MAPGIS 图幅拼接

4.3图幅拼接

4.3.1问题和数据分析

1．问题提出

我国地理信息系统中都采用与基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统，大于等于1：50万采用高斯--克吕格投影，1：100万采用正轴等角割圆锥投影，这两种投影均实现了将大区域空间进行分割，对于一些大比例尺专题图件还可选择矩形分幅，一幅图最多可以与邻近的8个图幅相接，如图4.3-1a、b所示。对于大幅面地图数字化，常常按矩形分块，相当于图4.3-1c。无论是那种情况，数字化时每幅图的坐标系均不一样，不能反映出图幅间位置邻接关系，若要拼接，必须建立统一的坐标系，将数字化数据通过平移、旋转操作转换到统一坐标系上拼接成一幅完整的大图。MapGIS 提供了平移、旋转、缩放等图形变换功能，可实现图幅坐标变换。

a高斯—克吕格投影b正轴等角圆锥投影c矩形分幅

图4.3-1 图幅邻接关系

2．数据准备

MapGIS 图形编辑系统提供了平移、旋转、缩放等图形变换功能，可实现图幅坐标变换。表4.3-1给出了相邻九幅1:5万标准图幅的左下角起始经度和起始纬度，通过利用MapGIS 投影变换和图形编辑系统对下表九幅标准图框进行拼接。

表4.3-1 图幅起始经纬度值

4.3.2拼图基本原理

高斯投影和圆锥投影在小范围内，图框可看成梯形，现以九幅高斯投影图框为例，说明图幅拼接过程。高斯投影在小范围内，图框可看成梯形，如图4.3-2所示，九幅图可有两种简单拼接方法。

图4.3-2 梯形图幅邻接关系

1．先纵向，后从中间到两侧

（1）九幅图经平移、旋转操作，分别将左下角平移至坐标原点，上下图框平行X轴。

（2）Ⅰ固定，Ⅱ沿+X平移（l1-l2）/2 ，沿+Y平移h1，Ⅲ沿+X平移（l1-l3）/2，沿+Y平移h1+h2，三个文件加添到一起，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三幅图相拼得A ，同样Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ相拼得B，Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ相拼得C。

（3）B固定，A 沿-X平移l1，则A 右下角点同B的左下角点重合，如图4.3-3a所示，A 顺时针旋转θ角，将A文件添加到B中，A与B 相拼，如图4.3-3b所示。

a b c d e

图4.3-3 ABC拼接过程

（4）B固定，C逆时针旋转θ/角，如图4.3-3c所示，再沿+X平移l1，将C文件添加到A、B合并的文件中，A、B、C相拼，如图4.3-3d所示，。

（5）拼接后的图沿+X平移l1cosθ，沿-Y平移-l1sinθ，拼接完毕，如图4.3-3e所示。

2．先纵向，后从左到右

（1）同上步

（2）同上步

（3）A固定，B逆时针旋转θ角，如图4.3-4a所示，再沿+X平移l1，将B文件添加到A中，B与A相拼，如图4.3-4b所示。

（4）C 逆时针旋转θ+θ/角，如图4.3-4c所示，再沿+X平移l1+ l1/cosθ，沿+Y平移l1/sinθ，将C文件添加到A、B合并的文件中，A、B、C相拼，如图4.3-4d所示。

（5）拼接后的图顺时针旋转α角，拼接完毕，如图4.3-4e所示。

a b c d e

图4.3-4 ABC拼接过程

4.3.2图幅拼接过程

1．系列标准图框生成

在投影变换子系统中，利用“系列标准图框”生成功能，如图4.3-5所示。按照表4.3-1给定的起始经、纬度坐标生成九幅1：5万的标准图框Frame1-Frame9。在图框参数输入，比例尺、接图表、外图廓线均不选择，如图4.3-6所示，因为图形的平移、旋转、缩放操作都是相对于原点的，所以生成的图框应将左下角平移为原点，同时要保证图框底边处于水平状态。

图4.3-5 1：5万图框图4.3-6 1：5万图框参数

2．图幅拼接过程

（1）按照方法一，先完成Frame1、Frame2、Frame3的拼接，在图形编辑系统中打开Frame1，用鼠标读取Frame1图幅右上角坐标，并记录下来(484.58，369.60)，关闭Frame1。打开Frame2，利用“其它/整图变换”功能，输入x、y平移量为484.58、369.60，如图4.3-7所示。按确定，则Frame2的左下角平移至Frame1的右上角，存在数据，并利用添加文件功能添加Frame1，上下两图幅完成拼接，另存Frame12文件。同理可完成Frame12与Frame3拼接得Frame123，如图4.3-8所示。Frame456和Frame789拼接方法同Frame123。

图4.3-7 图形变换

（2）用鼠标读取Frame123图框的右下角坐标，并记录坐标值（485.53，0），用鼠标读取Frame456图框的左上角坐标，记录坐标值（1.37，1108.72），利用tg（θ/2）=1.37/1108.72计算θ。

（3）完成Frame123图框与Frame456图框拼接，打开Frame123，利用“其它/整图变换”功能，输入x、y平移量为-485.53、0，旋转角为-θ，将其左平移-485.53，顺时针旋转θ角，然后添加Frame456，得到Frame123和Frame456拼接图框，并保存Frame123456。

（4）打开Frame789，利用“其它/整图变换”功能，输入x、y平移量为485.53、0，旋转角为θ，将其右平移485.53，逆时针旋转θ角，得Frame789与Frame123456拼接图，如图4.3-9所示，并保存Frame123456789。

图4.3-8 Frame123拼接图

图4.3-9 Frame123456789拼接图

4.4地图投影转换

4.4.1问题和数据分析

1．问题提出

地理信息系统之所以区别于一般的信息系统，就在于它所存储记录、管理分析、显示应用的都是地理信息，而这些地理信息都是具有三维空间分布特征且发生在二维地理平面上的，因而它们需要有一个空间定位框架，即共同的地理坐标和平面坐标系统。所以说统一的坐标系统是地理信息系统建立的基础。没有合适的投影或坐标系的空间数据不是一个好的空间数据，甚至是没有意义的空间数据，因为这种数据不含实际地理意义。

我国的各种地理信息系统中都采用了与我国基本比例尺地形图系列一致的地图投影系统，大于等于1∶50万时采用高斯—克吕格投影，1∶100万采用正轴等角割圆锥投影。

2．数据准备

（1）钻孔数据drill

EXCEL格式的钻孔数据drill.xls打开后如表4.4-1所示，表中id为关键字，dh为钻孔名称，bh为钻孔编号，x、y、h为三维坐标，tfe、mn、p为其它属性数据，比例尺为1：1万。数据存放在E:\Data\gisdata4.4文件夹内。

表4.4-1 钻孔EXCEL表

（2）矿区边界拐点数据

现提供12个矿区多边形边界拐点大地坐标，利用MapGIS将12个矿区多边形边界拐点大地坐标投影到高斯投影平面直角坐标系上，用圆形符号显示，在MapGIS编辑系统中用线将这些点连接成多边形，比例尺为1：1万。数据存放在E:\Data\gisdata4.4文件夹内。

1，3809000，37451370，2，3809000，37452000，3，3807400，37452000，4，3807400，37451150，5，3808060，37451120，6，3808630，37451260

1，3810710，37455000，2，3810820，37455400，3，3810900，37455600，4，3810790，37455800，5，3810560，37456300，6，3810730，37456600，7，3810620，37456800，8，3810500，37457200，9，3810436，37457580，10，3810050，37457550，11，3810240，37457000，12，3810600，37455000

1，3809650，37463000，2，3811300，37463000，3，3811300，37464500，4，3809650，37464500

1，3815500，37462250，2，3815500，37462750，3，3815900，37462750，4，3815900，37462250

1，3809000，37464500，2，3811300，37464500，3，3811300，37464000，4，3813500，