基于江蘇省航道普查對象的符號庫制作及地圖表達實現(xiàn)

唐曉暄　劉延　王成騫

摘 要：本文以地圖制圖學、符號學為基礎理論，依靠傳統(tǒng)的地圖符號內(nèi)涵，參照正在實施的國家和行業(yè)電子地圖制圖符號規(guī)范標準，更正并建設航道設施地圖符號庫體系，制定特有地圖符號樣式，實現(xiàn)航道普查地理要素全符號化。地圖表達結(jié)果成功運用到江蘇省航道普查數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：符號化;符號制作;符號庫;SVG

0 引言

地圖符號作為在地圖上直觀表達各類航道設施數(shù)據(jù)的一種可視化圖例，是電子航道圖的制圖與顯示基礎，其優(yōu)劣直接影響使用地圖的人員對航道信息的了解[1]。目前國內(nèi)外的許多GIS和制圖軟件都提供了一些比較常見的地圖符號，但很少涵蓋有標準的航道設施符號，因此如何高效地制作出一套完整的符合內(nèi)河電子航道圖規(guī)范的符號庫具有十分重要的研究價值[1]。本文針對以上問題，認真研究了航道圖制作規(guī)范文件，以AI作為矢量符號庫的制作平臺，提出了一套完整的涵蓋了江蘇省航道及主要設施對象的符號庫制作方法。

1 符號分類

地圖符號按其各自是否依比例表示二維地圖平面上的地物，可分為點狀符號、線狀符號、面狀符號[2]。

1.1 點狀符號

點狀符號一般用來表示現(xiàn)實世界中獨立的或者面積比較小的地物，可以表示現(xiàn)實空間中的一個獨立地物、一個測量坐標點或者空間中一些離散的現(xiàn)象。它的大小與地圖比例尺無關(guān)，點狀符號通過符號的定位點表示現(xiàn)實地物的具體位置，通過自身的顏色變化和形狀來展現(xiàn)所要表示的地物實體的含義，通過符號的大小尺寸表示地物實體的等級與數(shù)量級。

航道普查數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)的點狀符號主要是航標及標牌（航行標志、警示標志、信號標志、專用標志、標志標牌）、系泊絞攬設施（靠船墩、系纜樁、靠泊平臺等）、支架橋墩（橋梁墩、桿塔支架等）、其他航道設施（監(jiān)控設備、取排水口等）。

1.2 線狀符號

線狀符號一般表示在現(xiàn)實世界中呈現(xiàn)為帶狀或線狀伸展的地理要素或現(xiàn)象，它的寬度不按地圖比例尺顯示，而長度依地圖比例尺顯示。

線狀符號一般由重復的點或線段延伸表示，符號的線條即表示了對象所處的位置，顏色表示對象的類別。通過線條的粗細程度或者使用不同顏色來表示對象的等級或類型?，F(xiàn)實中物體的形態(tài)、彎曲度和方向都能用線狀符號的走向來表達。

航道普查數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)的線狀符號主要是航道要素（航道、航段、子航段）、跨河設施（架空管道、水下管道等）、攔河設施、整治建筑物等。其中航段涉及到分類，符號使用不同顏色加以區(qū)別。

1.3 面狀符號

面狀符號一般用來表示實際面積比較大或者呈面狀分布的地理要素實體或現(xiàn)象，通常表現(xiàn)為一條閉合的線條和內(nèi)部的填充符號或填充顏色，其中閉合的線條用來描繪出外部輪廓，填充符號或顏色用來體現(xiàn)地理要素的屬性特征，符號的具體位置由地理實體對象在地圖上的實際分布來確定。在地圖上，符號的輪廓線要依據(jù)地圖上比例尺的變化而變化。

面狀符號一般由三部分構(gòu)成，分別是邊界閉合輪廓線部分、內(nèi)部顏色填充部分和內(nèi)部矢量圖形填充部分。輪廓線部分由線狀符號來表示，內(nèi)部填充符號可以用點符號或者線狀符號來表示。一般而言，面狀符號的邊界線可以表示所反映事物的范圍，由于面狀符號是依比例尺變化的，則它的范圍就是其在現(xiàn)實空間中的實際位置，所以邊界線即外圍輪廓線可以稱為是面狀符號的定位線。

航道普查數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)的面狀符號主要有船閘及其部分附屬設施、水上服務區(qū)、碼頭、錨地、停泊區(qū)、加油站、橋梁等。面狀符號多為大型的地理實體要素，能在地圖上清晰的呈現(xiàn)出面狀效果。

2 地圖符號表達實現(xiàn)

2.1 符號表達機制

對于地理世界的要素經(jīng)過抽象概括為地圖要素，地圖要素是地理要素的視覺表達，地圖要素存入空間數(shù)據(jù)庫之后以地理數(shù)據(jù)存在。地圖表達數(shù)據(jù)則存儲著地理要素與符號間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，包括地圖符號樣式，符號與地理要素之間的關(guān)聯(lián)表、表達規(guī)則等，最終將地理數(shù)據(jù)在地圖上進行符號化顯示。

地圖符號庫是將設計好的地圖符號樣式按照數(shù)據(jù)分層分類標準存儲到地圖服務軟件中，形成符號數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)符號的管理、應用功能。

2.2 基于Geoserver的符號化

符號化指在地圖顯示或制作時實現(xiàn)地理要素的符號化。符號矢量圖庫制作完成后，將符號配置到地圖服務器中，使用Geoserve實現(xiàn)地圖符號化。

Geoserver 擁有配套獨立的符號管理庫，可以根據(jù)需求設計、建立相對應的符號圖式庫。在符號管理區(qū)（Styles）中，一個style文件表示單個或同類符號樣式。在style文件中通過自定義sld（風格化圖層描述器）規(guī)則來配置圖層要素符

號樣式，還可以設置過濾器。各個符號樣式間是互相獨立的，可以對符號樣式進行新建、編輯、刪除、發(fā)布、預覽工作，且具有操作簡單、方便易用、可視化等優(yōu)點。

通常情況下，不需要直接在Geoserver中去手動編輯sld規(guī)則代碼，而是通過QGIS配置樣式自動生成sld文件，再將生成好的sld文件導入到Geoserver中對應的符號文件中，就可以直接應用或發(fā)布，這樣更加簡單高效，避免了手動編寫代碼的麻煩。 具體步驟如下：

（1）運行QGIS，連接地圖空間數(shù)據(jù)庫或shp圖層文件，配置符號樣式;

（2）配置完成后，將制作好的樣式導出為sld文件;

（3）進入到Geoserver --> style管理區(qū)，新建style文件（Add a new style），填寫樣式名稱，選擇對應工作區(qū)（與發(fā)布地圖保持一致）;

（4）通過上傳文件按鈕（upload a style file）將之前導出的sld文件導入進來，提交保存，完成對應符號樣式的配置;

（5）將符號樣式發(fā)布應用到對應的地理要素圖層中。

2.3 符號、文本顯示標準

參照《內(nèi)河電子航道圖技術(shù)規(guī)范》和《長江電子航道圖制作規(guī)范》，為航道設施要素符號和要素標識制定了一般顯示標準。

（1）在圖形顯示中應盡量避免出現(xiàn)文字，重要的文本可以顯示，如要素的名稱或編號;

（2）應避免符號和文本的混亂和疊加。對于點符號：文本注記應標注顯示在符號正下方;線符號：文本注記應沿著線條走向標注在下方，不能與線符號有重疊;面符號：文本注記應標注在面輪廓中心部位，且不與中心點狀符號重疊;

（3）符號需統(tǒng)一大小尺寸，文本需統(tǒng)一字體、大小、粗細等標準，避免顯示比例失調(diào)。在基礎尺寸要求下，可以根據(jù)要素的重要程度、密集程度等因素，適當調(diào)整符號或文本顯示大小;

（4）比例尺分級顯示。為不同的要素符號設置不同的顯示比例尺，一般按重要程度和密集程度來進行劃分，如航道、船閘可在大比例尺下顯示，橋梁、碼頭應在小比例尺下才進行顯示;

（5）當顯示比例變化時，應保持符號和文本大小不變。

3 結(jié)語

地圖符號化是地理信息可視化的重要部分。高水準的地圖符號能夠使地圖表達變得多彩多樣化、能夠使地圖更加容易解讀并且能夠滿足不同的出版需求。在江蘇航道普查數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)定義了航道對象的符號分類，并通過GeoServer實現(xiàn)地圖符號化表達。

參考文獻：

[1]馬慶榮，熊小青，邢增招.基于ArcGIS的海圖符號庫制作關(guān)鍵技術(shù)研究[J].地理空間信息，2016，14（1）：65-68.

[2]顧穎虹，芮建勛，等.基于MapServer的WebGIS地圖符號化研究與實現(xiàn)[J].上海師范大學學報，2012，41（1）：56-61.