基于MAPGIS三维地形模型的实现

本科生毕业论文（设计）题目基于MAPGIS三维地形模型的实现姓名学号院系地理与旅游学院专业地理科学指导教师职称2015年5月16日曲阜师范大学教务处制目录摘要.............................................................1关键词.............................................................1Abstract...........................................................1Keywords..........................................................1引言...............................................................11研究区域概况及数据源............................................21.1研究区域概况...................................................21.2数据源.........................................................22具体操作方法及流程..............................................32.1操作方法.......................................................22.2图件扫描.......................................................32.3图像文件的格式转换.............................................32.4标准分幅影像图（DRG）的生成....................................42.4.1图幅生成控制点...............................................42.4.2顺序修改控制点...............................................42.4.3生成质量评估文件.............................................52.4.4标准图幅裁剪.................................................52.5矢量化等高线...................................................52.5.1新建MAPGIS6.7的点、线、面工程文件..........................52.5.2等高线矢量化..................................................62.5.3等高线自动赋值...............................................62.6DTM模型的生成..................................................72.6.1平面等值线图的绘制...........................................72.6.2彩色等值立体图的绘制.........................................82.7三维地形的生成及飞行...........................................82.7.1三维地形的漫游...............................................92.7.2平面晕渲图的绘制.............................................92.7.3立体示意图的绘制.............................................9结语..............................................................10致谢..............................................................10参考文献..........................................................101基于MAPGIS三维地形模型的实现地理科学专业学生111指导教师111摘要：本文以山东省曲阜市东南部尼山镇颜母庄的1：10000（I50G013052）的地形图为地理底图，介绍了基于软件MAPGIS6.7的三维地形模型及三维漫游的实现的操作步骤和经验技巧，以期对地图制作等相关操作及软件的使用起到借鉴作用。关键词：MAPGIS6.7；尼山镇颜母庄；三维地形模型；三维漫游TheRealizationof3DTerrainModelBasedonMAPGISStudentmajoringinGeography111Tutor111Abstract：Thearticleintroducesthegeneralstepandthekeytechnologiesoftheproductionof3DTerrainModelbasedonMAPGIS6.7,takingtheareaofNisanYanmuTown,ShanDongProvinceasexample.Ihopetoprovidesomesuggessions,experiencesandskillsof3Dterrainrealizationandflight.Keywords：MAPGIS6.7;NisanYanmuTown;3DTerrainModel;3Dterrainrealizationandflight引言MAPGIS是武汉中地信息工程有限公司研制的具有自主版权的大型基础地理信息系统软件平台。它是一个集当代最先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学于一体的大型智能软件系统，是集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的空间信息系统，是进行现代化管理与决策的先进工具。MAPGIS地理信息系统适用于地质、矿产、地理、测绘、水利、石油、煤炭、铁道、交通、城建、规划及土地管理专业，在该系统的基础上目前已完成了城市综合管网系统、地籍管理系统、土地利用数据库管理系统、供水管网系统、煤气管道系统、城市规划系统、电力配网系统、通信管网及自动配线系统、环保与监测系统、警用电子地图系统、作战指挥系统、GPS导航监控系统、旅游系统等一系列应用系统的开发【1】。数字高程模型（DigitalElevationModel),简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(DigitalTerrainModel，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生【2】。2本文以山东曲阜市东南部尼山颜母庄的1：10000（I50G013052）的地形图为地理底图，介绍了基于MAPGIS6.7软件实现三维漫游的常规步骤和关键技术，包括DRG（数字栅格图）的生产、等高线矢量化、等高线高程自动赋值、GRD模型及TIN模型的生成、三维地形的浏览与飞行。除此之外，在学习使用本软件的同时，总结了MAPGIS6.7系统制作地理图中的一些经验技巧，以期对该软件的使用起到指导作用。1研究区域概况及数据源1．1研究区域概况本文所研究的区域为山东省曲阜市东南部尼山镇颜母庄，位于山东省济宁曲阜市境东南隅。尼山镇西靠南辛镇，东、南与邹县为邻，北与泗水县接壤。该乡镇四面环山，中为尼山水库，辖鲁源、长座、颜母庄、张马4个管理区，其中颜母庄村位于曲阜市东南部，东与邹城市田黄镇相邻，西依颜母山，东经117°11′15″，北纬35°30′00″。1．2数据源本文所使用的地理底图为山东曲阜市东南部尼山镇颜母庄1：10000地形图（格式为.tif）。图幅号分别为I50G013052。该地形图航摄于1997年2月，采用1980西安坐标系，1985国家高程基准，等高距为2.5m，1998年12月由山东省测绘局调绘，采用1993年版图式，2000年出版。2具体操作方法及流程2.1操作方法图1.基于MAPGIS6.7系统三维地形实现及飞行的流程示意图纸质遥感数字影像图扫描（.tif）图像分析模块中图像文件格式的转换DRG(数字栅格地图)的生产输入编辑模块中人际交互等高线矢量化等高线高程的赋值DTM分析模块中GRD模型、TIN模型示意图的生成电子沙盘模块中三维地形显示32.2图件扫描本文所采用的地理底图为曲阜尼山颜母庄地区1：10000（I50G013052）地形图,采用滚筒式扫描仪将其进行数字化，扫描分辨率为300dpi，并将图件存储为.tif格式文件。2.3图像文件的格式转换MAPGIS软件系统所支持的影像文件格式有许多种（例如：.bmp，.msi，.dom，.grd，.rbm，.tif，.jpg等）,但在基于MAPGIS6.7进行屏幕跟踪数字化时，一般将以遥感影像作为地理底图的.tif格式转化为系统所默认的.msi格式【3】。而之所以要将.tif格式转化成.msi格式，原因主要有两个。首先，.msi格式能够先校正再矢量化，而.tif格式则不可以进行先期校正，它要求在矢量化之后才能进行误差校正；其次，.msi格式可以添加到工程文件作为图层文件输出打印，而.tif格式则不可以【4】。虽然也可以将.tif格式文件直接进行矢量化，但这样会对接下来的数字栅格地图（即DRG）生成的效率以及矢量化的进行产生大大的影响。除此之外需要注意的是，若出现MAPGIS6.7系统不能打开.msi格式文件的情况，有可能是软件遭到了破坏或者软件为盗版，需要重新安装正版软件。如图2所示，用软件MAPGIS6.7直接将.tif格式的地形图导入到MAPGIS6.7矢量化平台的显示效果。如图3所示，用软件MAPGIS6.7将.tif格式转化为.msi格式的地形图后导入到MAPGIS矢量化平台的显示效果。2.tif图导入矢量化平台图3.msi图导入矢量化平台以上两张地图都是在0.125314显示比例下显示的。通过对比，我们可以明显的看出图3中.msi格式的显示效果要明显的好于图2中.tif格式的显示效果。在MAPGIS6.7矢量化平台中的地理底图都有相应的地理坐标，这样在进行空间分析或者DTM分析时才会具有地理意义。MAPGIS6.7的图像处理模块可以将没有地理意义的普通地图赋予地理意义，而其所支持的文件格式只有.msi一种。要实现图像文件的格式转换就要用到MAPGIS6.7下的“图像处理”模块下的“图4像分析”子系统。将.tif格式的图像转换成.msi格式(MAPGIS6.7图像格式)文件类型的具体步骤如下：图像处理→图像分析→点击文件→“数据输入”或“数据输出”→转换数据类型(选择要转入或转出的图像文件格式如:tif)→单击“添加文件”（如果是多幅图像，则点击“添加目录”选择影像所在目录，本文只需要选择“添加文件”）→在弹出的对话框中选择要转换的文件→单击“打开”按钮→单击“转换”按钮，系统提示保存结果文件→换名保存→关闭→点击文件→打开影像→选择要打开的影像文件→点击打开即可。2.4标准分幅影像图（DRG）的生成DRG是DigitalRasterGraphic的缩写，中文叫数字栅格地图：是根据现有纸质、胶片等地形图经扫描