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MAPGIS6.7自学经典教程第2部分
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MapGIS文件类型
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MapGIS 文件类型
、 线 、 区 、 网 络 、 表 格 ， 是 MapGIS 管 理 的 主 要 实 体 。 它 将 每 类 实 体 按 一 种
件 类 型 进 行 存 储 ， 与 实 体 相 对 应 有 点 文 件 、 线 文 件 、 区 文 件 、 网 络 文 件 、 表 格
件 。 为 了 更 有 效 的 管 理 实 体 ， 与 5. x 版 本 相 比 ， 在 文 件 内 部 格 式 方 面 6.x 作 了 较 大 的 改 变（ 具 体 改 变 内 容 请 参 考 其 它 手 册 ）。为 了 保 护 用 户 的 现 有 的 利 益 ，系 统 提 供 了 5.x 与 6.x 相 互 转 换 功 能 。
件 升 级 的 界 面 如 图 （ 5 -2 -1 ） 所 示 ：
1、选择要升级目录
2、确定是否包 含子目录
3、在此选择要升级
4、在此选择要升
的文件类型（点、
线、区、网、表格）
5、决定保存转 换后文件目录
6、决定转换后 的版本
图（5-2-1）文件升级
第五章 升 级
具 体 步 骤 如 下 ：
一 步 ： 选 择 需 要 升 级 的 原 始 目 录 。 如 果 此 目 录 又 含 有 子 目 录 ， 那 么 就 选
“ 是 否 包 含 子 目 录 ” 复 选 框 ；
二 步 ： 选 择 升 级 文 件 类 型 ；
三 步 ： 在 列 表 框 中 ，选 择 要 升 级 的 文 件 。可 通 过 CTRL 键 选 择 多 项 ，有 必 要 的 话 ， 可 以 选 择 “ 全 选 ” 按 钮 ；
决 定 升 级 后 的 文 件 保 存 的 结 果 目 录 。
五 步 ： 决 定 文 件 升 级 到 哪 个 版 本 ， 并 选 择 “ 转 换 ” 按 钮 ， 这 样 系 统 将 自 动 转 换 。
1、 MAPGIS 存 在 哪 些 版 本 文 件 ？ 2、 5.X 与 6.X 版 本 之 间 如 何 转 换 ？
第六章 误差校正
交 互 式 误 差 校 正
互 式 误 差 校 正 适 用 于 所 选 控 制 点 较 少 ， 误 差 校 正 精 度 要 求 不 高 的 图 形 。
需 要 注 意 的 是 ， 不 管 交 互 式 校 正 还 是 自 动 校 正 ， 都 只 能 校 正 图 形 的 变 形 ， 而
能 通 过 校 正 去 改 变 图 形 的 比 例 尺 （ 如 ： 将 1 : 1 万 的 图 形 可 校 正 为 1 : 1 万 ， 但 不 能 校 正 为 1 : 10 万 ）。 若 需 改 变 比 例 尺 ， 则 可 通 过 “ 图 形 编 辑 ” 中 的 “ 整 图 变 换 ” 功 能 改 变 图 形 X 和 Y 方 向 的 比 例 实 现 。
互 式 误 差 校 正 的 具 体 操 作 步 骤 如 下 ：
打 开 文 件 ： 打 开 需 要 校 正 的 点 文 件 、 线 文 件 和 面 文 件 。 如 图 6 - 1 所 示 ：
打 开 文 件 菜 单
开 文 件 后 ， 误 差 校 正 的 界 面 发 生 变 化 ， 所 有 的 主 菜 单 都 显 示 出 来 ， 文 件 下
菜 单 选 项 也 发 生 变 化 ， 如 图 6 -2 所 示 ：
打 开 控 制 点 菜 单
第六章 误差校正
2． 打 开 控 制 点 ： 其 文 件 名 为 “ * . pn t ”。 在 系 统 的 演 示 数 据 中 若 找 不 到 该 文 件 ， 只 需 键 入 文 件 名 创 建 一 个 即 可 。 该 文 件 是 一 个 文 本 文 件 ， 主 要 用 于 记 录 误 差 校 正 过 程 中 所 采 集 的 实 际 控 制 点 和 理 论 控 制 点 的 坐 标 信 息 。
设 置 控 制 点 参 数 ： 在 控 制 点 主 菜 单 下 选 择 该 菜 单 选 项 。 其 界 面 如 图
控 制 点 菜 单
择 该 项 后 ， 系 统 将 弹 出 图 6 -4 所 示 的 控 制 点 参 数 设 置 对 话 框 ：
设 置 控 制 点 参 数
般 情 况 下 ， 对 话 框 中 的 其 它 参 数 可 保 持 不 变 ， 只 需 将 “ 采 集 实 际 值 时 是
同 时 输 入 理 论 值 ” 选 中 （ 打 “ √ ”） 即 可 。 各 项 选 择 参 数 的 作 用 及 用 途 为 ：
第六章 误差校正
集 数 据 值 类
正在加载中，请稍后...MAPGIS投影变换与误差校正结合应用的研究与实践
摘要&&MAPGIS作为国产优秀的GIS软件，经过武汉中地数码公司10到20年的不断发展与创新，已经从最初的4.0，5.0，6.0，6.7版本发展到目前的7.x版本，笔者在工作中经常会遇到需要把mapgis6.x系列的数据升级为mapgis7.x的数据。前段时间在做一个项目中，就遇到了一个1:20万地质图数据升级的问题，该项目中的平台要将1∶20地质图空间数据库的信息在基于MAPGIS7.x的版本上进行发布，其标识信息也必须完整准确。而现有的1∶20地质图数据并不满足其要求，具体原因在正文中详述。因此要想办法对数据进行预先处理，经过分析研究后得出，可以在mapgis6.7的版本中把投影变换和误差校正相结合应用，并且通过实践证明该方法可行、比较方便准确。考虑到同行在工作中可能会遇到类似的问题，现总结成文，仅供参考，希望多提宝贵意见。关键词&&MAPGIS、投影变换、误差校正随着我国经济的蓬勃发展，科学技术的快速进步，特别是最近一二十年来计算机的普及与运用，带动了一批优秀国产软件的诞生，MAPGIS软件就是其中之一。MAPGIS是中国地质大学(武汉)信息工程学院武汉中地信息工程有限公司自行研制开发的地理信息系统软件，已广泛地应用于地质矿产勘探、资源管理、生态监测、环境保护、土地管理、环境地质、灾害预测、城市建设、地下管网等方面和领域,为信息管理部门、资源勘探部门以及管理决策部门提供了先进的信息处理、数字产品制作及分析查询等技术支撑作用--[1]。MAPGIS的主要特点[2]：(1)以WINDOWS为工作平台,使用方便,用户界面好。(2) GIS功能强大,具有完善的数据管理、分析、查询功能。(3)制图功能强大,具有良好的输入、编辑、图层处理、输出功能。(4)方便的数据接口、便利的数据转换。(5)强大的三维交互可视化环境,可生成近实时的二维和三维透视景观。MAPGIS经过多年的发展，现在已经升级到7.x系列版本。从MAPGIS6.x版本的数据升级到MAPGIS7.x的数据比较容易实现，但有时也会遇到一些问题。笔者最近就遇到了一个20万地质图数据上载到MAPGIS7.x版本的问题。项目中要求将1∶20万地质图空间数据库的信息在基于MAPGIS7.X的版本上进行发布，其标识信息也必须完整准确。1:20万地质图空间数据库包括的三种数据：经纬度、高斯北京、MAP（图件输出）信息仍满足不了此平台所需。表现在：（1）高斯北京数据不能入库，它满足不了投影所需；（2）经纬度数据（无投影数据）要入库，但该数据库中的只是属性信息，没有注记、引线信息，即缺少注记、引线等作为独立图层的标识信息；（3）标识信息位于MAP下，但MAP文件夹下的数据原为打印出图之用，或进行了原点平移，或进行了无规则移动，已经没有了正确的空间参考信息。另外，MAP下只有三个文件，点、线、面文件各一个，它把所有的图层均合为一个。因此，就要想办法把MAP中的文件转换为经纬度的格式。经过研究分析，认为可以先进行误差校正，然后在投影变换即可实现。1& &MAPGIS投影变换1.1 投影基础知识 地图投影的基本问题：是如何将地球表面（椭球面或圆球面）表示在地图平面上，由于地球椭球面或圆球面是不可展开的曲面，即不可能展开成水面，而地图又必须是一个平面，所以将地球表面展开成地图平面必然产生裂隙或褶皱；投影：就是建立地球表面上点（Q，λ）和平面上的点（x，y）之间的函数关系式的过程；投影变换：就是将不同的地图投影函数关系式变换的过程；MAPGIS中的投影变换的定义[3]：将当前地图投影坐标转换为另一种投影坐标，它包括坐标系的转换、不同投影系之间的变换以及同一投影系下不同坐标的变换等多种变换；高斯投影：由德国数学家高斯提出，后经克吕格扩充并推导出计算公式，故称为高斯-克吕格投影，简称高斯投影，为了控制变形，本投影采用分带的方法；6度分带从格林威治零度经线起，每6度分为一个投影带，全球共分为60个投影带；3度分带法从东经1度30分算起，每3度为一带。这样分带的方法在于使6度带的中央经线均为3度带的中央经线；我国1:2.5-1:50万地形图均采用6度分带；1:1万及更大比例尺地形图采用3度分带；1.2 投影变换功能 MAPGIS投影变换的主要功能包括四类图框的生成、单文件的投影变换、成批文件的投影变换和用户文件的投影变换。这里不详细阐述某项的具体功能，在实例中会详细介绍其中用到的功能。 2 MAPGIS误差校正误差的来源：在矢量化的过程中，由于操作误差，数字化设备精度、图纸变形等因素，使输入后的图形与实际图形所在的位置往往有偏差；有些图元，由于位置发生偏移，虽经编辑，很难达到实际要求的精度，说明图形经扫描输入或数字化输入后，存在着变形或畸变，须经过误差校正，清除输入图形的变形，才能使之满足实际要求分类；误差的分类：源误差、处理误差和应用误差；源误差：指数据采集和录入过程中产生的误差； 处理误差：指数据录入后进行数据处理过程中产生的误差； 应用误差：指空间数据被使用过程中出现的误差。其中数据处理误差远远小于数据源的误差，应用误差不属于数据本身的误差，因此误差校正主要是来校正数据源误差；误差校正方法：全自动误差校正、交互式误差校正；全自动误差校正的基本原理：& &系统自动采集实际控制点和理论控制点的坐标值，并计算出实际控制点的误差系数，根据所得到的误差系数来依次校正点、线、面文件；误差校正需要三类文件：① 实际控制点文件：用点型或线型矢量化图像上的“+” 字格网得到 ；& && && && && && && && && && && && && && &&&② 理论控制点文件：根据文件的投影参数、比例尺、坐标系等在“投影变化”模块中所建立的一个相同大小的标准图框；③ 待校正的点、线、面文件；& &&&具体的误差校正功能，在实例中详细介绍。3&&MAPGIS投影变换与误差校正结合应用实例 根据前文提出的20万地质图数据升级到MAPGIS7.x中的问题，下面做一个具体的实例详细介绍。具体分为三步：首先，生成一个20万图框；其次，用生成的20万图框对全要素图形文件进行误差校正；最后，把校正后的全要素图形文件投影变换为经纬度的文件。 准备好一幅20万的地质数据,20万地质图的每个图幅的经度范围是1度，纬度范围是40分。假设我们举例用的地质图幅的经度范围是102度—103度，纬度的范围是29度20分—30度。 3.1投影变换生成20万图框 打开MAPGIS6.7主菜单，把鼠标移动到“实用服务”上，会自动弹出“投影变换”和“误差校正”等子菜单。单击“投影变换”，这时便打开了MAPGIS投影变换系统。点击投影转换菜单后，在点击绘制投影经纬网。如图3-1所示。操作流程归纳如下：MAPGIS6.7主菜单——&实用服务——&投影变换——&投影转换——&绘制投影经纬网。file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg图1 绘制投影经纬网菜单Fig.1 Drawing projection Jingwei Network Menufile:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg图2 经纬度参数输入框Fig.2 Longitudeand latitude parameter input box 点击了绘制投影经纬网后，弹出投影经纬网生成的经纬度参数输入对话框，如图3-2所示。然后按一下顺序操作：(1) 单击“角度单位”按钮，坐标系类型选择“地理坐标系”；椭球参数选择“北京54”；坐标单位要和输入的起始经纬度的单位保持一致，这里设置为“度”。 这些参数不是固定的，用户应该根据自己的图幅数据实际情况而定。如图3-3所示。(2) 单击“投影参数”按钮，弹出输入投影参数对话框，如图3-4所示。坐标系类型选择“投影平面直角”；椭球参数选择“北京54”；投影类型选择“高斯-克吕格(横切椭圆柱 )投影”，设定比例尺分母为“200000”；坐标单位为“毫米”；椭球面高程和投影面高程默认为0即可。由于我国1:2.5-1:50万地形图均采用6度分带，因此在投影带类型中选择“6度带”。由于该20万地质图的经度范围是102度—103度，计算得出投影带序号为18。这里笔者总结了一个计算方法，因为是每隔6度就是一个分带，所以用102/6=17,而本幅图的经度范围是102度—103度，因此在序号为18的投影带上。此时MAPGIS自动为用户计算出投影中心点经度(DMS)是105度。投影区内任意点的纬度(DMS)默认为0。用户如果不愿计算，也可以查询MAPGIS投影变换系统的帮助主题，可自动查询出投影带序号和投影中心点经度，如图3-5，3-6所示。file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg图3 角度单位框& && && && && && && && && && &图4 投影参数输入框& && && && && & Fig.3 Angle unit frame& && && && && & Fig.4Projection paramenter input boxfile:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg&&file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg & && && && &图5 帮助主题& && && && && && && && && && &&&图6 6度分带表Fig.5 HelpTopics& && && && && && && && & Fig .6 6-degreesub-zone table(3) 投影参数输入完成后，返回到投影经纬网生成的经纬度参数输入对话框。最小起始经度和最大结束经度分别为102度和103度。最小起始纬度和最大结束纬度分别为29.33度(29度20分)和30度。这里需要注意的是，如果原图幅是度分秒的格式，现在要转换为度的格式。经度线间隔和纬度线间隔一般填入0.2即可，右侧选择绘公里网，其它选项默认值即可，点击“确定”按钮。(4) 在投影经纬网生成的经纬度参数输入对话框中点击了“确定”按钮之后，弹出设置绘图参数框，如图3-7所示。这里只需改动一处即可，在直线比例尺样式中，选择“其它”，因为我们的图幅比例尺是200000，这里都是标准图幅的比例尺，没有200000, 所以选择“其它”。图名可以填写，也可以不填，根据用户的需要而定。点击“确定”。(5) 在MAPGIS投影变换系统中，点击右键，单击“复位窗口”，弹出文件选择框，我们把三个点、线、区文件全选，单击“确定”按钮，如图3-8。这时20万的图框就生成了，如图3-9所示。& &&&经过以上几个步骤，20万的图框就生成好了。我们把生成好的20万图框保存，点击“文件”菜单下的“保存文件”，选择保存的路径。点击“保存”按钮即可，接下来就要进行误差校正。file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg& & file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg& && && &图7 设置绘制参数& && && && && && && && && && &图8 文件选择框Fig.7 Setdrawing parameters& && && && && && && && && & Fig.8 Fileselection boxfile:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg& && && & 图9 生成的20万图框Fig.9 the generatedof 200000 frame3.2 误差校正& &在MAPGIS6.7主菜单中，鼠标移动到“实用服务”上，点击“误差校正”菜单，打开MAPGIS误差校正系统。3.2.1 添加实际校正控制点控制点的选取应不少于4个，标准图框地图在内图框四角上有本幅图的四个控制点，并相应地标有实际地理坐标，图面上往往还有大地测量控制点可供选择。当没有现成的可供选择的控制点或需要增加控制点时，控制点的选取原则是尽可能选取点状要素或者线状要素(如河流、道路等)的交点，并在图面上大致均匀分布，这样有利于提高数字化经度，一般控制点主要有：图廓点、经纬网交点、方里网交点、三角点、水准点等[4]。点击“文件”菜单，单击“打开文件”，选择欲要校正的文件，打开文件后复位窗口，下面就可以进行实际校正控制点的添加。(1) 点击“控制点”菜单，点击“设置控制点参数”，弹出控制点参数设置对话框，设置控制点参数用来设置在采集控制点时的一些开关参数，如图4-1所示。采集数据值类型：从当前选择文件中采集的值是作为控制点的实际值还是理论值。采集搜索范围：以鼠标当前位置为中心的搜索半径，在交互采集控制点时，落在当前位置半径范围内的线交点、线上点或点图元位置将作为控制点。搜索T型相交线：在搜索线的交点时，若选择，则系统在搜索半径内自动搜索出该点，如果不选择，则在搜索时，将不作为交点考虑。显示控制点号：搜索出控制点后，则将该控制点同时显示在屏幕上。若选择采集实际值时同时输入理论值，则在具体操作过程中，每采集一个控制点的实际值，系统弹出输入窗口由用户输入该点的理论值。由于我们要添加的实际校正控制点，所以采集数据值类型为实际值，采集搜索范围为默认的5即可，采集选择项中，勾选上“搜素T型相交线”和“显示控制点号”。 “采集实际值时是否同时输入理论值”不用勾选。(2) 点击“控制点”菜单，点击“选择采集文件”，弹出选择文件框，选择要添加校正控制点的文件。(3) 点击“控制点”菜单，点击“添加校正控制点”，如果没有打开控制点文件，则会弹出消息提示框，提示是否新建控制点文件，点击“是”按钮。如图4-2所示，这时鼠标会变成十字光标。我们依次顺时针选取内图框的四角顶点，则四角处分别会显示出添加好的控制点序号1、2、3、4。点击“文件”菜单，保存控制点，生成了一个后缀名为*.pnt的文件。(4) 关闭打开的文件，此步骤如果不操作，后面校正文件时，可能会出错。file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpg& && && &file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.jpg& && &图10控制点参数设置框& && && && && && && && && &&&图11 信息提示框Fig.10Control point parameter setting box& && && && && && & Fig.11 Information prompt box3.2.2 添加理论校正控制点首先打开生成好的20万图框，在采集数据值类型中，选择“理论值”，如图4-3所示。其余的步骤按添加实际校正控制点的操作进行即可，需要注意的是，添加的四个理论控制点一定要和添加的实际控制点的位置对应上。添加好理论校正控制点之后，点击保存控制点，以备以后可能用到。file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.jpg& & file:///C:/Users/xueyuhang/AppData/Local/Packages/microsoft.office.desktop_8wekyb3d8bbwe/AC/%23!oice_16_974fa576_32c1d314_146a/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.jpg& && & 图12控制点参数设置框& && && && && && && && && && &图13 数据校正框Fig.12Control point parameter setting box& && && && && && && &Fig.13 Data Correction Box3.2.3 数据校正& &&&实际校正控制点和理论校正控制点添加完毕后，就可以进行数据校正了。点击“数据校正”菜单下的“成批文件校正”，弹出数据校正对话框，如图4-4所示。点击“文件/目录”按钮，找到要校正的文件，把所有的文件都改为“*.*”，选择按输入目录方式。不勾选“根据表达式进行计算”，然后点击“开始校正”按钮，当进度条完成消失后，点击“确定”按钮。& &&&打开MAPGIS6.7主菜单，在“图形处理”中点击“输入编辑”，选择“新建工程”，弹出设置工程的地图参数对话框，点击“从文件导入”，找到20万的图框文件，点、线、面三个文件之中随便选择一个就可以，点击“确定”按钮。然后在编辑子系统的左侧工作台中，点击右键，单击添加项目，选择这幅20万地质图的文件。这时会弹出一个提示框，询问“添加文件的地图参数与当前工程的地图参数不匹配！进行转换吗？”，点击“确定”按钮。此时，20万的地质图数据就被校正好了，接着就进行再次的投影变换，转换为经纬度的数据。3.3 投影变换为经纬度坐标打开投影变换子系统，在“投影转换”菜单中打开“成批文件投影转换”。弹出投影转换对话框，点击“投影文件/目录”按钮，找到20万的地质图文件，并且把所有的文件都改为“*.*”，选择按输入目录的方式。点击“当前投影参数”按钮，弹出投影参数框，所有的参数设置和生成20万图框的时候一样。既坐标系类型选择“投影平面直角”；椭球参数选择“北京54”；投影类型选择“高斯-克吕格(横切椭圆柱 )投影”，设定比例尺分母为“200000”；坐标单位为“毫米”；椭球面高程和投影面高程默认为0。投影带类型为6度带，投影带序号为18。点击“确定”。然后点击“结果投影参数”，弹出投影参数框，坐标系类型选择“地理坐标系”；椭球参数选择“北京54”；坐标单位选择“度”，其它都为默认值。点击“确定”。返回到投影转换框，下面有6个勾选框，这里只需勾选“文件投影后是否压缩存盘”就可以了。点击“开始投影”按钮，待完成后，点击“确定”，投影变换就完成了。20万的地质图文件就转为经纬度的格式数据了。4 结束语& & 以上的方法经过实践证明是比较方便快捷并且准确的，总的方法可以概括为三步。首先，投影变换生成理论图框；其次，用理论图框和源文件进行误差校正；最后，将源文件投影变换。我们这里是以20万比例尺进行举例，在实际工作中，可根据具体实际情况灵活运用此方法，包括各个参数的输入，误差校正控制点的个数等等。& &
参考文献 [1] 张淑环&&张梅芬 黄朝晖. MapGis在数字制图及地质研究中的应用[J].青海国土经略，—26.[2] 孙延梅　田芳莲. MapGis在地质制图中的应用[J].西部探矿工程 ,2008年第4期.139—140.[3] 王琪.地图概论[M].中国地质大学出版社(武汉)，2002.[4] 郑贵洲　晁怡. 地理信息系统实践教程[M].中国地质大学（武汉）出版社 ,2003年5月.
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