地質圖矢量化誤差分析與精度控制探究

姚曉燕 魏北清

【摘 要】我國是一個地域廣闊的國家，不同省市地區的地質條件存在明顯的差異，這就需要做好地質勘測工作。地質圖矢量化則是獲取矢量地質數據的主要方法，矢量地質數據質量高低將對系統分析準確性產生十分深遠的影響，同時也是系統成功與否的關鍵所在。通過對矢量地質圖矢量化數據誤差分析和精度控制，促使所獲得的地質數據信息同實際值相符，有針對性去分析地質數據誤差進行校正成為當前地質勘查工作首要內容之一，具有十分深遠的影響。由此，文章主要就地質圖矢量化誤差分析與精度控制進行研究，提出合理的改善措施。

【關鍵詞】地質圖；矢量化；誤差分析；精度控制

隨著科學技術的快速發展，越來越多先進技術涌現，在地質勘查中計算機技術得到了廣泛的應用和普及，在一定程度上促進我國地理空間信息產業發展。通過地質勘查技術和計算機技術的整合，有助于大范圍推動地質圖矢量化，對于地質數據收集、分析和處理具有十分重要的作用，保證地質數據準確和全面，盡可能降低地質圖矢量化誤差問題。作為地理信息系統中重要組成部分，地質圖矢量化數據質量高低直接影響到系統可靠性，影響到數據分析結果質量。由此看來，加強地質圖矢量化誤差分析與精度控制研究是十分有必要的，對于后續理論研究和實踐工作開展具有一定參考價值。

一、地質圖矢量化誤差來源

地質圖矢量化數據誤差受到系統誤差影響較大，更多的是來自柵格圖像糾正后誤差和矢量化的誤差，從中不難看出矢量化誤差控制關鍵作用。地質圖矢量化誤差主要來源于地質圖件矢量化制作過程中，地質圖紙可能由于折疊變形產生誤差，也可能是在地質圖掃描矢量化中出現誤差，通過對這些誤差現象進行分析可以發現，其本質由系統誤差、粗差和偶然誤差幾種情況。地質圖內部各個要素矢量化數據轉化成圖像時可能由于多種誤差，導致無法套合，矢量化成果無法有效聯結在一起，需要進一步修改和完善。

（一）地質圖載體介質不同產生誤差

地質圖數據信息載體介質中包括紙介質、透明薄膜介質和刻圖薄膜介質三種，就三種介質來看，其中當屬紙介質的變形幾率最大，紙張經過反復折疊、揉搓，或是受到氣候因素影響很容易造成數據誤差現象；其次為透明薄膜介質，在使用過程中可能出現不同程度上的褶皺，同樣會受到溫度的影響產生變形；刻圖薄膜介質變形情況最小，主要是由于制作時所使用的設備精度高，所以產生的誤差小，能夠更有效的保證地質圖生成質量

（二）地質圖掃描矢量化誤差

地質圖在掃描過程中，由于部分掃描儀自身設備分辨率不高，或者在掃描過程中的設置不夠精確導致誤差出現，還可能受到光柵圖像變形影響出現誤差問題。如果在不具備先進掃描設備條件下，設備掃描寬度不夠，如果將地質圖裁剪成數張后再進行掃描，可能會造成部分區域重疊帶來誤差。與此同時，由于矢量化是一種十分枯燥、單調的工作，需要工作人員長時間的保持手和眼睛的協調配合，很容易受到人為因素影響造成地質圖掃描矢量化誤差現象出現。

二、誤差校正方法

將傳統紙質地質圖件數字化，主要是通過位置坐標來表示，所以在校正過程中主要是調整圖形坐標，促使其無限接近實際值坐標，公式如下：

x′=fx（x，y）

y′=fx（x，y）

此外，由于誤差來源是多樣化的，所以在地質圖矢量化過程中應該盡可能保證每一個環節的精準度，確保各項工作落實到實處，降低誤差程度，提升地質圖生成質量。

（一）矢量化底圖的前處理

為了能夠有效提高地質圖掃描精度，在掃描之前應該充分考慮到載體存在的折疊變形、溫度變化以及天氣因素，盡可能將圖像折疊處展平，通過高精度的儀器設備測量內圖廓邊常和對角線長度，精度<0.1。通過兩側長度和圖幅理論值對比后，對于部分大于理論值的部分采用熱處理，將溫度控制在低溫狀態下，通過電熨斗將誤差區域熨平；小于理論值的則采用濕處理，將平地充分擦濕，在平地上鋪蓋一層紙，將地質圖放在紙上進行潮濕處理。處理完畢后，盡可能的將數據誤差控制在0.1～0.2mm范圍內。

（二）矢量化產生誤差的處理

在地質圖矢量化前，通過ARCGIS專業圖像處理軟件對光柵文件誤差進行處理，除了控制地質圖四個角意外，還需要增加南北內圖廓線拐點坐標和圖內均勻分布的方里網坐標。參數的選擇根據選取控制點變化而變化。如果空點在4～7個之間，采用雙線性變化公式：

X=a1+a2x+a3y+a4xy

Y=b1+b2x+b3y+b4xy

如果控制點在8～19個之間采用二次多項式，控制點在20～49個之間采用三次多項式，控制點在50個以上時，則采用四次多項式進行計算。

三、結語

綜上所述，在掃描地質圖數據時，矢量化地圖定向和矢量化操作可能產生不同程度上的數據誤差，這些誤差數據的出現，不通過時期的地質圖矢量化所得到的結果無法精確聯結在一起，拼接多幅圖件，所以在地質圖制作中需要充分考慮到這一問題，提升地質圖生成質量。

參考文獻

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