地理國情普查成果數(shù)據(jù)在西寧市電子地圖制作中的應(yīng)用研究

郭德福，馬錦山，陳興芳

(西寧市測繪院，青海 西寧 810001)

1 引 言

2016年10月西寧市完成第一次全國地理國情普查及時點更新，成果數(shù)據(jù)具有現(xiàn)勢性強(qiáng)、區(qū)域全覆蓋等特點。地理國情普查成果數(shù)據(jù)應(yīng)用于西寧市電子地圖制作，充分挖掘了地理國情普查成果數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的價值，如何做好普查成果分析和應(yīng)用工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用成為本文研究的方向。

西寧市電子地圖制作為西寧市三維城市共享平臺建設(shè)的一部分，數(shù)據(jù)源為西寧市 1∶2 000地形圖，但是西寧市大比例尺地形數(shù)據(jù)只覆蓋西寧市主城區(qū)及三縣縣城，周圍山區(qū)為數(shù)據(jù)空白，地理國情普查成果數(shù)據(jù)正好可以補(bǔ)足這一數(shù)據(jù)空白。利用地理國情普查成果數(shù)據(jù)制作空白區(qū)域電子地圖是對地理國情數(shù)據(jù)深入應(yīng)用，可充分發(fā)揮地理國情數(shù)據(jù)價值，進(jìn)而完成西寧市全域電子地圖制作工作。

2 設(shè)計思路

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選取上，盡量采用最新大比例尺地形圖數(shù)據(jù)，對于大比例尺地形數(shù)據(jù)未覆蓋的空白區(qū)域采用地理國情普查成果數(shù)據(jù)，圖1為西寧市大比例尺地形數(shù)據(jù)覆蓋區(qū)域和數(shù)據(jù)空白區(qū)域分布情況。大比例尺地形數(shù)據(jù)主要整理提取交通、水系、植被、居民地及設(shè)施面等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層，地理國情普查成果數(shù)據(jù)中主要選取LCA層數(shù)據(jù)，依據(jù)CC碼進(jìn)行分類提取，在EPS軟件進(jìn)行換碼，形成對應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層。同時，依據(jù)地理國情普查成果數(shù)據(jù)中的BUCA、BUCP等可補(bǔ)充更新現(xiàn)有POI數(shù)據(jù)。

圖1 西寧市大比例尺地形數(shù)據(jù)分布圖

在興趣點標(biāo)注中，比例尺越小的層級重點標(biāo)注地標(biāo)性地物、政府機(jī)構(gòu)及風(fēng)景名勝等；比例尺越大的應(yīng)盡量標(biāo)注詳盡，整體而言，盡可能使興趣點標(biāo)注均勻分布、圖面美觀，除此之外，特別選取有一定歷史及文化旅游等特色地名并詳盡表示。

在電子地圖生產(chǎn)流程上，充分利用已有ArcGIS平臺、EPS數(shù)據(jù)整理軟件，在此基礎(chǔ)上，編制電子地圖成果配圖方案，重點是符號化及配色方案，并進(jìn)行技術(shù)方法創(chuàng)新，解決好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)接邊等問題，從而使工作效率取得突破。

3 西寧市電子地圖制作工藝流程

根據(jù)相關(guān)技術(shù)設(shè)計和要求，筆者建立了一套應(yīng)用地理國情普查成果數(shù)據(jù)及大比例尺地形數(shù)據(jù)制作電子地圖及發(fā)布的流程，該流程保證了電子地圖制作的科學(xué)性與完整性，且具有現(xiàn)勢性強(qiáng)的特點，提高了電子地圖制圖效率。具體技術(shù)路線如圖2所示：

圖2 工藝流程圖

(1)需求分析：根據(jù)技術(shù)設(shè)計書，明確電子地圖成果的范圍、內(nèi)容、空間參考、顯示比例尺大小范圍等，根據(jù)需求設(shè)定電子地圖模板。

(2)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備是電子地圖制作的基礎(chǔ)，只有把各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過一系列的整理、轉(zhuǎn)換及處理，其中包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、裁剪范圍內(nèi)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)接邊等，才能更好地作為電子地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，保證電子地圖制圖效果和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作主要包括以下內(nèi)容：

國情數(shù)據(jù)換碼：地理國情普查成果數(shù)據(jù)采集分類與 1∶2 000地形圖采集分類不一致，所以要將地理國情數(shù)據(jù)重新分類并在EPS數(shù)據(jù)整理軟件中進(jìn)行換碼，從而使地理國情數(shù)據(jù)分類與 1∶2 000地形數(shù)據(jù)一致。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：本次電子地圖成果，統(tǒng)一以獨(dú)立坐標(biāo)系為坐標(biāo)基準(zhǔn)，而地理國情數(shù)據(jù)為2000國家大地坐標(biāo)系、興趣點為WGS84坐標(biāo)系，因數(shù)據(jù)存在坐標(biāo)系不一致，需要進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)。

范圍裁剪：1∶2 000地形數(shù)據(jù)中部分?jǐn)?shù)據(jù)超出了電子地圖制圖范圍，對超出范圍數(shù)據(jù)予以裁剪；地理國情數(shù)據(jù)為地形數(shù)據(jù)補(bǔ)充，需從地理國情數(shù)據(jù)范圍內(nèi)刪除已有地形數(shù)據(jù)，從而保證電子地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全覆蓋、不重疊。

數(shù)據(jù)接邊：相鄰地形數(shù)據(jù)接邊處以及地形數(shù)據(jù)與地理國情成果數(shù)據(jù)接邊處往往出現(xiàn)數(shù)據(jù)接邊問題，需依據(jù)DOM數(shù)據(jù)為參考，綜合考慮接邊兩側(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)接邊，保持接邊數(shù)據(jù)真實、自然。

數(shù)據(jù)分層：從EPS導(dǎo)出的數(shù)據(jù)為植被面、水系面、交通面、居民地及設(shè)施面，不便于進(jìn)行電子地圖數(shù)據(jù)處理及符號化。實際中，需要再細(xì)分，比如水系分為主要水系、非主要水系、岸灘等；同時為了便于興趣點符號化及標(biāo)注，將興趣點分為政府機(jī)構(gòu)、體育休閑娛樂、科教文化等12層。

數(shù)據(jù)抽?。涸跀?shù)據(jù)整理時，經(jīng)常會遇到對大量密集點問題，有的會造成數(shù)據(jù)冗余，有的會影響數(shù)據(jù)表達(dá)，從而利用ArcToolBox對這類數(shù)據(jù)進(jìn)行點抽稀。

屬性編輯：屬性是配圖的基礎(chǔ)，屬性編輯主要包括添加部分輔助屬性和刪除部分屬性，添加屬性主要是為了表達(dá)一些特殊的要素，比如高速公路匝道與主干道區(qū)別等；刪除屬性主要是影響要素標(biāo)注的部分，比如部分興趣點數(shù)據(jù)為全稱，但是全稱在地圖標(biāo)注是過于冗長，需要進(jìn)行簡化，比如“中國石化多巴收費(fèi)站東加油站”在制圖中可簡寫為“中國石化”，這需要人工修改屬性。

(3)地圖配圖及整飾：此環(huán)節(jié)是電子地圖最為精細(xì)的環(huán)節(jié)，首先對電子地圖進(jìn)行分級，設(shè)定顯示比例；然后對每一級進(jìn)行符號化和地圖標(biāo)注，在實際操作中，會比較煩瑣，要根據(jù)具體情況進(jìn)行配置。整飾主要是為了電子地圖美觀而進(jìn)行的一些修改。

(4)質(zhì)量檢查：電子地圖檢查主要包括圖形和屬性兩個方面，對檢查不符合要求的要及時進(jìn)行修改。檢查內(nèi)容為空間參考、位置精度、屬性精度、完整性、邏輯性和符號化表達(dá)等內(nèi)容。

(5)成果發(fā)布：本次電子地圖制作主要作為西寧市三維城市共享平臺底圖，所以對經(jīng)過質(zhì)量檢查的電子地圖進(jìn)行切片，并發(fā)布至西寧市三維城市共享平臺中。圖3為西寧市電子地圖基于西寧市三維城市共享平臺發(fā)布成果展示，分別為電子地圖整體、局部等。

圖3電子地圖發(fā)布成果展示

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 地理國情數(shù)據(jù)整理及應(yīng)用

地理國情普查成果數(shù)據(jù)具有現(xiàn)勢性強(qiáng)、數(shù)據(jù)全覆蓋等優(yōu)勢，坐標(biāo)系為國家2000大地坐標(biāo)系，作為西寧市電子地圖山區(qū)補(bǔ)充部分，主要來源于地理國情普查成果數(shù)據(jù)庫中的LCA層數(shù)據(jù)，LCA層數(shù)據(jù)根據(jù)CC碼進(jìn)行分類，分類如表1所示，在制作電子地圖過程中地理國情數(shù)據(jù)整理的一般步驟是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)分類換碼、數(shù)據(jù)裁剪、數(shù)據(jù)接邊及數(shù)據(jù)輸出等。

地理國情數(shù)據(jù)換碼分類 表1

4.2 地理國情數(shù)據(jù)補(bǔ)充現(xiàn)有POI數(shù)據(jù)

POI數(shù)據(jù)是電子地圖搜索及標(biāo)注的基礎(chǔ)，但是在實際中POI數(shù)據(jù)更新往往缺乏數(shù)據(jù)源，存在更新不及時或不規(guī)范等問題，而地理國情數(shù)據(jù)作為國家基礎(chǔ)項目更新快且數(shù)據(jù)比較規(guī)范，是POI采集的理想數(shù)據(jù)源，從地理國情數(shù)據(jù)中分類采集，經(jīng)規(guī)范處理可編為POI數(shù)據(jù)，從而在電子地圖中發(fā)揮作用，如表2所示：

地理國情數(shù)據(jù)采集POI數(shù)據(jù)對照表 表2

4.3 電子地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

一個好的電子地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將提高電子地圖制作的效率，本次電子地圖數(shù)據(jù)庫分為境界、居民地、交通面、交通線、水系設(shè)施面和POI等，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表3所示：

電子地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 表3

電子地圖標(biāo)注中道路名稱存儲于線狀的道路中心線name字段中、水系名稱存儲于水系面的name字段中，其他標(biāo)注信息存儲于POI數(shù)據(jù)中，地圖標(biāo)注引擎采用Maplex標(biāo)注引擎。

4.4 圖面整飾

對于電子地圖中一些特別的地方，一定要注意圖面整飾工作，圖面整飾可以增強(qiáng)電子地圖圖面的美觀性和可讀性。在利用地理國情成果數(shù)據(jù)制作電子地圖時，要特別注意隧道部分，因為隧道部分在地理國情LCA中未采集，在電子地圖制作中需要參考其他數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制，同時在符號化及配色中區(qū)別于道路面，如圖4所示，左側(cè)為未進(jìn)行圖面整飾的電子地圖，右側(cè)為已進(jìn)行圖面整飾的成果，諸如此類的問題在利用地理國情普查成果制作電子地圖中經(jīng)常遇到，需要在進(jìn)行制圖時人工處理，具體問題需要具體分析處理。

圖4制圖整飾前后對比

5 結(jié) 論

筆者根據(jù)此工藝流程制作了西寧市四區(qū)三縣電子地圖，四區(qū)主城區(qū)及三縣縣城利用已有1∶2 000地形數(shù)據(jù)，除此之外區(qū)域均為地理國情數(shù)據(jù)，通過此方法制作的西寧市電子地圖覆蓋整個市域，填補(bǔ)了山區(qū)無電子地圖的空白。實踐證明，利用地理國情普查成果數(shù)據(jù)可滿足山區(qū)及小比例尺顯示電子地圖制作要求，該方法提高了地理國情普查成果數(shù)據(jù)的利用率，發(fā)揮了地理國情普查成果數(shù)據(jù)的價值。