计算机软件MAPGIS在地质测绘制图中的应用
随着信息时代的到来，数字化信息技术越来越受到各行各业的重视，数字化信息飞跃发展带动了各大领域快速高效的发展，为各国的社会经济产生了不可低估的作用，传统的手工绘图已不能满足高效地质工作的需要。近年来，具有强大计算功能及快速图形处理能力的各种计算机绘图软件得到了快速应用，数字化地质填图技术的完善和应用为区域地质矿产的调查工作带来了很多诸多的便利条件，可以说数字化地质信息的不断完善已经引发了地质矿产行业的一次重大革命。MAPGIS具有丰富的图形编辑工具以及强大图形处理能力，包括图形输入、图形编辑、图形输出等基本制图过程。随着卫星定位、遥感和地理信息等系统的不断改进和完善，高新技术在地质矿产调查中的地位越来越受到了重视，目前在地质矿产的调查中地质绘图技术属于最为关注和新颖的技术，他已经成为各国追逐和研讨的重要话题。但是，计算机MAPGIS绘制地质图形尚处于探索阶段使用过程中仍存在功能不全面、针对性不强、稳定性差等缺点，需要地质工作者们不断创新，积极研究，在实际工作中进行完善。
1 地质勘查中计算机的应用概况
1.1物化探报告编制在计算机上应用也非常普遍， 唯地质勘查在计算机上应用较少， 这方面软件的开发更是少之又少， 其原因主要由于地质勘查行业较晚进入市场经济， 对计算机绘制还存在着争议， 如水晒蓝图和打印机出图在图件保存时间、出图质量上的争议， 手工着色与电脑色块填充在着色质量、长时间色泽保持上的争议，电脑制图精确度问题等等。
1.2在野外所观测到的所有信息，都有可能直接形成或者说是直接影响一个具体样品、材料图、产状、素描、地质点、地质界线、化石等属性和空间位置能的建库和成图，所有的路线、地质点和每一个地质数据都能从空间延伸到属性、从属性在过渡到空间再进行相应的检索和分类，最终就能形成一个统一完整的野外初始地质数据库，通过这一信息就能利用技术手段对其经过整理和分析，最后直接输出各类专题图件和相关的地质图。
1.3地质制图技术的应用和发展大大改变了地质调查和野外地质信息采集工作的生存状态，该系统的实现和利用为传统的地质工作披上了科技发展的外衣，使原始传统的地质工作逐渐也走向了数字化，是地质调查工作终于告别了笔记本和记录簿，告别了繁琐的手工操作和艰辛的信息存储，完全实现了野外地质观察的图、文、像的数字化转接、传输和储存。
2 地质测绘中通用计算机绘图软件MapGIS的特点
2.1MapGIS 是中国地质大学武汉中地信息工程有限公司开发的、具有自主版权的工具型地理信息系统，经过不断的完善，目前已广泛适用于地质、矿产、地理、测绘、水利、石油、煤炭、交通、旅游、城建、土地管理等领域。该系统在结构上采用了矢量数据和栅格数据混合结构，有效地解决了信息来源多种多样，数据类型各不相同的矛盾，从而实现数据信息的共享。
2.2在数据组织与管理方面，图形数据采用图形数据库管理子系统，用于存储和管理图形数据和输入、编辑、误差校正、入库操作等。属性数据描述图元特征，存储在关系型属性数据库管理子系统中，用于存储和管理属性数据文件结构的建立、编辑、修改操作等。图形数据和属性数通过图元内部标号连接起来。
2.3MapG1S 所有数据按照类型分层，再按照比例尺分幅（分幅的目的主要是为了便于检索的分析，在大部分情况下，分幅是按矩形划分，而有时为了检索方便，则按行政区划分），通过分层和分幅，使系统处理和显示速度能够满足要求，同时数据操纵、维护和更新比较容易。
2.4 MapG1S 是以传统的编图原理和方法为基础，以计算机和有关的图形输入、输出设备以及编图软件为工具进行编图的新技术，与传统制图相比较，MapG1S 系统在地质制图对数据进行分层与分幅组织，这样加快了系统的处理速度，同时维护比较容易；对图形数据和属性数据进行统一存储、管理，图形数据采用图形数据库管理子系统，属性数据采用关系数据库管理子系统。两者通过唯一的ID号联接起来；提供了丰富的图形工具，用户界面友好，使用方便，操作简单，可实现动态制图，按用户需求可随意对地学图件内容进行修改。系统功能强大的图形编辑功能，图形中各种专用符号、图案、子图号、注释等图元均可进行各种操作，完全可以达到常规制图的精图要求，并在误差校正方面的精度远远优于传统制图工艺。
3 MAPGIS在制图应用中的缺点
3.1首先是格式转换问题，目前大多数的GIS是基于具体的、相互独立和封闭的平台开发的，它们采用完全不同的空间数据模型，对地理数据的组织也有很大的差异。据统计，现在的GIS 空间数据格式超过了100种，而目前还没有软件可以实现100种以上数据格式之间的相互转换，这使得在不同GIS软件上开发的数据交换存在困难，采用数据转换标准也只能部分解决问题。
3.2限制了GIS处理技术的发展潜力。MAPGIS是一套应用广泛的GIS软件，采用矢量数据和栅格数据混合结构，将不同来源、不同类型的数据和信息进行有机结合，实现了数据信息的共享。
3.3误差问题，主要包括纸质介质变形扫描产生的误差， 图像校准过程中产生的误差，综合取舍产生的人为误差，以及子图库，线型库定位点（ 定位线） 不精确形成的误差等。在数字化过程中，产生误差的主要原因是人为因素。在数字化过程中手扶游标不稳左右摆动，或者数字化板晃动，从而造成采集点位不准确。
4 计算机软件MAPGIS绘图制图流程的技术设计要求
4.1图形编辑。数据输入计算机后，按工作顺序，依次进行图形编辑、数据校正、图廓整饰、误差消除、邻图接边等工作。上述工作分别有 MAPGIS图形编辑子系统、拓扑结构编辑子系统、错误检查子系统、数据校正子系统和接边等完成。图形编辑子系统用来编辑修改矢量结构的点、线、面三种图元的空间位置及其属性数据，增加或删除点、线、面域边界；拓扑结构编辑子系统主要是对图形中的空间结构建立拓扑关系，使搜区检查选区更加快速、方便、简捷，大大提高了制图录入编辑的工作效率；错误检查子系统用来帮助检查数据错误，指出错误类型及出错的图元，从而提高数据的质量；数据校正子系统是在图形输入过程中，由于种种原因造成变形的因素很多，有机械的、人为的等造成整幅或者局部图元发生位置偏差，与实际精度不相符，经数据校正，消除输入图形的变形，达到实际图形的最佳位置；对于邻图接边，图库管理系统提供了较强的接边功能，可对图幅进行分幅、合幅，并进行自动、半自动及手动接边操作，在接边过程中，系统自动清除接合误差，既准确、快速、又方便、自然。 4.2无论是制作纸基图件还是建立空间数据库。样图通常是选择制图区域有代表性的地区来进行试编，是符号设计的综合体现，尤其是一些新符号的设计。整套图件尽可能使用一致的系统库。MAPGIS提供了很好的创建和使用工程图例板的功能，利用此功能可以分门别类建立各种图例板，比如各种地质调查图例板、大比例尺地形图图例板、中小比例尺地形图图例板、地质灾害调查图例板、矿产调查图例板、物化探测量图例板、水文工程图例板、岩性花纹图例板、交通地理图例板、山地工程素描图图例板、勘探线剖面图图例板等，一经建好，制作相关图件时可快速调用相应图例板，大批图件可分工多人同时制作不同图件，也可多人制作同一图件，这样成图效率高，且整套图件点、线、面要素统一。
4.3转换格式输出。制图过程中有时需要将两个系统库不同的地图放在同一张图上，而MAPGIS输出时只能有一个库，需要将其中一个图中的所有要素重新赋参数，整饰，工作量极大，这时可以将两个图分别制作完成后转换成EPS格式，利用Adobe Illustrator制图软件将两图组合在一起，这样避免了系统库不用的弊端，节省了工作量。在图件数字化输入的过程中，通常由于图纸变形、操作误差、数字化设备精度等因素，使输入后的图形与实际或理论图形往往有偏差，即存在一定的误差。
5 计算机绘图图件制作要点
5.1平面图件中地形地质图的制作。主要绘制内容是地质界线、工程要素和图例、色块填充。地质界线包括岩性和地层界线、构造界线、水文及工程地质界线、地表岩石露头界线等， 多以曲线为主。绘制的基本步骤与常规手工制图基本相同， 由点到线。点的输入可以选用直角坐标、极坐标等不同坐标， 现实测量方式或运用数据情况而定。键盘输入各点的坐标， 然后对同一地质界线上的点进行连接。连线可以选用不同方式， 如用多义线、样条曲线， 直线段等， 建议尽可能多的选用多义线， 然后对多义线进行圆滑， 这样将为后面的图例、色块填充提供很大方便， 对于地质界线上的控制点密度， 依据相应的比例尺的野外填图的数据而定， 但对地质界线与勘探线、实测剖面线、槽探等的交点一定要作为控制点， 要求有准确坐标， 另外在地质界线转弯处、构造点、水文异常点等也尽量多放控制点以保证地形地质图作为基本图件的准确性。文字标注、综合柱状图、图例和责任表等， 与手工绘图一样， 绘制线条和输入文字即可。一般地形图的内容放入0 图层， 地质界线设置一个或按不同地质界线类型分设不同的几个图层， 勘查工程要素、文字标注依据同样方法设为一个或几个不同的图层。每个图层分设不同的名称和颜色， 这样做到图层清晰， 在绘制其它图件时可方便调用不同图层内容。
5.2 MAPGIS制图系统库包括子图库、线型库、色库、图案库。子图库是各类基础地理及专题要素的符号库。线型库是各类地物界线及专题要素界线的符号库。地图符号是地图的语言，在地图上用来表示实地物体与现象的特点图解记号，它是地图的主要表现形式，也是地理信息得以传输的媒体。地图符号按地面物体和符号的比例关系分为依比例尺，半依比例尺和不依比例尺符号。在传统制图理论中，任何符号都有它的定位点和定位线。符号的定位点和定位线都有严格的规定，它决定了地物在空间的分布位置和相互关系。符号库（子图库，线形库）形成误差的主要原因是符号的定位点和定位线不在规定的位置上。制图人员在数字化制图过程中往往把符号移动到与原图相同的位置，当坐标点可见时，符号的定位点（定位线）和符号的坐标可见点不在同一点上，其误差在0.1-0.5mm之间，图件比例尺越小其误差变形越大。
5.3MAPGIS在图形编辑中的应用。数据输入计算机后，按工作顺序，依次进行图形编辑、数据校正、图廓整饰、误差消除、邻图接边等工作。上述工作分别有 MAPGIS图形编辑子系统、拓扑结构编辑子系统、错误检查子系统、数据校正子系统和接边等完成。图形编辑子系统用来编辑修改矢量结构的点、线、面三种图元的空间位置及其属性数据，增加或删除点、线、面域边界；拓扑结构编辑子系统主要是对图形中的空间结构建立拓扑关系，使搜区检查选区更加快速、方便、简捷，大大提高了制图录入编辑的工作效率；错误检查子系统用来帮助检查数据错误，指出错误类型及出错的图元，从而提高数据的质量；数据校正子系统是在图形输入过程中，由于种种原因造成变形的因素很多，有机械的、人为的等造成整幅或者局部图元发生位置偏差，与实际精度不相符，经数据校正，消除输入图形的变形，达到实际图形的最佳位置；对于邻图接边，图库管理系统提供了较强的接边功能，可对图幅进行分幅、合幅，并进行自动、半自动及手动接边操作，在接边过程中，系统自动清除接合误差，既准确、快速、又方便、自然。
6 结束语
科学计算可视化，计算机动画和虚拟现实技术是当代计算机图形学的三个热点问题。地质领域内的绘图工作也要紧跟时代的步伐，在对各种绘图软件进行比较分析的基础上，选择性的开发适用性及通用性强的绘图工具，并向更高的目标发展。近几年来，MAPGIS广泛应用于测绘遥感、环境治理、灾害预测、地质填图、城市规划、土地管理、矿产资源评价和地学制图等各个领域，已起到了不可估量的作用。
