测绘局在因特网上发布)，主要有省、市、县界，主要铁路、公路，主要居民地注记;利用Global Mapper自带的符号库进行符号化。

⑤图外要素(整饰要素)的制作，主要包括图例、比例尺、指北针等。

⑥专题地图的输出。输出JPEG、TIFF格式的地图成果(带有JGW、TFW坐标文件)。

区域地理位置示意图成果如图 5、图 6、图 7所示。

图5 某区域地理位置示意

图6 以高程信息作为背景的某区域地理位置示意

3 结论

介绍Global Mapper软件在专题制图过程中的主要应用:用于三维地理信息数据显示、漫游、查询、下载、格式转换、投影变换、数据集成、编辑、几何校正、输出;用于辅助专题地图制作;用于控制点展点;用于地理位置示意图的绘制和出图。实践表明:采用Global Mapper进行辅助专题制图或者作为主要制图平台进行地理位置示意图制作，操作简单，运算快捷，能够提高成图效率。

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