地理信息生成與地圖制圖一體化研究

【摘? 要】我們?cè)讷@取或繪制地理信息時(shí)通常會(huì)用到兩種方式，一種是地理信息系統(tǒng)（GIS），另一種是地圖制圖，人們對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行了解時(shí)都離不開這些先進(jìn)的技術(shù)。由于通過這兩種方式獲取的地理信息差異并不明顯，人們?cè)趯?duì)二者進(jìn)行結(jié)合使用時(shí)就會(huì)出現(xiàn)重復(fù)勞動(dòng)的現(xiàn)象，為了減少這種情況的發(fā)生，需要實(shí)現(xiàn)二者的有機(jī)結(jié)合使用，基于此，對(duì)地理信息生成與地圖制圖一體化進(jìn)行研究與分析，從中尋找更好的使用方式，提高相關(guān)工作人員的工作效率。

【關(guān)鍵詞】地理信息;地圖制圖;一體化

引言

GIS是對(duì)地理信息數(shù)據(jù)的處理和分析，建立一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫，其中包含著關(guān)于地理信息的海量信息，人們可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢索，從中尋找自己需要的內(nèi)容。地圖制圖的主要功能是對(duì)地理圖像的處理與成圖制作。從一定層面上講，地圖制圖包含于GIS，這也是人們對(duì)二者結(jié)合使用時(shí)出現(xiàn)重復(fù)信息的主要原因。為了方便相關(guān)工作人員對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)功能的有效使用，可以將兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)分管理和整合管理，結(jié)合工作需要選擇系統(tǒng)，從而更迅速、更有效地分析和確定空間地理數(shù)據(jù)。

1.地理信息生成系統(tǒng)數(shù)據(jù)與地圖制圖數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的問題

1.1地理信息系統(tǒng)與地圖制圖的區(qū)別

從理論上講，GIS提供了與空間地理位置、拓?fù)潢P(guān)系和屬性的實(shí)際反饋，其中信息的根本屬性和空間信息尤為重要;地圖產(chǎn)品是地圖制圖的主要功能，可以用數(shù)據(jù)處理地圖的可視化和表達(dá)，無論是模擬的2D紙質(zhì)地圖、數(shù)字3D模型或動(dòng)畫的制圖繪制都可以完成。

GIS的主要表達(dá)方式是“利用點(diǎn)確定線，通過線決定面”，利用這樣的方式對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和儲(chǔ)存;而地圖制圖的表達(dá)方式是通過標(biāo)記、符號(hào)等呈現(xiàn)的，與GIS的區(qū)別在于，地圖制圖會(huì)有一定的修飾功能。

從數(shù)據(jù)連接性方面來看，GIS系統(tǒng)對(duì)信息的處理有很好的連貫性和完整性;而地圖制圖是根據(jù)人們的需要繪制出局部的空間，兩個(gè)空間是獨(dú)立的，呈現(xiàn)的效果也較為美觀。除此之外，GIS的大多數(shù)據(jù)都是經(jīng)過二次處理再儲(chǔ)存的，不具備原始數(shù)據(jù)的連貫性;地圖制圖更注重于幾何圖形的表達(dá)，對(duì)數(shù)據(jù)的處理也有一定的欠缺。

1.2二者轉(zhuǎn)換過程中存在的問題

實(shí)際上，GIS中的數(shù)據(jù)與地圖制圖數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，但是二者之間存在一定區(qū)別，在轉(zhuǎn)換過程中就會(huì)存在一些問題，主要有兩個(gè)方面，一方面是地圖制圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，另一方面是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地圖制圖數(shù)據(jù)，具體如下：

（1）地圖制圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)。GIS具有三個(gè)基本組成部分，一是系統(tǒng)模型以編碼為主，并且根據(jù)要素的級(jí)別和類別進(jìn)行區(qū)分;二是，對(duì)要素?cái)?shù)量和質(zhì)量的特征以及其他信息進(jìn)行描述時(shí)需要數(shù)據(jù)項(xiàng)來完成;三是，數(shù)據(jù)體的主要任務(wù)是對(duì)元素的空間分布和關(guān)系進(jìn)行描述。這三個(gè)基本信息組成是GIS特有的屬性，然而地圖制圖數(shù)據(jù)的現(xiàn)有功能是無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的，由于達(dá)不到GIS特有的功能，二者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)也就會(huì)出現(xiàn)諸多偏差。

（2）地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地圖制圖數(shù)據(jù)。在明確信息詳情時(shí)，地圖信息主要分為直接信息與間接信息兩類。從字面意思看，間接信息是通過處理之后間接得到的結(jié)果，需要借助要素的分布和組合特征來實(shí)現(xiàn)。由此看來，還不能從空間數(shù)據(jù)中直接獲取地圖信息，需要借助符號(hào)形成地圖產(chǎn)品，除了以上限制，地圖信息還需要從其他的途徑獲取，才能實(shí)現(xiàn)信息的完整性。對(duì)二者數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較，地圖制圖信息在數(shù)據(jù)表達(dá)方面擁有較多的形式，而空間數(shù)據(jù)對(duì)信息的質(zhì)量要求較高，在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)還存在一定的困難。因此，利用地圖符號(hào)化方法，可以將地圖制圖數(shù)據(jù)劃分成符號(hào)化信息和空間數(shù)據(jù)，在地圖數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)的生成過程中提高數(shù)據(jù)的內(nèi)在質(zhì)量。

2.地理信息生成與地圖制圖的一體化探究

2.1一體化的重要性

地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用有兩種方法最為常見，一個(gè)是數(shù)據(jù)建庫，另一個(gè)是地圖制圖。但是二者在對(duì)數(shù)據(jù)的表達(dá)和儲(chǔ)存中，卻有著一定的區(qū)別。這就導(dǎo)致在地理信息生成與地圖制圖一體化的應(yīng)用中，不能達(dá)到完美契合的效果。由此看來，我們?cè)诘乩硇畔⑸膳c地圖制圖一體化研究中需要實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而提高相關(guān)工作的效率和質(zhì)量。

2.2設(shè)計(jì)方案與設(shè)計(jì)模型

創(chuàng)建一個(gè)完整和連續(xù)的地理信息數(shù)據(jù)庫，就需要將空間分析作為最終目標(biāo)，使用GIS制圖功能，結(jié)合制圖規(guī)則，利用符號(hào)更精確的描述出地理實(shí)體結(jié)構(gòu)，這就是地理信息生成與地圖制圖一體化的完整設(shè)計(jì)思路。也就是說，想要將數(shù)據(jù)信息繪制成圖，數(shù)據(jù)不僅要達(dá)到能夠錄入數(shù)據(jù)庫的要求，還要達(dá)到可以進(jìn)行符號(hào)轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)符合成圖的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，才可以形成合理的地理空間數(shù)據(jù)整編方案，最終順利實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的整編。一體化設(shè)計(jì)模型不僅能夠反映出實(shí)體空間，還可以呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，同時(shí)達(dá)到了GIS的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

2.3制圖數(shù)據(jù)補(bǔ)償

基于地理信息數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)集成是地理信息系統(tǒng)與地圖制圖一體化的核心流程，完全符合地理信息元素的分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)。需要格外注意的是，編碼時(shí)必須基于對(duì)制圖元素具有重要意義的制圖信息，也就是標(biāo)注、線性對(duì)象和填充對(duì)象等。工作人員必須從地理元素屬性字段中提取標(biāo)注，并通過程序確定相應(yīng)位置;線性對(duì)象和填充對(duì)象是由核心數(shù)據(jù)和專業(yè)算法組成的。實(shí)際上，每一條規(guī)則都要滿足用不同的參數(shù)補(bǔ)償不同的數(shù)據(jù)。但是，同一地理要素需要用不同的規(guī)則補(bǔ)償。如果可以對(duì)數(shù)據(jù)庫中缺失的信息進(jìn)行補(bǔ)償，就可以完善當(dāng)前相關(guān)工作的不足之處。

2.4地理要素分層與符號(hào)化

利用制圖數(shù)據(jù)對(duì)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中缺失的信息進(jìn)行補(bǔ)充和完善，保證工作的順利進(jìn)行。由于數(shù)據(jù)庫中的信息分布與結(jié)構(gòu)沒有改變，還在按照以往的地理特征進(jìn)行排序，所以在數(shù)據(jù)補(bǔ)充完成后，GIS原來的數(shù)據(jù)庫不會(huì)有任何改變。主要原因是對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償僅僅轉(zhuǎn)換了數(shù)據(jù)的表達(dá)形式，不會(huì)從其他方面改變?cè)械臄?shù)據(jù)庫。如果想要進(jìn)一步完善這部分工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖符號(hào)之間的壓蓋關(guān)系進(jìn)行妥善處理，就需要借助地理信息系統(tǒng)軟件的符號(hào)功能進(jìn)一步改進(jìn)地圖繪制過程。

實(shí)際上，地圖需要有非常嚴(yán)格的符號(hào)疊加順序，具體來說，應(yīng)按照從上到下的順序，對(duì)道路、注記、水系等要素進(jìn)行疊加。但是，在這部分工作中，還存在許多缺陷和不足。比如說，在同樣的路線圖中，道路和鐵路的上下位置不能保持一致，主要原因是疊加順序錯(cuò)誤或者覆蓋出現(xiàn)重復(fù)操作。此外，還有其他原因也會(huì)導(dǎo)致地圖不夠精準(zhǔn)，這就需要將字段與地理實(shí)體屬性表區(qū)進(jìn)行區(qū)分。比如說，如果上層字段數(shù)值較大的話就會(huì)導(dǎo)致下層數(shù)值變小?；诖耍到y(tǒng)參考字段數(shù)值大小對(duì)數(shù)據(jù)覆蓋進(jìn)行順序上的調(diào)整，可以有效解決數(shù)據(jù)庫缺少必要數(shù)據(jù)或者存在數(shù)據(jù)源重復(fù)覆蓋等問題。不僅如此，還要將要素的風(fēng)格進(jìn)行統(tǒng)一，比如說，地理信息系統(tǒng)中的符號(hào)系統(tǒng)，進(jìn)行要素統(tǒng)一之后就可以美化地圖的成像，同時(shí)也便于區(qū)分各種標(biāo)記。

3.結(jié)束語

地理信息生成與地圖制圖一體化，不僅要有完整的地理信息收集、處理和儲(chǔ)存功能，還需要有地圖繪制功能，這就對(duì)GIS和地圖制圖系統(tǒng)提出了更高的要求。因此，需要了解GIS與地圖制圖之間的關(guān)系，解決二者之間的矛盾。需要對(duì)一體化設(shè)計(jì)方案和模型進(jìn)行深入思考，并對(duì)地理要素的分層和符號(hào)化進(jìn)行探究，從而提高工作效率，保證地理信息系統(tǒng)的實(shí)用性。

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作者簡介：劉鸝，河南平頂山，467021。