大比例尺地圖制圖與建庫一體化方案研究（陳余才,曹天一,張永光）

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯 大比例尺地圖制圖與建庫一體化方案研究（陳余才,曹天一,張永光） 圖一 摘要 從大比例尺地圖生產(chǎn)現(xiàn)狀出發(fā)，分析了大比例尺地圖制圖與地圖建庫存在的問題，結(jié)合筆者工作經(jīng)驗(yàn)，探討大比例尺地圖制圖與建庫一體化方案研究。 關(guān)鍵詞 大比例尺地圖 地圖制圖 地圖建庫 一體化 1 前言 隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)在地圖制圖領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，加快了數(shù)字地圖的發(fā)展，并使其得到更廣泛的應(yīng)用。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市建設(shè)步伐進(jìn)一步加快，作為基礎(chǔ)建設(shè)必不可少的大比例尺地圖，越來越成為各級(jí)政府部門與規(guī)劃建設(shè)部門必不可少的第一手資料。但由于用圖單位不同，地圖的用途不同，需要地圖的類型也不同，有的需要

2、地圖能夠滿足傳統(tǒng)的出版印刷或滿足噴墨繪圖,即地圖制圖；有的需要地圖數(shù)據(jù)能夠具有一定的數(shù)據(jù)分析功能，即地圖建庫。如何能夠更好地解決地圖制圖與地圖建庫之間的銜接，實(shí)現(xiàn)地圖制圖與地圖建庫一體化生產(chǎn)，更直觀地反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素，更好地服務(wù)于社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)。 2 制圖與建庫一體化問題分析 大比例尺地圖制圖與建庫，被看成是兩個(gè)不同的地圖產(chǎn)品，其生產(chǎn)工序也不一致。前者是重視地圖的噴墨出圖與出版印刷，而不能兼顧地圖的入庫；后者是重視地圖的數(shù)據(jù)建庫，滿足地圖的分析功能，但建庫數(shù)據(jù)不能滿足地圖的噴墨出圖與出版印刷的要求。從而產(chǎn)生了“兩層皮現(xiàn)象，不得不分為地圖出圖數(shù)據(jù)和地圖建庫數(shù)據(jù)，導(dǎo)致產(chǎn)品成果不能一致，不利于數(shù)據(jù)的更

3、新和保存，同時(shí)增加了地圖生產(chǎn)的成本，降低了生產(chǎn)效率。 分析目前測(cè)繪單位大比例尺地圖制圖與地圖建庫生產(chǎn)狀況，主要存在以下問題： （1）為了滿足大比例尺地圖出圖與出版印刷，不得不制作“出圖數(shù)據(jù)。目前測(cè)繪單位在大比例尺地圖制圖生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)地圖制圖實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的獲取、處理、顯示、存儲(chǔ)和輸出，改變了地圖的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，儉約了人力，縮短了成圖周期，提高了生產(chǎn)效率和地圖制作質(zhì)量，使得地圖手工生產(chǎn)方式漸漸被數(shù)字化地圖生產(chǎn)所代替。但是，為了保證大比例尺地圖制圖數(shù)據(jù)能夠滿足噴墨出圖與出版印刷，達(dá)到地圖整飾和美學(xué)的需要，不得不制作“出圖數(shù)據(jù)。 （2）大比例尺地圖建庫技術(shù)還不成熟。目前國內(nèi)測(cè)繪機(jī)構(gòu)和部門還沒有制

4、定一個(gè)統(tǒng)一的完善的標(biāo)準(zhǔn)，以適用于大比例尺地圖建庫；各測(cè)繪單位及相關(guān)行業(yè)都是根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行大比例尺地圖建庫。大比例尺地圖建庫技術(shù)還不成熟。 （3）制圖軟件的缺陷?，F(xiàn)在，在我們基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門，一般使用兩種軟件，一種是CAD設(shè)計(jì)制圖軟件，如：AUTOCAD和MICROSTATION等，另一種是GIS軟件，如ARCINFO、MAPINFO等，實(shí)際上這兩種軟件從底層設(shè)計(jì)上，都不是為空間數(shù)據(jù)所設(shè)計(jì)，而且兩者有很大的差異。設(shè)計(jì)制圖軟件很重視于微觀的事物，它更多的是考慮制圖的精致，而很少考慮數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化問題，它可以制作出精致的圖，但只是為了好看而已，計(jì)算機(jī)如何記錄，如何分析，它沒有太多的考慮。而GI

5、S軟件恰好相反，它對(duì)比重視于宏觀它是要做宏觀的分析，要有好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要為好多行業(yè)所應(yīng)用，而沒有太多考慮精致制圖。故兩者都不能解決地圖制圖與地圖建庫的統(tǒng)一。 （4）大比例尺地圖制圖與地圖建庫相脫節(jié)。大比例尺地圖制圖與地圖建庫的矛盾還一直沒有解決。在制作大比例尺地圖時(shí)，往往考慮對(duì)比多的是將來地圖的出圖與印刷，對(duì)于地圖建庫，只是在地圖編輯的基礎(chǔ)上，進(jìn)行地圖數(shù)據(jù)的整理、建庫，沒有在地圖編輯時(shí)就考慮入庫問題；當(dāng)?shù)貓D數(shù)據(jù)入庫后，不能直接進(jìn)行地圖輸出，還得要進(jìn)行符號(hào)化、編輯處理、地圖整飾等過程。 （5）大比例尺地圖建庫數(shù)據(jù)還原顯示與輸出存在問題。目前，大比例尺地圖雖進(jìn)行了數(shù)據(jù)建庫，但是要想從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)

6、據(jù)，用于地圖的真實(shí)再現(xiàn)或地圖的輸出，還存在好多問題。大比例尺地圖要素很繁雜，想要通過計(jì)算機(jī)直接符號(hào)化，實(shí)現(xiàn)起來對(duì)比困難，即使能夠?qū)崿F(xiàn)，也達(dá)不到地圖的整飾與地圖美學(xué)效果。 3 技術(shù)方案研究 傳統(tǒng)的大比例尺地圖要素類型分為：點(diǎn)、線、面、注記。這樣在地圖制圖過程中，能夠達(dá)到地圖的出圖與出版印刷的需要，但是在地圖建庫過程中，大量的圖形信息被丟失，以致于地圖建庫數(shù)據(jù)不能夠直接用于地圖還原再現(xiàn)和地圖輸出。 為了滿足地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)入庫和地圖制圖的需要，實(shí)現(xiàn)制圖與建庫一體化，引入“復(fù)合要素和“輔助制圖要素的概念。將大比例尺地圖要素類型分為：點(diǎn)、線、面、注記、復(fù)合要素。復(fù)合要素由點(diǎn)要素、線要素、面要素及輔助制

7、圖要素組合而成。“輔助制圖要素是為了保證地圖符號(hào)化表示時(shí)的正確性而增加的輔助點(diǎn)、線、面，主要滿足地圖建庫數(shù)據(jù)符號(hào)化以及地圖的出圖、出版印刷的需要。當(dāng)?shù)貓D建庫時(shí)，輔助制圖要素只作為圖形要素存儲(chǔ)，不參與地理信息統(tǒng)計(jì)與空間分析，只是用于后期的地圖數(shù)據(jù)符號(hào)化。 為了滿足地圖輸出與出版印刷的需要，要處理好點(diǎn)狀符號(hào)與線狀符號(hào)的壓蓋問題，文字注記與線狀符號(hào)的壓蓋問題。針對(duì)文字注記壓蓋問題，可以通過文字掩蓋來實(shí)現(xiàn)。而點(diǎn)狀符號(hào)的壓蓋問題，也可以通過掩蓋來實(shí)現(xiàn)。但是由于符號(hào)的外形和大小不等，就會(huì)出現(xiàn)符號(hào)壓蓋要素太多，影響圖面美觀；同時(shí)在編輯圖面移動(dòng)點(diǎn)狀符號(hào)時(shí)，就會(huì)造成掩蓋和符號(hào)不能同時(shí)編輯移動(dòng)或者要移動(dòng)兩次，給編

8、輯增加工作量。為了更好地處理點(diǎn)狀符號(hào)的壓蓋問題，提出在制作符號(hào)的同時(shí)，就把掩蓋同符號(hào)制作成為一個(gè)整體，這樣在編輯符號(hào)時(shí)，就避免了壓蓋。 地圖的要素從其圖形表現(xiàn)看是有一定層次關(guān)系的。有些地圖要素，其它任何要素同它的圖形沖突都不能影響其圖形的完整性，這種地圖要素的圖形可以看成第一層，例如操縱點(diǎn)、不依比例尺點(diǎn)狀符號(hào)等點(diǎn)狀地圖要素；依次類推，線狀地圖要素放在其次層；面狀地圖要素放在第三層。同時(shí)線狀地圖要素從空間位置關(guān)系上，也有上下之分，要保證高一級(jí)要素壓蓋低一級(jí)要素，例如橋梁在河流上面。 4 要素符號(hào)與代碼設(shè)計(jì) 4.1 符號(hào)的類型及命名規(guī)矩 數(shù)字線劃圖的要素符號(hào)類型分為點(diǎn)狀符號(hào)、線狀符號(hào)、面狀符號(hào)。

9、點(diǎn)狀符號(hào)、線狀符號(hào)依照其要素代碼來命名；面狀符號(hào)分為可圖案化和不可圖案化：可圖案化的如居民地暈線等，不可圖案化的如面狀植被等。 4.2 點(diǎn)狀符號(hào) 點(diǎn)要素的表示有三種形式：標(biāo)注點(diǎn)、定位點(diǎn)、有向點(diǎn)。 標(biāo)注點(diǎn)指無實(shí)體對(duì)應(yīng)的點(diǎn)要素的表現(xiàn)形式，如高程點(diǎn)、比高點(diǎn)、特別高程點(diǎn)等。 定位點(diǎn)指有實(shí)體對(duì)應(yīng)的點(diǎn)要素的表現(xiàn)形式，如路燈、水塔等。 有向點(diǎn)指具有方向性的點(diǎn)要素的表現(xiàn)形式，如泉、窯洞等。 點(diǎn)符號(hào)庫制作： （1）應(yīng)嚴(yán)格依照?qǐng)D式規(guī)范所規(guī)定的樣式制作； （2）符號(hào)庫中單元（塊）名稱應(yīng)唯一； （3）制作點(diǎn)符號(hào)時(shí)應(yīng)將單元（塊）的定位點(diǎn)作為單元（塊）的原點(diǎn)； （4）所有點(diǎn)符號(hào)制作的基準(zhǔn)方向應(yīng)為正北方向； （5）符號(hào)庫中

10、不應(yīng)存在多余（或錯(cuò)誤）符號(hào)； （6）點(diǎn)符號(hào)制作時(shí)，要把掩蓋作為符號(hào)的一部分，加在點(diǎn)符號(hào)下面。 4.3 線狀符號(hào) 線要素的表示有三種形式：線、中心線、有向線。 線指無實(shí)體對(duì)應(yīng)的線要素的表現(xiàn)形式，如等高線、地類界、境界限等。 中心線指有實(shí)體對(duì)應(yīng)的線要素的表現(xiàn)形式，如鐵路、機(jī)耕路等。 有向線指具有方向性的線要素的表現(xiàn)形式，是要求依照一定方向采集的線，如單線河、坎、自然文化保護(hù)區(qū)界等。 為了便于地圖入庫與符號(hào)化，將線狀符號(hào)按其定位線的位置及符號(hào)化的要求，規(guī)定了線型識(shí)別碼，簡稱線型碼： （1）定位線為符號(hào)的中心線（即符號(hào)圖形以定位線為軸線對(duì)稱），且在定位線的兩側(cè)按對(duì)稱方式進(jìn)行符號(hào)化，線型碼為“C。 （2

11、）沿?cái)?shù)字化過程中鼠標(biāo)前進(jìn)方向，定位線為符號(hào)右邊線的中心（或與符號(hào)的右側(cè)相切），且在定位線的左側(cè)進(jìn)行符號(hào)化，線型碼為“L。 （3）以定位線為軸線，在兩側(cè)按非對(duì)稱方式進(jìn)行符號(hào)化，線型碼為“X。 （4）定位線為符號(hào)本身（如境界、馬路等）的實(shí)線、虛線或點(diǎn)線，線型碼為空。線型庫制作： （1）應(yīng)嚴(yán)格依照?qǐng)D式規(guī)范所規(guī)定的樣式制作； （2）線型名稱應(yīng)唯一； （3）制作點(diǎn)狀線型（如行樹）時(shí)應(yīng)先定義基準(zhǔn)線，然后參與點(diǎn)符號(hào)； （4）基準(zhǔn)線的定位線應(yīng)與圖式規(guī)范規(guī)定一致； （5）線型庫中不應(yīng)存在多余（或錯(cuò)誤）的線型符號(hào)。 4.4 面狀符號(hào) 面狀符號(hào)分為可圖案化和不可圖案化。 可圖案化的面狀符號(hào)，可以通過程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)其符

12、號(hào)化。 不可圖案化的面狀符號(hào)，如植被符號(hào)不能用填充方式放置，應(yīng)采用相應(yīng)的點(diǎn)符號(hào)表示。 4.5 要素代碼設(shè)計(jì) 地圖要素分類編碼主要用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、檢索和變換，同時(shí)引入 “輔助圖形碼用于實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的輸出。在設(shè)計(jì)和建立地圖數(shù)據(jù)庫時(shí)，將數(shù)據(jù)類型作為基本存儲(chǔ)單元，一類或幾類相關(guān)的數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)層，從而利用分類碼實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效組織和存儲(chǔ)。 依照地圖要素分類為基礎(chǔ)，參照國標(biāo)分類原則，結(jié)合本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，依次細(xì)分為：大類、小類、一級(jí)、二級(jí)和輔助圖形碼。要素分類代碼由7位數(shù)字層次組成，分別表示大類碼、小類碼、一級(jí)碼、二級(jí)碼和輔助圖形碼，其結(jié)構(gòu)如圖一： 前兩位數(shù)表示大類碼，取值11-21； 第三位數(shù)表

13、示小類碼，取值0-9； 第四、五位數(shù)表示一級(jí)類碼，取值01-99； 第六位數(shù)表示二級(jí)類碼，取值0-9； 第七位數(shù)表示輔助圖形碼，取值0-9；用于區(qū)別地圖制圖與建庫數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的再輸出。 要素代碼表結(jié)構(gòu)：要素名稱、空間類型、采集方式、單元名/線型名、說明等。 “要素名稱：說明所表示要素的名稱。 “空間類型：是為了說明要素的空間類型，包括：點(diǎn)、線、面，分別用1、2、3表示。 “采集方式：說明所表示要素在數(shù)據(jù)采集時(shí)，所采用的方式。點(diǎn)分為：有向點(diǎn)、無向點(diǎn)，分別用F、空表示；線狀符號(hào)：按其定位線的位置及符號(hào)化的要求，規(guī)定了線型識(shí)別碼，簡稱線型碼，分別用C、L、X和空表示，注意采集時(shí)依照右手法則進(jìn)行

14、（即沿采集前進(jìn)方向左側(cè)符號(hào)化）；面狀符號(hào)：依照其是否要符號(hào)化，分為要符號(hào)化和不要符號(hào)化，分別用Y、空表示。 “單元名/線型名：說明所表示點(diǎn)狀要素的塊名或線狀要素的線型名。 “說明：是指要說明要素的特別狀況。 5 地圖要素編輯 5.1 點(diǎn)要素編輯要求 點(diǎn)符號(hào)要求直接從符號(hào)庫中調(diào)入，不應(yīng)在圖形中另行繪制，所有的點(diǎn)符號(hào)應(yīng)存儲(chǔ)在單一的符號(hào)庫中；植被符號(hào)不能用填充方式放置，應(yīng)采用相應(yīng)的點(diǎn)符號(hào)表示。 5.2 線要素編輯要求 （1）所有應(yīng)實(shí)交的地物線劃都應(yīng)完全吻合，不得出現(xiàn)懸掛； （2）線狀符號(hào)在繪制時(shí)，其定位線的線型名稱應(yīng)唯一； （3）線狀符號(hào)被點(diǎn)狀符號(hào)、注記壓蓋的，線狀符號(hào)應(yīng)保持連通； （4）線條應(yīng)光滑

15、，但不得擬合處理； （5）同層地物要素共線（即公共邊）時(shí)，按主次取舍；不同層地物要素共線時(shí)，要數(shù)應(yīng)在相應(yīng)層分別表示，并在共線處保證嚴(yán)格重合（繁雜線型的定位線應(yīng)嚴(yán)格重合）； 5.3 面要素編輯要求 面要素的表示有兩種形式，輪廓線構(gòu)面和范圍線構(gòu)面。 輪廓線構(gòu)面用于表示具有明確邊界的面要素，如單幢房屋等。 范圍線構(gòu)面用于表示不具有明確邊界的面要素，如自然、文化保護(hù)區(qū)界等。 5.4 制圖數(shù)據(jù)要求 （1）數(shù)據(jù)以滿足制圖，兼顧建庫。所有地形圖要素的采集符合空間地理數(shù)據(jù)的基本要求，概括為：線要連通、面要閉合、點(diǎn)要確切。 （2）多邊形對(duì)象能封閉的，要嚴(yán)格閉合；存在公共邊的多邊形，相交處嚴(yán)格捕獲（咬合）不允許出現(xiàn)縫隙，不允許出現(xiàn)屢屢重疊；公共邊只采集一次，其它層通過拷貝生成。多邊形不允許使用塊表示。 （3）線對(duì)象保證連通（即：采集時(shí)不應(yīng)人為中斷。如：被注記壓蓋的圖形不允許只顧出圖效果而人為截?cái)嗟匦我?，在保存地形要求完整前提下由軟件完成壓蓋）；不同地物間按規(guī)范必需合理捕獲，不允許出現(xiàn)不合理懸掛；如使用程序生成特別符號(hào)，其骨架線、骨架信息必需保存完好且編碼正確。 （4）點(diǎn)符號(hào)不允許炸開。圖形要素除了點(diǎn)符號(hào)外，盡量杜絕使用塊對(duì)象。