以ArcGIS為例，結合自己多年的工作經驗，來介紹一下地質圖矢量化的技巧。

以ArcGIS為例，結合自己多年的工作經驗，來介紹一下地質圖矢量化的技巧。

一、底圖的配準

不同比例尺的圖件，有着不同的配準精度要求：

1：20萬的地質圖，配準誤差不能高于20米；

1:50萬的地質圖，配準誤差不能高于50米。

掃描質量很好的原始圖件，隻需要4個以上的控制點用一次配準就可達到精度要求；掃描質量不好的原始圖件，必須要用二次甚至三次配準，在ArcGIS中，至少6個控制點才能進行二次配準，至少10個控制點才能進行三次配準。控制點要均勻分布在圖面上。為了配準的方便，在配準之前，還有必要用圖像處理軟件對一些老化嚴重的圖件進行處理，以去除老化色，恢複其原色。

二、地理數據庫（Geodatabase）中要素類（Feature Class）的建立

要素類的建立是地理數據庫建立工作的主要内容，在地質圖的矢量化工作中，主要涉及到的要素類有面要素（Polygon Features）、線要素（Line Features）、點要素（Point Fatures）。與地質有關的面要素有：侵入岩、沉積岩、變質岩、蝕變帶、各種脈岩等；線要素主要有：斷層、地質界線等；點要素主要則主要是各種礦點。除此之外還有水系、道路、城鎮、居民點等非地質要素。

在建立要素類的過程中，依次要設置名稱（Name）、别名（Alias）、類型（Type）、幾何特征（Geometry Properties）、坐标系（Coordinate System）、XY容忍度（XY Tolerance）、屬性表字段（Fields）等。名稱是計算機識别要素類的依據，其設置要做到簡潔明了、見名知意，如果需要，還可以設置别名，請注意别名僅是供用戶識别使用的，它不是計算機識别的依據。類型（即面、線、點）、幾何特征（即是不是包括Z值的3D數據）、坐标系的設置要和底圖相同，這樣才能保證矢量化後的數據與原始數據一緻。XY容忍度不宜設置過大，否則會影響到數據的精确度，我們可根據底圖具體的精度要求設置，比如1:20萬的地質圖，此值設為1米即可滿足精度要求。屬性表字段的設置十分重要，故放在下一節介紹。

三、要素類的屬性表

要素類的屬性表的創建和填寫是矢量化工作的主要和關鍵内容。屬性表的創建過程主要包括字段的命名和字段類型和長度的選擇。例如對于侵入岩，可設置岩體地方性名稱、岩石類型、岩性符号、岩性代碼、岩石顔色、岩石結構、岩石構造、岩相、主要礦物及含量、次要礦物及含量、與圍岩接觸關系、接觸面走向、接觸面傾向、接觸面傾角、圍岩時代、形成時代、含礦性等。對于沉積岩及地層，可設置地層地方性名稱、地層單位符号、地層單位時代、岩石組合、岩石組合主體顔色、岩層主要沉積構造、生物化石、産狀等。

字段類型，在地質圖矢量化中常用的主要有：Short Integer、Long Integer、Float、Double、Text，因該依字段數據的特征選擇。

字段長度太短會不夠使用，太長又會造成數據冗餘，尤其對于Text類型如此。

四、點、線、面的矢量化跟蹤

點、線、面的矢量化跟蹤，必須要遵循一個基本的原則，就是忠實于原圖，與原圖一緻。

點的矢量化十分容易，隻需将地圖上的點放到合适的大小，然後在其中心處定位即可。

線的矢量化也較為簡單，要求将線條放到合适的粗細，依次用鼠标對其跟蹤。由于掃描後的底圖在放大到一定程度時将會是一個個方形的栅格，有人主張将底圖放大到很大的倍數，跟蹤時将鼠标點在栅格中央即可，這樣可以将圖精确到栅格。

其實這樣的說法是不對的，這樣做的弊端有二：一是速度慢、效率低；二是這樣做的後果未必忠實于原圖，相反會造成一些細微的錯誤。如圖1所示，底圖的線條原本是光滑的，而按照一個一個的栅格跟蹤，出現了很多微小的鋸齒。一定要認識到：任何栅格圖像放大到一定程度都會出現方形的栅格，這是栅格數據的一大局限，這些方格并不是原始底圖的真實反映，而是原始線條的近似表達。要跟蹤的不是一個個的方格中心點，而是所有方格的整體走勢。

圖1 正确和錯誤的跟蹤方法對比

A：正确的方法，把握所有方格的整體走勢，線條平滑

B：錯誤的方法，按照每個栅格的中心跟蹤，出現了很多微小的鋸齒

由此可見，所謂的“細緻”是相對的，有時過于細緻，反而會造成錯誤。所以正确的跟蹤方法應該是：把握所有方格的整體走勢，讓線條最大程度地貫穿這個走勢。一般來說，線條應該是平滑的。

面的矢量化是最為複雜和繁瑣的，工作量非常巨大。總體上來說，面與面的拓撲關系有以下四種：相離、相鄰、相交、包含。處理好面的矢量化問題，就是要正确地處理好這四種拓撲關系。傳統的方法是：如果兩個面有公共的邊，在作圖時就要使用捕捉、跟蹤等工具，以保證這兩個面嚴格重合在公共邊。如果一個面中包含了另外一個面，在作圖時就要使用切割工具，然後才能在大面内部新建小面。

很顯然，以上關于面的矢量化方法在ArcGIS中完全是常規的方法。這樣的方法每次遇到公共的邊都要重複跟蹤，費時費力，操作起來非常繁瑣，稍有不慎就會産生錯誤，最常見的錯誤是在多個面的交接處産生一些小的三角形。這樣的錯誤修改起來也是非常麻煩的。

正是因為傳統方法的以上缺點，我們強烈地不推薦這樣做，而是用一種更為快捷的方法：，按照線要素的矢量化的方法将所有面的邊界當作線要素矢量化，從而形成一個叫做作圖原始線條的線要素類。注意：矢量化時所有面的邊界一定要閉合，所有的線條隻能跟蹤一遍。然後再用工具箱中的“Feature to Polygon”工具，将作圖原始線條轉化為面。這樣做的好處是操作簡單，省時省力而且大大降低了出錯的機會。如圖2所示：

圖2 用工具箱中的“Feature to Polygon”工具可以将任何封閉的曲線轉化成面

五、圖例

這一部分的操作屬于視覺表達的範疇。ArcGIS有強大的圖例生成工具，隻要熟悉了操作方法，完全可以生成任何需要的圖例。

在生成了圖例之後，應該将其保存為Style文件，Style文件一旦生成，可使用Style Manger對其修改和管理。

如果以後見到以前做過的圖例，這時隻需調用以前做好的Style即可。還可以将Style成套地保存，以後遇到這樣的圖例，隻需用“Match to symbols in a style”的方法即可，這樣就可以節省大量的時間。如圖3：

圖3 Match to symbols in a style

六、多人分工協作技巧

如果要想在較短的時間内完成規模巨大的圖件，就必須要進行多人分工協作。多人分工協作要求每一位成員都嚴格執行統一的标準，隻有這樣才能使每個人負責的各個部分都完美地整合銜接在一起。

在工作開始之前，可以建立一個分工圖框，每人負責其中的一部分，當所有人的工作完成後就要進行合圖。由于大家都是按照統一的分工圖框進行工作的，所以合圖時每個人的圖都可以很好地銜接在一起。有些被圖框一分為二的線和面，需要用Merge工具将其恢複原狀。如圖4所示：

圖4 分工協作時，可以設置分工圖框，每人完成其中的一塊，合圖時用Merge工具即可消除分工圖框線條

分工協作要求高度的一緻性，大家執行的标準一點要細化到方方面面，如矢量化跟蹤時各節點之間的距離、填寫屬性表時各字符是大寫還是小寫，是全角還是半角等。如果在每一個細節上都做到統一，出錯的機會将會被降到很小，那麼合圖後整個數據就會渾然一體。

七、元數據

有人将元數據稱為“數據的數據”，它就相當于數據的說明書，對于一套完整的數據，元數據是必不可少的。但筆者對一些矢量化工作人員調查發現，元數據的重要性一直得不到足夠的重視，這是很不應該的。比如在商場中購物，沒有說明書的産品我們會認為它的質量是信不過的。同理，沒有元數據的數據，它的可靠度也不會太高。

ArcGIS為我們提供了豐富而又強大的元數據編輯工具，進入ArcCatalog，選中所要編輯的數據，然後點擊數據編輯工具即可進行元數據的編輯，點擊各個選項卡即可對各個項目進行編輯。如圖5所示：

圖5 元數據編輯器

總結

地質圖的矢量化是一項要求細緻的基礎工作，高質量的矢量數據将為以後的研究提供可靠的數據支撐。筆者所在的工作小組，在掌握以上所述的方法之前，每人用6——7天時間才能勉強完成一幅1:20萬的區域地質圖，掌握了科學高效的方法後，每人用2——3天即可完成同樣的工作量。由此可見，掌握科學高效的矢量化方法是多麼重要。

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