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，探討大比例尺地圖制圖與建庫一體化方案研究。 關鍵詞 大比例尺地圖 地圖制圖 地圖建庫 一體化 1 前言 隨著計算機科學在地圖制圖領域的應用和發(fā)展，加快了數(shù)字地圖的發(fā)展，并使其得到更廣泛的應用。社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市建設步伐進一步加快，作為基礎建設必不可少的大比例尺地圖，越來越成為各級政府部門與規(guī)劃建設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)，更直觀地反映社會經(jīng)濟要素，更好地服務于社會基礎建設。 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，同時增加了地圖生產(chǎn)的成本，降低了生產(chǎn)效率。 分析目前測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)。目前測繪單位在大比例尺地圖制圖生產(chǎn)過程中，計算機地圖制圖實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的獲取、處理、顯示、存儲和輸出，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，達到地圖整飾和美學的需要，不得不制作“出圖數(shù)據(jù)。 （2）大比例尺地圖建庫技術還不成熟。目前國內(nèi)測繪機構和部門還沒有制

4、定一個統(tǒng)一的完善的標準，以適用于大比例尺地圖建庫；各測繪單位及相關行業(yè)都是根據(jù)自己的經(jīng)驗進行大比例尺地圖建庫。大比例尺地圖建庫技術還不成熟。 （3）制圖軟件的缺陷?，F(xiàn)在，在我們基礎測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門，一般使用兩種軟件，一種是CAD設計制圖軟件，如：AUTOCAD和MICROSTATION等，另一種是GIS軟件，如ARCINFO、MAPINFO等，實際上這兩種軟件從底層設計上，都不是為空間數(shù)據(jù)所設計，而且兩者有很大的差異。設計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)構化問題，它可以制作出精致的圖，但只是為了好看而已，計算機如何記錄，如何分析，它沒有太多的考慮。而GI

5、S軟件恰好相反，它對比重視于宏觀它是要做宏觀的分析，要有好的拓撲結(jié)構，要為好多行業(yè)所應用，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，往往考慮對比多的是將來地圖的出圖與印刷，對于地圖建庫，只是在地圖編輯的基礎上，進行地圖數(shù)據(jù)的整理、建庫，沒有在地圖編輯時就考慮入庫問題；當?shù)貓D數(shù)據(jù)入庫后，不能直接進行地圖輸出，還得要進行符號化、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，想要通過計算機直接符號化，實現(xiàn)起來對比困難，即使能夠?qū)崿F(xiàn)，也達不到地圖的整飾與地圖美學效果。 3 技術方案研究 傳統(tǒng)的大比例尺地圖要素類型分為：點、線、面、注記。這樣在地圖制圖過程中，能夠達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，實現(xiàn)制圖與建庫一體化，引入“復合要素和“輔助制圖要素的概念。將大比例尺地圖要素類型分為：點、線、面、注記、復合要素。復合要素由點要素、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化表示時的正確性而增加的輔助點、線、面，主要滿足地圖建庫數(shù)據(jù)符號化以及地圖的出圖、出版印刷的需要。當?shù)貓D建庫時，輔助制圖要素只作為圖形要素存儲，不參與地理信息統(tǒng)計與空間分析，只是用于后期的地圖數(shù)據(jù)符號化。 為了滿足地圖輸出與出版印刷的需要，要處理好點狀符號與線狀符號的壓蓋問題，文字注記與線狀符號的壓蓋問題。針對文字注記壓蓋問題，可以通過文字掩蓋來實現(xiàn)。而點狀符號的壓蓋問題，也可以通過掩蓋來實現(xiàn)。但是由于符號的外形和大小不等，就會出現(xiàn)符號壓蓋要素太多，影響圖面美觀；同時在編輯圖面移動點狀符號時，就會造成掩蓋和符號不能同時編輯移動或者要移動兩次，給編

8、輯增加工作量。為了更好地處理點狀符號的壓蓋問題，提出在制作符號的同時，就把掩蓋同符號制作成為一個整體，這樣在編輯符號時，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、不依比例尺點狀符號等點狀地圖要素；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。同時線狀地圖要素從空間位置關系上，也有上下之分，要保證高一級要素壓蓋低一級要素，例如橋梁在河流上面。 4 要素符號與代碼設計 4.1 符號的類型及命名規(guī)矩 數(shù)字線劃圖的要素符號類型分為點狀符號、線狀符號、面狀符號。

9、點狀符號、線狀符號依照其要素代碼來命名；面狀符號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 點狀符號 點要素的表示有三種形式：標注點、定位點、有向點。 標注點指無實體對應的點要素的表現(xiàn)形式，如高程點、比高點、特別高程點等。 定位點指有實體對應的點要素的表現(xiàn)形式，如路燈、水塔等。 有向點指具有方向性的點要素的表現(xiàn)形式，如泉、窯洞等。 點符號庫制作： （1）應嚴格依照圖式規(guī)范所規(guī)定的樣式制作； （2）符號庫中單元（塊）名稱應唯一； （3）制作點符號時應將單元（塊）的定位點作為單元（塊）的原點； （4）所有點符號制作的基準方向應為正北方向； （5）符號庫中

10、不應存在多余（或錯誤）符號； （6）點符號制作時，要把掩蓋作為符號的一部分，加在點符號下面。 4.3 線狀符號 線要素的表示有三種形式：線、中心線、有向線。 線指無實體對應的線要素的表現(xiàn)形式，如等高線、地類界、境界限等。 中心線指有實體對應的線要素的表現(xiàn)形式，如鐵路、機耕路等。 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、自然文化保護區(qū)界等。 為了便于地圖入庫與符號化，將線狀符號按其定位線的位置及符號化的要求，規(guī)定了線型識別碼，簡稱線型碼： （1）定位線為符號的中心線（即符號圖形以定位線為軸線對稱），且在定位線的兩側(cè)按對稱方式進行符號化，線型碼為“C。 （2

11、）沿數(shù)字化過程中鼠標前進方向，定位線為符號右邊線的中心（或與符號的右側(cè)相切），且在定位線的左側(cè)進行符號化，線型碼為“L。 （3）以定位線為軸線，在兩側(cè)按非對稱方式進行符號化，線型碼為“X。 （4）定位線為符號本身（如境界、馬路等）的實線、虛線或點線，線型碼為空。線型庫制作： （1）應嚴格依照圖式規(guī)范所規(guī)定的樣式制作； （2）線型名稱應唯一； （3）制作點狀線型（如行樹）時應先定義基準線，然后參與點符號； （4）基準線的定位線應與圖式規(guī)范規(guī)定一致； （5）線型庫中不應存在多余（或錯誤）的線型符號。 4.4 面狀符號 面狀符號分為可圖案化和不可圖案化。 可圖案化的面狀符號，可以通過程序自動實現(xiàn)其符

12、號化。 不可圖案化的面狀符號，如植被符號不能用填充方式放置，應采用相應的點符號表示。 4.5 要素代碼設計 地圖要素分類編碼主要用于對數(shù)據(jù)進行存儲、管理、檢索和變換，同時引入 “輔助圖形碼用于實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的輸出。在設計和建立地圖數(shù)據(jù)庫時，將數(shù)據(jù)類型作為基本存儲單元，一類或幾類相關的數(shù)據(jù)構成一個數(shù)據(jù)層，從而利用分類碼實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效組織和存儲。 依照地圖要素分類為基礎，參照國標分類原則，結(jié)合本行業(yè)標準，依次細分為：大類、小類、一級、二級和輔助圖形碼。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、一級碼、二級碼和輔助圖形碼，其結(jié)構如圖一： 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)表示一級類碼，取值01-99； 第六位數(shù)表示二級類碼，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)，實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的再輸出。 要素代碼表結(jié)構：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、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，所采用的方式。點分為：有向點、無向點，分別用F、空表示；線狀符號：按其定位線的位置及符號化的要求，規(guī)定了線型識別碼，簡稱線型碼，分別用C、L、X和空表示，注意采集時依照右手法則進行

14、（即沿采集前進方向左側(cè)符號化）；面狀符號：依照其是否要符號化，分為要符號化和不要符號化，分別用Y、空表示。 “單元名/線型名：說明所表示點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 點要素編輯要求 點符號要求直接從符號庫中調(diào)入，不應在圖形中另行繪制，所有的點符號應存儲在單一的符號庫中；植被符號不能用填充方式放置，應采用相應的點符號表示。 5.2 線要素編輯要求 （1）所有應實交的地物線劃都應完全吻合，不得出現(xiàn)懸掛； （2）線狀符號在繪制時，其定位線的線型名稱應唯一； （3）線狀符號被點狀符號、注記壓蓋的，線狀符號應保持連通； （4）線條應光滑

15、，但不得擬合處理； （5）同層地物要素共線（即公共邊）時，按主次取舍；不同層地物要素共線時，要數(shù)應在相應層分別表示，并在共線處保證嚴格重合（繁雜線型的定位線應嚴格重合）； 5.3 面要素編輯要求 面要素的表示有兩種形式，輪廓線構面和范圍線構面。 輪廓線構面用于表示具有明確邊界的面要素，如單幢房屋等。 范圍線構面用于表示不具有明確邊界的面要素，如自然、文化保護區(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、點要確切。 （2）多邊形對象能封閉的，要嚴格閉合；存在公共邊的多邊形，相交處嚴格捕獲（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）線對象保證連通（即：采集時不應人為中斷。如：被注記壓蓋的圖形不允許只顧出圖效果而人為截斷地形要素，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，其骨架線、骨架信息必需保存完好且編碼正確。 （4）點符號不允許炸開。圖形要素除了點符號外，盡量杜絕使用塊對象。