MapGIS与地质制图：高程增量的自动矢量化方法

矢量化是把读入的栅格数据通过矢量跟踪，转换成矢量数据。栅格数据可通过扫描仪扫描原图获得，并以图像文件形式存储。本系统可以直接处理TIFF 格式的图像文件，也可接受经过MapGIS 图像处理系统处理得到的内部格式文件（RBM）文件。

（1）矢量化流程

矢量化流程如图3.17所示。

图3.17 矢量化流程图

（2）矢量化系统的文件操作

①装入光栅：栅格数据可通过扫描仪扫描原图获得，并以图像文件形式存储。本系统可以直接处理TIFF（非压缩）格式的图像文件，也可接受经过MapGIS 图像处理系统处理得到的内部格式（RBM）文件。该功能就是将扫描原图的光栅文件或将前次采集并保存的光栅数据文件装入工作区，以便接着矢量化，此时将清除工作区中原有光栅数据。

②保存光栅：将工作区中的光栅数据存成MapGIS 系统的内部格式（RBM）文件。在矢量化的过程中，若设置“自动清除处理过光栅”选项，则工作区中的光栅图像会发生变化；另外，当进行“光栅求反”操作后，工作区中的光栅图像也会发生变化。为了保存修改后的图像，就得选择该功能来保存光栅图像文件。

③清除光栅：清除工作区中的光栅文件。

④光栅求反：将工作区中的二值或灰度图像进行反转（Invert），如使二值图像的白色变为黑色，黑色变为白色。在矢量化的过程中，是以灰度级高的像素为准，即只对灰度级高的像素进行矢量化，灰度级低的像素作为背景。若扫描进来的图像与此刚好相反，则需利用该功能进行反转后才能开始正确的矢量化操作。如二值图像，正常的光栅数据显示出来应是灰底白线，如果出现白底灰线，说明图像黑白相反，应用“光栅文件求反”功能将光栅求反，求反后的光栅文件应存盘，否则下次装入的光栅文件仍不变。

（3）矢量化设置

①设置矢量化范围：全图范围即矢量化操作在全图范围内有效；窗口范围即矢量化操作在定义窗口范围内有效。

②设置矢量化参数：包括矢量化时的几个必需的控制参数，设置矢量化参数包括抽稀因子、同步步数、最小线长、自动清除处理过光栅、细线、中线、粗线。一般用系统默认值即可。

③设置矢量化高程参数：在进行等高线矢量化时，需要给每一条线赋高程值，为提高效率，系统设计了自动赋值的功能。

在进行等高线矢量化时，首先要在“线编辑”菜单下利用“编辑线属性结构”功能建立高程字段，然后利用该功能设置当前高程、高程增量和高程存储域，这样，在每矢量化一条线时，系统就会根据指定的高程存储域，将当前高程值赋予该属性域中。若当前高程值要增加，则每按一次F4 键，当前高程值就增加“高程增量”所指定的值。

a.当前高程：当前矢量化线的高程值，每矢量化一条线自动赋予当前高程。

b.高程增量：矢量化过程中，每按一次F4 键，当前高程就递增一次，并弹出一个小窗口，显示当前高程值。

c.高程域名：存储高程值的属性域名，可选择属性库中任意一个浮点型域来存储高程值。在矢量化高程线时，最好先在“线编辑”菜单下利用“编辑线属性结构”功能建立高程字段，这样才可以在这里指定高程域名，其中线缺省属性字段不允许赋高程值。

注意：需要系统自动给每一条线赋高程值时，必须事先设置好线的属性结构，使它包含有“高程”的属性域（浮点型），否则系统不能给等高线赋值。

④设置图像原点参数：栅格图像与矢量图形配准是使用“图像镶嵌配准”模块，可达到精确配准的目的，但操作要复杂些。在某些情况下，可以设置图像的原点和相应的X、Y 比例达到与图形坐标套合。

（4）非细化无条件全自动矢量化

非细化无条件全自动矢量化是一种新的矢量化技术，与传统的细化矢量化方法相比，其具有无须细化处理，处理速度快，不会出现细化过程中常见的毛刺现象，矢量化的精度高等特点。

非细化无条件全自动矢量化无须人工干预，系统自动进行矢量追踪，既省事，又方便。全自动矢量化对那些图面比较清洁，线条比较分明，干扰因素比较少的图，跟踪出来的效果比较好，但是对那些干扰因素比较大的图（注释、标记特别多的图），就需要人工干预，才能追踪出比较理想的图。

本系统的自动矢量化除了可进行整幅图的矢量化外，还可对图上的一部分进行自动矢量化。具体使用时，先用“设置矢量化范围”设置要处理的区域，再使用全自动矢量化就只对所设置范围内的图形进行矢量化。注意，自动矢量化的图像质量要求较高，在矢量化前最好对图像进行二值化处理。

（5）交互式矢量化

对那些干扰因素比较大，需要人工干预的图，要想追踪出比较理想的图，无条件全自动矢量化就显得力不从心了，此时人工导向自动识别跟踪矢量化正好解决这个问题。矢量化追踪的基本思想就是沿着栅格数据线的中央跟踪，将其转化为矢量数据线。当进入矢量化追踪状态后，即可以开始矢量跟踪，移动光标，选择需要追踪矢量化的线，屏幕上即显示出追踪的踪迹。每跟踪一段遇到交叉的地方就会停下来，让你选择下一步跟踪的方向和路径。当一条线跟踪完毕后，按鼠标的右键，即可以终止一条线，此时可以开始下一条线的跟踪。按“Ctrl+右键”可以自动封闭选定的一条线。(www.xing528.com)

在人工导向自动识别跟踪矢量化状态下，可以通过键盘上的一些功能键，提高矢量化的效率。矢量化系统常用功能键包括：

①F5 键（放大屏幕）：以当前光标为中心放大屏幕内容。

②F6 键（移动屏幕）：以当前光标为中心移动屏幕。

③F7 键（缩小屏幕）：以当前光标为中心缩小屏幕内容。

④F8 键（加点）：用来控制矢量跟踪过程中需要加点的操作。按一次F8 键，就在当前光标处加一点。

⑤F9 键（退点）：用来控制矢量跟踪过程中需要退点的操作，每按一次F9 键，就退一点。有时在手动跟踪过程中，由于注释等的影响，使跟踪发生错误，这时通过按F9 键，进行退点操作，消去跟踪错误的点，再通过手动加点跟踪，即可解决。

⑥F11 键（改向）：用来控制矢量跟踪过程中改变跟踪方向的操作。按一次F11 键，就转到矢量线的另一端进行跟踪。

⑦F12 键（抓线头）：可用F12 功能键来捕捉需要连接的线头。

（6）封闭单元矢量化

对于地图上的居民地等一些图元，其本身是封闭的，然而，由于内部填充的阴影线等内容，无论无条件全自动或人工导向自动识别跟踪矢量化都无法将其一次完整地矢量化出来，这时选用封闭单元矢量化功能就能将其完整地矢量化出来。

封闭单元矢量化功能有两项选择，一种是以这个光栅单元的外边界为准进行矢量化；另一种是以边界的中心线为准进行矢量化。

（7）高程自动赋值

高程自动赋值是一种快速等高线赋值方法，具体操作步骤如下所述。

1）修改线属性结构

在一个工程中打开一张等值线图并将其设为可编辑状态，单击“线编辑”菜单下“参数编辑”命令中的“编辑线属性结构”命令，然后在弹出的“编辑属性结构”对话框中，给线文件添加一个“高程”属性字段，字段类型必须是浮点型，如图3.18所示。

图3.18 编辑属性结构

2）设置高程参数

参见前面“矢量化设置”中的“设置矢量化高程参数”内容。

3）高程自动赋值

单击“矢量化”菜单下的“高程自动赋值”命令，然后将鼠标放在等高线的中央，按住鼠标左键拖出一条橡皮线，然后再次单击左键，则系统会弹出“高程增量设置”对话框，要求用户设置当前高程、高程增量和高程域名，假设当前的高程值为“2 200”，高程距为“-200”，其设置如图3.19所示，然后单击“确定”按钮，系统将凡与该橡皮线相交的等高线，根据已设置的“当前高程”为基值，自动逐条按“高程增量”递增赋值，原先若有值，则会自动更新高程。

已赋值的高程线将变成黄色显示，如图3.20所示，剩余部分等高线依照类似的方法，实现等高线自动赋值。可以通过查阅线的属性来查看每条等高线的高程值，如果个别线没有高程值，则可以手工输入正确的值。

图3.19 高程增量输入