利用Mapgis软件将等值线逆向数值化的方法

罗立红，邵 兴

（天津市地质环境监测总站,天津 300191）

0 引言

在实际工作中，我们需要收集一些地区的基础地质、水文地质、工程地质、地面沉降、地热等地质资料。其中包括地下水位等值线、地面沉降等值线、热力梯度等值线等图件。在没有具体的实测水位标高、地面沉降量、热力梯度值等基础数据情况下，如何将这些图件数据化，又能保证数据的真实性，是本次需要解决的主要问题。

下面将以地质灾害危险性评估中所需要的5年平均地面沉降速率等值线图为例，根据多年来使用Mapgis软件的经验，实际操作来演示如何将2000～2004年5张地面年沉降速率图，整合成一张2000～2004年平均地面沉降速率等值线图。

本文使用的软件及版本为：Mapgis6.7、Microsoft Off ice2010。

1 Mapgis数据格式的特点

Mapgis是武汉中地信息工程有限公司开发的地理信息系统，已被广泛应用于测绘、地理、地质方面，并得到一致好评。它分为“图形处理”、“库管理”、“空间分析”、“图像处理”及“应用服务”5个部分，共计24个子系统。用户可以根据自己的需要，选择不同的子系统，也可以将不同的子系统结合起来使用。同时Mapgis还提供一些与其它软件间相互转换的接口，供用户灵活应用。

Mapgis的图形数据包括：点图元数据、线图元数据、面图元数据。其保存数据形成的文件名分别为：“*.wt”即点文件，“*.wl”即线文件, “*.wp”即面文件。

Mapgis的数据交换格式是ASCII码的明码文件，其文件结构由文件头和数据区两部分组成。文件头记录的是文件的版本和类型(点、线、面)信息，数据区记录的是实体的几何信息。明码文件按要素类型分为线文件(*.wal)、点文件(*.wat)、区文件(*.wap)3种。

1.1 线文件结构

逻辑结构：文件头 线数 1号线 2号线

…………

具体为：

（1）（文件头）WMAP9021

（2）（线数）n

（3）（1号线）

线型号，辅助线性型号，线色，线宽，X系数，Y系数，辅助色，图层，透明输出。

（1号线线点数）m1

X1,Y1

X2,Y2

………

ID,线长度

1.2 点文件结构

逻辑结构：文件头 点数 1号点 2号点…………

具体为：

（1）（文件头）WMAP9022

（2）（点数）n。

（3）（1号点）

X1,Y1,ID,

type1{0字符串/1子图/2圆/3弧/4图像/5文本}，

点信息{点信息和点类型相对应}

1.3 区文件结构

逻辑结构：文件头 弧段数 1号弧度 2号弧度…… 最后弧度 节点数 1号结点 2号结点 …………最后结点 区数 1号区 2号区 ………… 最后区。

明码文件只有要素的几何信息而没有要素的属性，只能用于地图的显示和出版，必须转为Mapgis的标准文件，才能进行GIS分析与属性信息查询等操作。

等值线数值化的方法设计

将2000、2001、2002、2003、2004年地面年沉降速率图，通过基础图件处理、Mapgis明码文件处理、生成GRD网格化文件、生成高程点文件和数据整理，经过上述5个步骤处理后才能生成一张5年平均地面沉降速率图，其方法设计见图1。

图1 等值线数值化流程图

2 等值线数值化的处理过程

2.1 基础图件处理

首先通过对线文件（*.wl）进行抽稀操作，合理地减少该文件的数据量，以达到减少工作量的作用，抽稀前后对比见图2、图3，其具体操作如下：

（1）进入“图形处理”主菜单——〉“输入编辑”——〉进入mapgis编辑子系统；

（2）将需要编辑的线文件（*.wl）添加到项目中；

（3）通过“L线编辑”菜单——〉“抽稀线G”；

（4）抽稀因子：默认为0.3；

（5）保存项目，退出编辑子系统。

图2 （抽稀前）

图3 （抽稀后）

2.2 Mapgis明码文件处理

导出线文件（*.wl）的坐标点，形成“Mapgis明码格式”文件（*.Wal）,作为生成等值线的基础数据。其操作界面见图4，具体步骤如下：

（1）进入“图形处理”主菜单——〉“文件转换”——〉文件转换子系统；

（2）通过“文件”菜单——〉“装入线”，将抽稀后的线文件装入；

（3）通过“输出”菜单——〉“输出Mapgis明码格式”，输出明码文件。

图4 文件转换子系统

M a p g i s 明码格式如表1、图5所示，可以通过Microsoft Off ice Excel软件编辑。这其中红色标注框中为线文件坐标点的X,Y坐标，蓝色标注框的为该根线的ID号。我们根据线的ID号，在后面添加该等值线的沉降速率值，并对没用的单元格进行整理后如图6所示。

将整理好的数据，另存为“*.txt文件”，用于生成GRD文件。

表1 线文件格式

图5 明码数据编辑(前)

图6 Mapgis明码格式（后）

2.3 生成GRD网格化文件

操作界面见图7，具体步骤如下：

（1）进入“图形处理”主菜单——〉“空间分析”——〉DTM分析子系统；

（2）通过“GRD模型”菜单——〉“离散数据网格化”——〉生成*.GRD文件

（注：对需要叠加的每一张图，在其中的“网格参数设置”中的X，Y方向的起点坐标、终点坐标、网格间距、网格线数一定要对应。）

图7 离散数据网格化

2.4 生成高程点文件（*.wt）

其操作界面见图8，具体步骤如下：

（1）进入“图形处理”主菜单——〉“空间分析”——〉DTM分析子系统；

（2）通过“模型应用”菜单——〉“高程点标注制图”——〉生成*.WT文件

图8 高程点标注制图

2.5 数据整理，生成5年平均地面沉降速率等制线图

将刚生成的每年高程点的属性加入点位置X,Y值，然后输出成*.txt文件，再通过Microsoft Off ice Access 软件，以高程点的ID号作为关联字段（自动生成点文件ID号是一致的），计算出5年平均地面沉降量，如图9所示。这样就可以用此数据按第3.3节的方法进行“离散数据网格化”，生成5年平均地面沉降速率等值线图。

图9 平均沉降量计算

3 结论

该套方法能够有效地帮助地质工作者对收集到的图形文件进行有效的利用，提高数据的精度和绘图的速度，充分发挥资料的价值，该方法不仅用于地质灾害评估的工作中，还可用于其它类似曲线的数据化处理工作，该方法在日常工作中发挥着极大的作用。

[1]陈 勇等.数字图数据到MAPGIS数据的格式转换[J].测绘学院学报，2004年，第2期：154～156.

[2]段青梅等.基于MAPGIS明码文件的绘图转换系统开发及应用[J].物探与化探，2005年，第1期：50～52.

[3]钟理韬等.MAPGIS明码文件的获取和在坐标转换中的应用研究[J].安徽农业科学,2014年,第7期:2171～2173.

[4]武汉中地信息工程有限公司.MAPGIS地理信息系统使用手册.