基于GIS的電子地圖制作方法研究

曾 濤 劉 麗

（貴州省第一測繪院 貴州貴陽 550001）

1 引言

電子地圖是針對在線瀏覽和專題標(biāo)圖的需要，對矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)容選取組合所形成的數(shù)據(jù)集，經(jīng)符號化處理、圖面整飾、分級緩存后形成重點突出、色彩協(xié)調(diào)、符號形象、圖面美觀的視屏顯示地圖[1]。國家測繪地理信息局于2008年啟動了國家地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)，其中國家級、省級和地市級電子地圖是重要的建設(shè)內(nèi)容之一。地圖要素數(shù)據(jù)是電子地圖的核心內(nèi)容，因此，對數(shù)據(jù)的加工、制作過程就顯得尤為重要，同時該過程具有工作量大、工序繁瑣、建設(shè)成本高和動態(tài)更新難的特點。六盤水市電子地圖數(shù)據(jù)的制作嚴(yán)格按照國家局省級和地市級節(jié)點制作規(guī)范要求收集、整理、整合全市各類地理信息數(shù)據(jù)，包括擴(kuò)充城市范圍街區(qū)、建筑物和POI信息等。

2 電子地圖分類和分級

2.1 電子地圖分類

電子地圖是具有較高的集成度、較強的交互性和廣泛的應(yīng)用范圍的數(shù)據(jù)集，因此其類型呈現(xiàn)多樣化，很難明確的進(jìn)行分類?？傊凑盏貓D的制圖內(nèi)容則可分為普通電子地圖和專題電子地圖；按照比例尺大小進(jìn)行劃分，可分為大、中和小比例尺電子地圖；按照地類要素分類，可分為矢量電子地圖、柵格電子地圖和暈渲電子地圖；按照服務(wù)對象來劃分，可分為基礎(chǔ)專業(yè)級地圖、政務(wù)應(yīng)用級地圖、影像標(biāo)記級地圖、公眾服務(wù)級地圖；按照技術(shù)特色劃分，可分為多媒體電子地圖、三維電子地圖和導(dǎo)航電子地圖等。本文采用的是按照服務(wù)對象來對研究區(qū)電子地圖進(jìn)行創(chuàng)建，它對數(shù)據(jù)集的選取作了一定的要求。

2.2 電子地圖分級

按照標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，利用服務(wù)對象來進(jìn)行電子地圖制作總共可分為3個一級類和20個二級類。一級類有國家級主節(jié)點、省級主節(jié)點和市級主節(jié)點。國家主節(jié)點負(fù)責(zé)二級中的1～14級數(shù)據(jù)，省級節(jié)點負(fù)責(zé)二級中的15～17級數(shù)據(jù)，市級節(jié)點負(fù)責(zé)二級中的18～20級數(shù)據(jù)。另外技術(shù)還規(guī)定了各個級別的源數(shù)據(jù)的比例尺，國家級為1：100萬、1：25萬和1：5萬比例尺數(shù)據(jù)，省級為 1：1 萬和 1：5000 比例尺數(shù)據(jù)，市級為 1：2000、1：1000和1：500比例尺數(shù)據(jù)。

3 電子地圖數(shù)據(jù)制作

3.1 技術(shù)方法

電子地圖的核心是地圖要素數(shù)據(jù)，六盤水市的電子地圖數(shù)據(jù)主要來源于六盤水市地理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、GPS采集的POI數(shù)據(jù)和部分區(qū)域的掛圖等。根據(jù)六盤水市電子制作要求，需要對這些多源、多尺度數(shù)據(jù)進(jìn)行分級分層處理，為此做好數(shù)據(jù)的調(diào)研工作，整合、規(guī)劃好數(shù)據(jù)的應(yīng)用，才能充分做好地圖表達(dá)，力爭達(dá)到“數(shù)據(jù)最鮮活”的目標(biāo)。本文生產(chǎn)電子地圖涉及的關(guān)鍵技術(shù)包括地圖要素綜合、電子地圖制作和切片制作處理等，技術(shù)路線如圖1所示。

3.2 地圖要素綜合處理

地圖要素的綜合是地圖制圖的重要內(nèi)容，對于海量數(shù)據(jù)的綜合是個難點，自動制圖綜合雖然也有了深入的研究，但綜合后數(shù)據(jù)質(zhì)量也出現(xiàn)了不同的問題，需要有相關(guān)的質(zhì)量分析與評價標(biāo)準(zhǔn)[2]。本文對數(shù)據(jù)的綜合采用計算機(jī)自動綜合加人工判讀校正的方法來進(jìn)行研究。

圖1 貴州省六盤水市電子地圖技術(shù)路線圖

3.2.1 點狀要素綜合

本文點狀要素的綜合采用定額法來制作，利用分布密度的不同，隨機(jī)選擇事先規(guī)定好的單位面積的數(shù)量來顯示，然后通過人機(jī)交互的方式對綜合后的要素進(jìn)行檢查修改，以達(dá)到符合實地情況較為理想的綜合結(jié)果。

3.2.2 線狀要素綜合

本文線狀要素的綜合主要考慮的是在保證連通性的情況下，對不同要素進(jìn)行分級處理，按照重要性級別設(shè)置屬性值來實現(xiàn)制圖。同樣地，最后根據(jù)實際需求對自動綜合結(jié)果進(jìn)行人機(jī)交互檢查修改。

3.2.3 面狀要素綜合

面狀要素的綜合比較復(fù)雜，因為根據(jù)比例尺大小不同，概括綜合表現(xiàn)會不同，本文將按照依比例尺、半依比例尺和不依比例尺三種方式進(jìn)行綜合。依比例尺要素選擇的原則為按照實際需求，滿足一定條件的地理要素將作為依比例顯示要素，然而不能滿足要求的要素則再細(xì)分為半依比例尺和不依比例尺。半依比例尺則是將地形要素進(jìn)行簡化來顯示，如化簡邊界、綜合類似地理要素、繪制成有向線等。不依比例尺則遵循的是基于“保持面狀要素外部輪廓和內(nèi)部結(jié)構(gòu)”的原則。最后，對依/半依/不依面狀要素自動綜合的結(jié)果進(jìn)行檢查，針對不能準(zhǔn)確反映制圖區(qū)域分布特征等不合理的現(xiàn)象，采用人機(jī)交互的方式進(jìn)行修改。

3.3 電子地圖制作

3.3.1 符號庫建立

地圖符號是地圖表達(dá)空間信息的語言單位，通過符號參量表達(dá)信息認(rèn)識內(nèi)容[3]。符號庫是符號描述信息的集合。本文采用的操作平臺為ArcGIS，ArcGIS提供了一套制作符號的完整方案，其地圖符號由點狀符號、線狀符號和面狀符號構(gòu)成，基于ArcMap符號管理工具，可以自定義完成符合技術(shù)規(guī)定要求的符號庫。

3.3.2 電子地圖配圖

六盤水市電子地圖完全采用基于ArcGIS的電子地圖配圖，分別進(jìn)行了矢量電子配圖和影像地圖配圖。在地圖配圖之前，需要建立和地圖符號庫相對應(yīng)的完備的分類代碼表，并將分類代碼一一對照在相應(yīng)的電子地圖數(shù)據(jù)的屬性字段“CLASID”中。在地圖文檔（*.MXD），設(shè)置每級的顯示比例、加載數(shù)據(jù)，并按屬性字段“CLASID”與符號庫中相對應(yīng)的代碼進(jìn)行符號匹配。在完成地圖文檔的基本配置后，對電子地圖進(jìn)行道路溶解、方向點表示、注記動態(tài)標(biāo)注、注記避讓等處理。

3.4 電子地圖脫密處理

電子地圖脫密處理主要包括要素內(nèi)容脫密和定位精度脫密。根據(jù)國家基礎(chǔ)地理信息公開表示內(nèi)容的相關(guān)規(guī)定，從不同尺度的地理信息數(shù)據(jù)庫中提取可公開的要素內(nèi)容后，與1：25萬公眾版地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，經(jīng)整理、加工等過程完成電子地圖數(shù)據(jù)的定位精度脫密。定位精度脫密即降低空間數(shù)據(jù)的位置精度，既能保證用戶對數(shù)據(jù)精度的基本要求，又能保障數(shù)據(jù)安全；參照《公開地圖內(nèi)容表示若干規(guī)定》、《公開地圖內(nèi)容表示補充規(guī)定（試行）》、《基礎(chǔ)地理信息公開表示內(nèi)容的規(guī)定（試行）》等刪除電子地圖中的涉密要素和信息，最終實現(xiàn)電子地圖的要素內(nèi)容脫密。

3.5 電子地圖切片處理

為提高瀏覽地圖信息的速度，電子地圖配圖完成后需要發(fā)布，然后進(jìn)行切片處理，即把發(fā)布的電子地圖按照一定的比例尺切成地圖圖片。針對高并發(fā)訪問，本文采用ArcGIS緊湊切片技術(shù)，它將地圖事先在服務(wù)器上渲染好，在調(diào)用時能迅速響應(yīng)大數(shù)據(jù)量、大用戶量的在線地圖請求，節(jié)省了服務(wù)器實時渲染地圖的時間。

4 結(jié)論

對電子地圖相關(guān)地、有效地的制作，一方面需要有豐富的制圖實踐經(jīng)驗，另一方面需要熟練掌握制圖軟件及配圖審美能力。好的電子地圖應(yīng)保持圖面美觀，內(nèi)容突出重點，符號設(shè)計規(guī)范，色彩搭配合理，表達(dá)的地理要素排序疏落有致。

本文在電子地圖制作過程中充分的利用了熟練的GIS技術(shù)，并結(jié)合了多年的實際工作經(jīng)驗和總結(jié)。事實證明，通過上述方法對六盤水市電子地圖進(jìn)行制作的成果，符合技術(shù)規(guī)范，具有很強的實用性，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品化。

[1]秦梅霞，劉學(xué)人.淺談 ARCGIS 電子地圖制作[J]．工程技術(shù)，2011，12（35）：33～34．

[2]帥倩．電子地圖的質(zhì)量因素及評價研究[J]．測繪與空間地理信息，2013，36（6）：215～216．

[3]陳海莉，張青梅，劉 國．ArcGIS支持下的電子地圖制作方法研究[J]．城市地理，2015（20）：157～158．