目 录
第一讲 MAPGIS 地理信息系统的基本功能………………………………………… 1
第二讲 图形输入…………………………………………………………………… 10
第三讲 图形编辑…………………………………………………………………… 15
第四讲 拓扑处理及实用工具……………………………………………………… 28
第五讲 系统库编辑………………………………………………………………… 32
第六讲 误差校正…………………………………………………………………… 36
第七讲 图型裁剪…………………………………………………………………… 38
第八讲 数字高程模型（DTM 分析）……………………………………………… 41
第九讲 图形输出…………………………………………………………………… 44
第十讲 数据接口转换……………………………………………………………… 47
第一讲 MAPGIS 地理信息系统的基本功能
一、地理信息系统概述
(一) 地理信息系统的基本概念
地理信息系统（Geographic Information System，简称 GIS）是在计算机软、硬件
支持下，采集、存储、管理、检索、分析和描述地理空间数据，适时提供各种空间的和动态
的地理信息，用于管理和决策过程的计算机系统。它是集计算机科学、地理学、测绘遥感学
空间科学、环境科学、信息科学和管理科学等为一体的边缘学科，其核心是计算机科学，基
本技术是地理空间数据库、地图可视化和空间分析。
(二) GIS 的基本功能
GIS 的基本功能有：
① 数据采集与输入；
② 地图编辑；
③ 空间数据管理；
④ 空间分析；
⑤ 地形分析；
⑥ 数据显示与输出。
GIS 所管理的数据主要是二维或三维的空间型地理数据，包括地理实体的空间位置、拓
扑关系和属性三个内容。GIS 对这些数据的管理是按图层的方式进行的，既可将地理内容按
其特征数据组成单独的图层，也可将不同类型的几种特征数据合并起来组成一个图层，这种
管理方式对数据的修改和提取十分方便。
(三) GIS 与通用数据库的区别
虽然数据库系统和图形 CAD 的一些基本技术都是地理信息系统的核心技术，但地理信
息系统和这两者都不同，它是在这两者结合的基础上加上空间管理和空间分析功能构成的。
GIS 与通用的数据库技术之间的主要区别有：
① 侧重点不同 数据库技术侧重于对非图形数据（非空间数据）的管理，即使存储图形数
据，也不能描述空间实体间的拓扑关系；而 GIS 的工作过程主要处理的是空间实体的位置及
相互间的空间关系，管理的主要是空间数据。
② 对数据管理的方式不同 通用数据库技术按字段来管理数据，通过选择关键字来建立索
引进行检索，对数据的存储是根据数据的不同类别将其存储为不同的文件；GIS 以图层的方
式来管理数据，一个图层对应一个图形文件和一个属性数据文件，对空间实体的查询是通过
空间实体间的拓扑关系（或位置关系）来进行。
③ 数据结构不同 数据库技术采用自由表的方式，不支持长字段名；GIS 采用矢量和栅格
两种空间数据结构，对字段名的长度并无限制。
(四) GIS 的软件
由于 GIS 应用受到广泛的重视，各种 GIS 软件平台纷纷涌现，据不完全统计目前有近
500 种。各种 GIS 软件厂商在 GIS 功能方面都在不断创新、相互包容。大多数著名的商业遥
感图像软件都汲取了 GIS 的功能，而一些 GIS 软件如 Arc/Info 也都汲取图像虚拟可视化技
术。为了更好地使广大用户对不同平台软件功能进行了解，一些国家机构还专门对各种软件
进行测试，我国也多次对优秀国产软件进行测评。总体来说，各种软件各有千秋，互为补充
目前市面上用户使用较多的软件平台有 Arc/Info、Mapinfo、MAPGIS 等软件。
1. Arc/Info 软件
Arc/Info 是由美国环境系统研究所开发的，是目前世界上使用最多的商业化软件之一 。
Arc/Info 是以矢量数据结构为主体的 GIS 系统，它是通过关系数据库管理属性数据。
2. Mapinfo 软件
Mapinfo 是美国 MAPINFO 公司推出的适用于不同平台的 GIS 系统，在 PC 桌面平台上其
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占有相当大的市场。Mapinfo 是以矢量数据结构为主体的 GIS 平台，对空间数据管理采用无
拓扑矢量结构，具有强大的符合工业界数据库标准的管理系统，在城市规划、行政管理等方
面得到广泛应用。它的主要优势是在空间数据库管理和分析方面，简单易学、实用，而且桌
面制图功能强，但在 GIS 空间分析方面似乎落后于 Arc/Info 软件。
3. Intergraph MGE 软件
MGE 是实力强大的计算机硬件与软件商美国 INTERGRAPH 公司的产品，其优势是应用
平台是 NT 平台，采用栅格矢量一体化数据结构，其功能模块模拟与 ARCINFO 公司相似，
但在图形动态模拟方面有较大的优势。
4. GRASS 软件
GRASS 是 Unix 系统平台上的 GIS 系统，主要采用栅格数据结构，在地下水模拟方面使
用很广。
5. MAPGIS 软件
MAPGIS 是中国地质大学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，是国产优秀的桌面 GIS 软件，它属于矢量数据结构 GIS 平台，主要优势功能有：
① 将空间数据数字化输入、编辑、拓扑一体化。
② 具有强大的制图功能，包括各种专题图例符号的制作较其它软件方便灵活得多。
③ 基本上完成了 GIS 方方面面的分析功能。
二、MAPGIS 地理信息系统的基本功能
(一) MAPGIS 系统的运行环境及应用范围
MAPGIS 硬件环境：PC－486（推荐奔腾Ⅱ）以上微机，内存 8M(推荐 64M)以上，硬
盘 420M（推荐 4.3G）以上，1024×768×256 色的彩显设备。
MAPGIS 软件环境：中文 WINDOWS95、WINDOWS98（推荐）、WINDOWS2000
以及 NT4.0 以上。
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，目前我国已建立的各类地理信息系统绝大部分使用国外软
件，它大多运行在工作站上，而 MAPGIS 的软件完全是自行开发并运行在 PC－486 以上微
机平台，这套系统的推广使用，可以使更多的用户使用地理信息系统。
(二)MAPGIS 系统的安装与启动
MAPGIS 目前最高版本是 6.0，包括加速卡或软件狗一块，系统光盘一张，使用手册一本。
首先将加速卡安装到计算机的空闲的 ISA 扩展槽中或将软件狗插到打印口上，将其固定
好。开机进入 WINDOWS 95/98 后，找到 MAPGIS 6.0 软件所在的目录，执行安装程序
SETUP.EXE ， 按 照 屏 幕 上 的 提 示 进 行 安 装 。 注 意 MAPGIS 6.0 的 安 全 关 键 字 是
060087483128，一般选择典型安装即可，这样可把全部内容安装到你的计算机上。桌面
上会自动 建立 一个“ MAPGIS 6.0 主 菜单”的图标 ，在该图标上 双击鼠标左键 即可 进入
MAPGIS 主菜单，然后运行各子系统。亦可从开始菜单进入程序，找到 MAPGIS 6.0 直接运
行各子系统。
在运行各子系统前，最好先进行系统设置，即设置好工作目录、矢量字库目录、系统库
目录和系统临时目录。
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( 三 )
MAPGIS 系统的总体结构
MAPGIS 是具有国际先进水平的完整的地理信息系统，它分为“输入”、“图形编辑”、“库
管理”、“空间分析”、“输出”以及“实用服务”六大部分，如图 1。根据地学信息来源多种多样、
数据类型多、信息量庞大的特点，该系统采用矢量和栅格数据混合的结构，力求矢量数据和
栅格数据形成一整体的同时，又考虑栅格数据既可以和矢量数据相对独立存在，又可以作为
矢量数据的属性，以满足不同问题对矢量、栅格数据的不同需要。
图 1 MAPGIS 系统的总体结构图
(四)MAPGIS 的主要功能
l．数据输入
在建立数据库时，我们需要将各种类型的空间数据转换为数字数据，数据输入是 GIS 的关
键之一。MAPGIS 提供的数据输入有数字化仪输入、扫描矢量化输入、GPS 输入和其它数据
源的直接转换。
(1) 数字化输入
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空间分析子系统
空间分析
图像分析
网络分析
DTM 分析
输入子系统
数字化输入
扫描矢量化
文件转换、外业测量
GPS 及其它数据源
图形编辑子系统
图形编辑及建拓扑
图象镶嵌配准
投影变换
误差校正
库管理子系统
地图库管理
属性库管理
影像库管理
网络数据库管理
输出子系统
版面定义
矢量输出
栅格输出
文件转换
实用服务子系统
图形裁剪
报表定义
空间数据
属性数据
数字化输入也就是实现数字化过程，即实现空间信息从模拟式到数字式的转换，一般数字
化输入常用的仪器为数字化仪。
(2)扫描矢量化输入
扫描矢量化子系统，通过扫描仪输入扫描图象，然后通过矢量追踪，确定实体的空间位
置。对于高质量的原资料，扫描是一种省时、高效的数据输入方式。
(3)GPS 输入
GPS 是确定地球表面精确位置的新工具，它根据一系列卫星的接收信号，快速地计算地球
表面特征的位置。由于 GPS 测定的三维空间位置以数字坐标表示，因此不需作任何转换，可
直接输入数据库。
(4)其他数据源输入
MAPGIS 升级子系统可接收低版本数据，实现 6.X 与 5.X 版本数据的相互转换，即数据可
升可降，供 MAPGIS 使用。MAPGIS 还可以接收 AUTOCAD、ARC/INFO、MAPINFO 等软
件的公开格式文件。同时提供了外业测量数据直接成图功能，从而实现了数据采集、录入、
成图一体化，大大提高了数据精度和作业流程。
2. 数据处理
输入计算机后的数据及分析、统计等生成的数据在入库、输出的过程中常常要进行数据校
正、编辑、图形整饰、误差消除、坐标变换等工作。MAPGIS 通过图形编辑子系统及投影变
换、误差校正等系统来完成，下面分别介绍之。
(1) 图形编辑
该系统用来编辑修改矢量结构的点、线、区域的空间位置及其图形属性、增加或删除点、
线、区域边界，并适时自动校正拓扑关系。图形编辑子系统是对图形数据库中的图形进行编
辑、修改、检索、造区等，从而使输入的图形更准确、更丰富、更漂亮。
(2) 投影变换
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。这种表示
方法有多种，而不同的投影方法实现不同图件的需要，因此在进行图形数据处理中很可能要
从一个地图投影坐标系统转换到另一个投影坐标系统，该系统就是为实现这一功能服务的，
本系统共提供了 20 种不同投影间的相互转换及经纬网生成功能。通过图框生成功能可自动
生成不同比例尺的标准图框。
(3) 误差校正
在图件数字化输入过程中，通常的输入法有：扫描矢量化、数字化仪跟踪数字化、标准数
据输入法等。通常由于图纸变形等因素，使输入后的图形与实际图形在位置上出现偏差，个
别图元经编辑、修改后可满足精度要求，但有些图元由于发生偏移，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。出现变形的图形，必
须经过数据校正，消除输入图形的变形，才能使之满足实际要求，该系统就是为这一目的服
务的。通过该系统即可实现图形的校正，达到实际需求。
(4) 镶嵌配准
图象镶嵌配准系统是一个 32 位专业图象处理软件，本系统以 MSI 图象为处理对象。本系
统提供了强大的控制点编辑环境，以完成 MSI 图象的几何控制点的编辑处理；当图象具有足
够的控制点时，MSI 图象的显示引擎就能实时完成 MSI 图象的几何变换、重采样和灰度变换，
从而实时完成图象之间的配准，图象与图形的配准，图象的镶嵌，图象几何校正，几何变换
灰度变换等功能。
(5) 符号库编辑
系统库编辑子系统是为图形编辑服务的。它将图形中的文字、图形符号、注记、填充花
纹及各种线型等抽取出来，单独处理；经过编辑、修改；生成子图库、线型库、填充图案库
和矢量字库，自动存放到系统数据库中，供用户编辑图形时使用。
应用而建立专用的系统库。如地质符号库、旅游图符号库等。
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