数字城市电子地图建设方法概述

乔相飞，孙 磊

(青岛市勘察测绘研究院，山东青岛266034)

一、引 言

数字青岛电子地图建设项目(以下简称为“数字青岛项目”)是“数字青岛地理空间框架建设”的重要组成部分。参照《数字青岛地理信息公共平台电子地图数据规范》，该项目完成了比例尺从1∶500～1∶100万，两个版本(政务版、公众版)共24级地图的配图和14个数据集的生产工作。本文对该项目的主要工作环节和重点工作内容进行了说明和总结，希望能为同类项目的建设起到一定的参考和启发作用。

二、项目建设要点

1．技术路线设计

设计数字城市电子地图建设的技术路线，不仅应考虑到项目的顺利实施和最终成果的取得，同时还应考虑到电子地图后续的可更新维护性和可扩充推广性。

传统电子地图编制的技术路线为“数据生产—地图配图”，即先完成电子地图的数据生产和定稿后，再进行地图配图工作。这种工作路线的优点在于重复工作量少，工作流程清晰。但其配图工序必须先等待数据定稿后才能开展，且受数据脱密、送审等时间周期制约，建设过程较长。数字青岛项目采用了异步交互式的工作路线设计，同时展开数据生产和地图编制两大项工作，通过选择适当的软件平台解决因数据调整引起的重复编图问题。

图1为数字青岛项目的工作流程图。从图中可以看出，该项目不仅采用了异步交互式工作流程，并且在数据生产顺序上也有所调整，优先建设了最大比例尺和最小比例尺数据集。这种数据生产流程主要是为了兼顾地图配图方案编制的需要，在项目初期即能展现出整个地图配图的风格和细节，并通过安排阶段进展汇报的形式向各方征集意见，以最终确定整个地图配图工作的样式风格和大方向。

图1

2．软件平台的选择

为保证数据生产与地图配图工作能够同时开展，且避免因数据修改带来的过多重复配图工作量，要求数据生产软件和地图配图软件之间能够紧密而灵活地结合，将数据变化带来的配图影响降至最低。在软件的选择上，不应片面追求数据生产效率或配图美观，而应强调“均衡”策略，全面考虑软件对数据生产、地图配图和后续维护的支持度，以及软件自身的应用性、数据兼容性、工作稳定性和技术前瞻性。另外，软件对海量数据的支持能力及大数据量环境下的运行速度也是软件选择的重要指标。

基于上述考虑，通过对多种软件的对比，数字青岛项目最终选择了ArcGIS 10作为该项目数据生产和地图配图的主要应用软件平台，并最终取得了较好的应用效果。

3．数据的缩编与更新

按照相关规范要求，数字城市电子地图的各数据集生产应依托对应的基本比例尺地形图数据，依层类和要素提取规则进行数据提取，并进行相应的数据加工，经处理后形成电子地图数据成果。对于无基础数据支撑的小比例尺数据集可采用缩编生产的方式获得。

在实际工作中，由于不同比例尺基础数据间的生产时间、生产单位、参照标准均不尽相同，难免导致数据间存在描述差异和现势性差异。例如对于同一道路，有的数据定义为支线，有的则定义为大车路;同一区域内，有的数据描述为建成区，有的还是一片空地。这种差异将导致不同比例尺下的数据集不能按照统一的符号化规则进行套用，或者套用后配图效果出现“跳跃变化”等问题。

因此，在数字青岛项目中，并未拘泥于“对应数据横向提取”的作业模式，而是对重点图层采用了贯穿式缩编的方式进行生产，主要包括道路、植被等图层内容。例如道路图层的生产中，利用1∶500(市区)和1∶5000(郊县)道路数据为基准，全系列逐级缩编至1∶100万数据集的道路数据内容，使各数据集间数据描述保持一致。

虽然贯穿式缩编是一种非常有效的生产方法，但并非所有图层都适用于该方法，例如建筑物及其附属设施等图层。该类图层的数据量非常大，缩编技术要求也较高，进行全系列贯穿缩编处理是不经济也不现实的。因此，在数字青岛项目中对该类图层采用了比对更新的方法进行处理。首先，依照各级别对应比例尺，对基础数据的相应图层内容进行横向提取;然后以现势性最好的大比例尺数据为基础，对其他比例尺数据进行更新，并借助最新的影像数据对各级数据进行校核，以使所有成果数据集间的现势性保持一致。另外，为增强电子地图的应用效果，除利用基础数据进行更新外，项目还多方收集了各类新建重点项目、标志性地物的工程测量数据，例如跨海大桥、海底隧道、快速路改造、建设中地铁项目、建设中浮山隧道等项目数据，在各级别数据上进行了相应的数据更新。

数字青岛项目中，通过贯穿缩编和比对更新这两种工作方法的结合，成功且高效地完成了不同数据集间的数据整合，提升了数据成果的现势一致性和体系性，增强了应用效果。

4．分级配图的数据支持

数字城市电子地图建设工作中，存在着一级数据集需支持两级配图的情况。以数字青岛为例，七级成果数据集需要支持12级配图，即有5个数据集需同时支持两级配图。如何合理地分配该数据集的数据内容，使其在两级配图中合理、均衡、美观地显现，同时又能保持数据集的完整性是需解决的首要问题。

在一些同类项目建设中，往往采用数据集拆分的方式解决这一问题，即将目标数据集按照配图需要拆分为两个数据集，再由这两个数据集分别支持相应配图。这种作业方式最大的缺陷有两点：①破坏了成果数据的完整性;② 创建了中间数据集，如果数据变更则中间数据集也需随之变更，增加了工作量。

数字青岛项目通过在数据属性结构中增加配图控制字段，记录每个图元的配图参与信息。在配图时利用图层属性过滤功能实现数据筛选，在不破坏数据完整性的前提下，实现了数据的分级配图支持。表1为ZF数据集(1∶2000)支持18、19两级配图的控制字段赋值说明，通过不同的控制字段赋值，实现了数据的分级支持。

表1 ZF数据集控制字段赋值说明

5．配图辅助数据建设

数字城市电子地图数据集除作为电子地图编制的基础数据外，还是整个平台的基础数据之一，需为大量的专题应用提供数据支持和服务。因此平台对电子地图数据的数据质量、数据规范性及数据精度有着较高的要求。但从地图编制角度看，该数据集尚不能完全满足地图编图的需要，还需一些辅助数据进行支持。

以数字青岛项目为例，其电子地图数据存在着村落、小区等注记点相对配图需求分布稀疏，海岸线与沙滩相对关系不一致，区域性注记锚点位置不适合等问题，这些问题从数据角度看都具合理性。例如要解决注记稀少问题，可通过点插密的方式进行，但如果在成果数据中直接进行点插密，又会造成同名点数据冗余，破坏成果数据的数据质量。数字青岛项目通过创建“配图辅助数据集”将仅配图中需要的，且数据应用价值不大的各类图层单独生产和维护，解决了该类问题。例如，通过“注记点位插密层”的独立创建，既满足了配图要求，又避免了数据冗余。相同类型的辅助图层还包括“配图岸线层”、“特色点位层”、“辅助注记层”等图层。项目对配图辅助数据层没有数据精度和拓扑关系的要求，仅以配图美观为唯一制作原则。在保持数据完整性和数据质量的前提下，更好地支持了配图应用。

6．地图配图设计

数字青岛项目的地图配图设计是在“天地图”电子地图样式基础上，结合青岛城市特色和项目实际情况编制完成的(如图2所示)。其设计内容力求精细和具可操作性，除作为项目配图指导文档外，该设计还与电子地图数据规范等文档共同作为地方性标准编制的蓝本使用。该设计遵循了以下原则：

1)色调一致，色彩清新，能反映青岛滨海城市特色。

2)符号样式风格一致，符号描述大众化，便于理解。

3)定位于背景图，图面简洁，为加载专题信息做好准备。

4)配图内容逐级丰富，一般情况下下一级(大比例尺)应包含上一级(小比例尺)内容。

5)图层顺序设置合理，图层之间压盖合理，能正确反映实际地物情况。

6)标注设置合理，无压盖，大小适中;遵循编图规范，避免图元冲突，同名注记在各级浏览应基本一致、无突兀感。

图2 地图配图设计

7．静态注记的全面使用

电子地图配图的注记从放置方式上可以分为动态标注和静态放置两种方式。其中动态标注的方式是以图元(点、线、面)为依附，根据一定标注规则(放置优先级、避让规则)进行字段内容的自动标注。其优点在于生成简单、效率高;缺点在于不能完全适用于各种情况、可控性差、美观度低，且无法满足局部切图更新要求。静态放置则是在动态标注的基础上，将标注实体化、固定化，并通过人工干预使其获得最佳效果。静态注记的应用效果较好，但生产工作量较大，对作业员的编图水平要求也较高。为最大限度地提升配图水平和保证项目质量，建议在项目条件允许的范围内，尽量使用静态注记的方式进行标注配图。

数字青岛项目配图中全面采用了静态注记的方式进行标注。为减少静态数据生产的工作量，节约项目成本，在该项工作中，应先通过Maplex标注引擎，科学合理地设置标注规则，在动态标注阶段即最大限度得使标注合理化、美观化;然后在此基础上转化为静态注记，加以人工干预和调整，最终使其最佳化。常用的Maplex规则包括道路中心线避让、水系避让、优先标注位置、最小标注间隔、标注偏移设置等规则，具体组合应用方法和参数设置需根据不同数据情况和图面需求进行调整，此处不再详述。

另外，在静态注记生产中，保持静态注记与矢量数据间的属性关联也是十分必要的。例如某道路名称变更，如果保持关联关系，则只需修改矢量数据属性即可，静态注记也将随之改变。而如果没有建立关联关系，则需逐一修改，增加额外工作量，且容易造成遗漏。

8．质量控制方法

数字青岛项目中除使用了常规的质量控制措施和质量检查方法外，还将质量控制的保障性作用扩展至补充完善领域。项目建设单位青岛市勘察测绘研究院充分发挥其地方院优势，在常规质量检查完成后，通过搭建内网地图发布平台，发动所属各单位、各部门全体人员以在线检查的方式对自己的业务区域、活动区域、住宅区域的电子地图进行检查和验证，对数据内容、配图美观和地图现势性等各个方面提出意见或建议，并上传相关更新资料，最终由作业部门负责筛选、汇总和分析，从而对数据进行修正和更新。这种质量控制方法，不仅能更为有效地提高成果质量，同时还在一定程度上为数字城市电子地图的“全民更新”模式作出了尝试和探索，积累了相关经验。

三、结束语

数字城市电子地图建设是一项长期性的复杂工作，尤其是首次建设，需对各类源数据进行整合处理，并进行电子地图编制以满足各方面的应用需求。合理的项目设计和科学的项目实施，能为该项工作带来有力的支持和保障。本文通过上述内容，对数字城市电子地图建设项目中的各项要点加以叙述和总结，希望能为项目的建设者们带来一点启发和提示，以推动数字城市建设工作的顺利开展。

[1]国家测绘局．GB 21139—2007基础地理信息标准数据基本规定[S]．北京：[s．n．]，2008．