|
引言 本系列文章的第二部分中，我们探讨了为原始图件创建一幅好的扫描件所需的信息和准备工作；第三部分中罗列了准备和调整扫描图、使用矢量化软件创建尽可能好的线的方法。将地图矢量化的成果是一系列代表地图的半成品线，如图1所示（使用WinTopo创建）。 
图1. 原图（上）和WinTopo免费软件中显示的矢量 本部分中，我将重点讲解将半成品线转化成整洁、带属性的以及三维（可选）数据的一些技术。尽管我主要是将Micromine软件作为目标软件，但如果你使用其它的软件，本文也同样相关。基于地理信息系统的工作流程跟本文所述也无重大差别。 下文中我会常提到“线”。如果你不是一位Micromine用户，就请你在看到“线”这个词的时候自动脑补“多段线”。 处理步骤 典型的纸至数工作流程包括下面的步骤，本部分讨论第七步至第九步（黑体显示）： 1.清理纸质图件 2.扫描 3.裁剪 4.地理定位，校准，以及（可选的）尽可能准确的投影图件 5.放大和清理扫描的图件 6.矢量化（数字化） 7.导入目标软件 8.清理线 9.连接，标注，和赋属性，以及（可选的）如果是三维工作环境的话赋高程。 工作流程——半成品线至成品 第七步. 导入Micromine（或其它软件） 通过文件|导入|矢量数据（CAD/GIS/GPS）将矢量化线导入Micromine软件。除非使用了高级矢量化选项，否则通常是不需要担心属性或者高程的。如果你的矢量化软件确实创建了属性，那就在导入前启用导入属性。 在QGIS中，你只需简单的装载保存的矢量文件。 第八步. 在Micromine中清理线 接下来是累人的活了，尽管某些部分的清理工作是可以自动化的。先把导入的数据显示成Micromine Vizex里的一个线图层（Vizex是Micromine的可视化环境），然后去除多余的短线（文本或畸形线交叉）和特别长的线（边框和网格）。 删除前的标记 尽管直接选中和删除那些恼人线的方法很诱人，但有一个很真实的风险是你有可能失手删除某些重要的东西并后悔莫及（猜猜我怎么知道的？^_^）。清理地图的一个安全的方式是标记那些待删除的线。如此，你就可以在任何时候取消标记，避免损失数据。 这在Micromine中很容易实现：在属性框里创建一个属性“删除”，选择那些待删除的线，然后在属性窗口输入一个值，比如“1”，如图2所示。为“删除”属性设置了颜色集以后，你会即时看到你操作的效果。我一般用醒目的颜色标记我想保留的线（“删除”属性=空白），用模糊或空白的颜色标记待删除的线（“删除”属性=1）. 
图2：使用属性窗口标记选中的待删除线 如果想取消标记之前标记的线，只需选中该线并在属性窗口删除1. 取消标记50条“好”线比手动标记1000条“坏”线更容易。 标记短线时，使用条件选择选中长度小于某个值的线；这个值你可以用试错法确定。请激进一点：你的目标是选中全部多余短线。尽管你可能会同时选中一些有效线，但取消选择50条有效线比手动标记1000条多余线要简单多了。这个过程如下图（系列图3）所示。 
图3-1 原图 
图3-2 Micromine中显示的半成品矢量化线。请注意此图中是怎么显示原图中绿色图案填充的多边形区域，以及区块号文本框的。这些线也包含多余的公路、道路、排水系统图案。（某些文本和深色填充图案已经在矢量化之前被清理出图片了。） 
图3-3. 按长度选择，此例中长度小于等于450m的线被选中。（像素大小为25m.）注意此选择方法讲的是如何选中全部填充图案、全部文本框、全部畸形线交叉，和很多多余的长虚线道路和排水系统的。很不幸此选择方法也包括一些必要的地质界线。 
图3-4. 标记待删除线的阶段性成果。此处待删除线用浅灰色显示。未标记的线为黑色。可以看见，短的地质界线必须被取消标记，道路和排水系统也有待标记。 
图3-5. 几分钟的手动标记和取消标记生成的结果。所有多余线都被标记、所有地质界线都被取消标记，以待下一步操作。将来把线段连接起来后，小的间断都会消失。 你也可以尝试用较长的长度进行按长度选择；但是由于那样选中的线比较长，很容易被圈选或点选。 在Micromine中要选择多个对象，只需点击第一个，然后按住Ctrl继续点击其它的。由于Ctrl+点击能够锁定选中目标，你也可以用它来取消选择某个对象。 复杂选择——例如标记一个区域里大量的小线段——有时可以很简单的拖一个矩形区域选中里面所有对象，然后在你标记以前用Ctrl+点击取消选择你想保留的对象。 要用长方形选择一条倾斜线，你只需切换到旋转工具（或使用鼠标滚轮），按住Z键旋转。这将锁定沿Z轴旋转，使你能够把视图旋转到倾斜线能够显示在屏幕上。然后像往常一样用矩形选择。 这一步的清理工作往往是最耗时的，并且，最重要的是保持正确。做任何其它步骤前，先完成线的标记。别担心标记短线段会留下间断——将来你连接线时，间断问题会迎刃而解。 在QGIS里添加“删除”字段，打开属性表然后使用新栏按钮添加长度为1的整数型字段。 QGIS里面按长度选择需要用到属性工具栏里（或直接在属性表里）的用表达式选择对象，使用内置在几何组里的$length属性。随后你就可以在属性表里更新选择的对象。 保存未选择的线 安全起见，最好将标记文件作为原始矢量永久保存，不能物理删除标记的线。正确的做法是，使用按条件选择选择未标记的所有对象（例：“删除”属性=空白），然后右键，从弹出菜单中选择选择|将线另存为（或复制线到活动窗口），如图4. Micromine将创建一个包含了未标记线的新文件或图层。 
图4. 保存未标记线 在QGIS中要保存未标记的多段线，只需创建一个选择（例：“删除”属性不为1），然后右击图层并选择另存为。记得在保存前选择仅保存选中对象。 第九步. 连接、标记和为线赋属性 在Micromine中将单独的线段连接成一条长线，按住Ctrl键并按连接顺序点击单独的线段，然后右键|连接线。在Micromine 2016中连接很多线会更简单，你可以用矩形选择它们，然后用新开发的联合线工具使其连接起来。Micromine 2016会自动找出连接顺序。此版本将会在2016年中发布。 这一步中，除了连接，你还有可能分割线。典型的情况是，某条线的属性在中途发生了改变，例如一条水平巷道在井壁分叉出了一条下坡。直接使用线编辑工具栏里的分割线按钮，从转换点分割水平巷道和下坡。接下来你就可以分别对两条线标记和赋属性了。 
图5. 地下采矿巷道，按类型上色 在图5中，水平巷道用褐色绘制、倾斜巷道时绿色。尽管从技术上没有理由在巷道交叉点分割线，但为了方便赋属性这是必要的。否则也没必要用不同的颜色显示它们。 我发现，最简单的方式是在连接（或分割）线后立即为其赋属性。那样就可以利用属性值的存在与否判断线是否被处理过。 一旦完成连接和赋属性，你需要调整线，来避免随机（或近似随机）点带来的问题。为此，选择全部线，右击|调整线。或者最起码，你需要移除重复点和重复线，或者你也可以尝试设置很小的最小间距值（大约相当于一个像素）。你也许还想尝试简化或平滑线。 如果你在用QGIS进行这些步骤，你必须事先将多部分对象转换成单部分对象，否则你想删除单个线段的时候会遇到麻烦。做法是矢量|几何工具|多部分至单部分。 在QGIS中，用连接多线插件连接多段线，用高级数字化工具栏里的分割对象按钮在任何位置分割多段线。不幸的是，我没有找到一个直接的方式在已知节点分割多段线。这件事在如Micromine这样的非地形编辑器中，比在限制更多的典型GIS软件中容易很多。 剩余步骤？ 将纸版矿山平面图转换成数字化线仅仅是故事的一部分。这些线需要被转换成三维的，然后转换成如图6所示的三角网化实体（线框），其后这些数据才能被用于后期勘探项目或生产项目的布置。这个过程中会遇到很多陷阱——例如你在给一个下坡赋高程的时候如何避免底板和边墙扭曲？你可以在稍后推出的主题《从二维线创建三维数据》中了解更多。 
图6. 纸质图到三维数据。本图中的所有数据，包括钻孔，都是从下方平面纸图获取的 结论 矢量化软件并不总能创建出最整洁的数据——即使是从一张清楚的图片中；它们通常并不理解每一条多段线的含义、也不理解线与线之间交点的含义。这些局限意味着，其半成品线需要非常认真的赋属性和进行拓扑编辑，使其成为可用的形式。作为本系列文章的完结篇，这里讨论了将半成品线变成整洁、带属性数据（可以是三维）的方法。 思考 尽管矿业行业从20世纪80年代就拥抱了数字技术，但仍有很多历史矿山拥有巨量（未使用的）纸质数据存档。将这些纸质数据数字化，最好是三维化的工作量可能令人生畏，但对于在现代运营中利用这些遗产，却是至关重要的。 用现代的大尺寸扫描仪扫描这些图件、并将其地理定位和校准，比起传统的数字化输入板，有百利而无一害。如今，数字化遗留数据的痛苦已经大大减轻——因为将扫描图空间校准可以消除变形，放大可以减少缺陷、凸显细节，而且还有自动矢量化软件捕捉线。数字化一张很大的纸质存档图依然耗时——但是此事从未如此简单。 （系列完）
| 
发表于 2021-6-7 15:29:44