利用地理国情普查信息数据研究和实现地图自动化

陈燕妮，王 宏

(1.贵州省第三测绘院，贵州 贵阳 550004； 2.贵州省测绘资料档案馆，贵州 贵阳 550004)



利用地理国情普查信息数据研究和实现地图自动化

陈燕妮1，王 宏2

(1.贵州省第三测绘院，贵州 贵阳 550004； 2.贵州省测绘资料档案馆，贵州 贵阳 550004)

基于地理国情数据快速成图应用需求，在常规计算机辅助地图编制方法的基础上，结合GIS数据及软件的特点，探索了由国情原始数据如何快速美观地实现地图自动化成图模式，完善了一些提高地图自动化程度兼美观制图的方法，对地理国情信息数据地图自动化成图提供了有意义的借鉴。

地理国情；GIS数据；地图自动化

一、引 言

地理国情主要是指地表自然和人文地理要素的空间分布、特征及其相互关系，是基本国情的重要组成部分。地理国情普查是一项重大的国情国力调查，是全面获取地理国情信息的重要手段。当前，我国地理国情普查工作开展已取得阶段性成果，掌握了我国大量地表自然、生态及人类活动基本情况的基础性信息，查清了我国自然和人文地理要素的现状和空间分布情况，为开展常态化地理国情监测奠定了基础，为满足经济社会发展和生态文明建设的需要，提高政府、企业和公众的管理决策服务能力提供了有力支撑信息。而这些丰富的信息数据基本上是以专业复杂的地理信息数据库或枯燥、生硬的统计数据形式展现，如何快速将其转化为以直观、形象、美观、多样性结合具体空间位置的地图形式表现，达到社会各行快速应用，充分发挥展现信息内容，挖掘信息蕴涵潜在价值，以地图的科学性、实用性、艺术性体现，是地图工作者面对的问题。而计算机辅助制图虽早已应用到地图制图中以提高生产效率，但其现有的成图模式与快速自动化成图尚有一定距离。

二、常规计算机辅助制图模式及其优缺点

现有的计算机辅助制图技术随着多样化的计算机制图软件应需而生，地图生产效率、成图效果、编制工艺都得到了大大的提高。目前常规计算机辅助制图模式主要有以下3种：①内外业一体化的采编数据直接按固定比例尺编绘成大比例尺地形图模式，以基于CAD软件上二次开发的CASS、EPS等软件为代表。它的特点是数据根据固定比例符号化成图，形式标准规范化，依比例套用规范模板符号库据实反映物体状况，适合表现形式单一固定的图形表达，其数据具有少量地理空间属性，如坐标位置信息、地物简单属性信息等，但缺乏地物相互地理空间严格拓扑关系，不能利用数据属性进行空间数据分析及图表生成，也难以快速进行比例尺变更成图。②将GIS数据初处理后分要素及图层转换到以CorelDRAW或Illustrator为代表的平面设计制图软件制图模式，它利用软件强大的矢量图形制作和处理功能，创建从简单的图案到表现手法复杂的地图产品。在制作图形的表现形式上生动、丰富，易于实现多样的表现手法，图形编辑功能灵活、方便、形式不拘一格，同时能实现图形、图像和文字的混合排列，并具有多种特效，因而在编制中小比例尺地图上得到广泛的运用。但在软件成图过程中，人工重复干预操作步骤较多，再次改变比例尺成图时投影变化困难，对同类地理信息数据成图重复制图流程，不能保留地理信息数据的多种属性信息等，虽然它能二次开发一些小功能键简化作业过程，但因受限于基于平面矢量设计软件，丢失GIS数据本身的属性，制约了地图快速编制出图的效率。③目前应用越来越广泛的地理信息软件，如ArcGIS、MapGIS等。它们基于地理信息空间数据而生，既保留了GIS数据的各项特点，又具有强大的GIS分析处理功能，能充分利用数据的属性特点快速辅助制图，简便快捷地对地图进行模板符号化，并生成各种分析图表，唯一遗憾的是它在制图美化功能上仍不够灵活，在许多地图的细节复杂表现方面不如平面设计软件，如能将两者的特点相结合，将是地图编制成图的最佳方法。本文在面对大量地理国情信息数据喷涌而出，要求尽快服务应用于社会的需求下，在常规机助地图编制的方法上，结合地理国情数据及GIS软件的特点，探索了如何快速美观地实现地图自动化成图模式。

三、基于地理国情普查信息数据的地图自动化制图模式

地理国情普查信息数据的地图可按内容、制图单元、幅面等多种方式分类，按内容结合实用制图单元而言，可分为县域地理国情普查普通地图、县域地理国情普查专题图(又可分为县域地理国情普查专题要素分布图、县域地理国情普查统计地图)。从幅面而言，可分为标准分幅幅面的大比例尺地图及从双全开到A3幅面的中小比例尺地图。对于标准分幅幅面的大比例尺地图，可采用CASS、EPS等为代表的成图软件或较成熟的地理信息桌面应用软件来快速完成。

目前比较成熟的地理信息桌面应用软件，可以基于制图专家知识结合GIS软件功能及GIS数据特点，建立符号化模板自动快速地实现地图分层、要素叠盖关系处理、自动注记、图层规范化重命名、要素符号化等功能，以及利用二次开发建立地图自动整饰功能，自动生成图名、图廓、图幅结合表、索引格网、图例等，最后可按地图要求自动以高分辨率图像、PS/PDF/SVG、直接打印3种方式输出。人机协同部分智能化自动化制图，相当程度上提高了地图生产的效率，为应急快速成图、批量成图等提供了很好的方式。因此，对于地理国情普查数据标准分幅幅面的大比例尺地图，利用这些功能就能较好地达到制图表达效果，但对中小比例尺地图成图要达到自动化，以及一些更复杂的美化效果，在具体的制图编辑功能上，需结合拓展GIS数据的属性及软件的功能来完成。以下为地理国情数据快速自动化成图的一些关键处理方法。

1.基于ArcGIS软件的地理国情信息数据快速成图关键

1) 地理国情信息数据要快速成图，首先在重复性的制图工作中可模板化流程实现一键成图符号化，即对GIS数据的地图分层、要素叠盖关系处理、自动注记、图层规范化重命名、要素符号化等功能设置好一幅后存为模板工程，其他具有相同属性的数据制作同类图即可实现一键成图符号化，大大减少了需重复的工作量，快速地将地理信息数据制作为一幅初具规模的地图。具体表现为：

a.图层打开模板：按照模板中记录的数据顺序打开并具有图层叠盖关系处理的功能。

b.动态比例尺模板：对数据进行动态比例尺设置。

c.数据重命名模板：对加载到地图的图层根据该模板进行重命名。

d.图层唯一值符号化模板：通过唯一值符号字段对照表配置，记录每一图层要素对应的符号信息，实现图层要素按照相应的字段进行唯一值符号化。

e.图层注记模板：根据该模板可以对数据的某一字段内容进行标注，并对注记的大小、字体、颜色、位置等进行配置。

2) 在初步符号化后，对涉及大比例尺的地表覆盖图斑到中小比例尺成图，则需进行综合成图，具体方法为：根据成图比例尺设定不同地类最小斑保留面积(如建设用地综合保留面积可比林地小)，再依此面积反算原始数据图斑综合指标，对一些小斑、碎斑按照“就近就大”原则进行合理的综合归并，再整体对保留斑的形状轮廓进行简化、抽稀综合，即可达到成图要求。

3) 对一些有特殊要求和细节的地理要素，则需拓展GIS数据原有的属性，利用ArcGIS软件的制图表达功能来达到制图效果。制图表达是一种要素类属性，存储在地理数据库的系统表及要素类自身中，使用制图表达可将符号信息与要素几何存储在要素类中，从而对要素的外观进行自定义。通过这一附加控制，可满足制图规范要求或改进要素的显示效果。以下为一些重要基础地理要素快速符号化及综合的处理方法：

a.水系要素：在国情GIS数据中由多条相交处分段、属性上不同级别的折线构成，在成图效果中每条河流则要求表现为按级别从源头细到源尾粗的渐变线，并按一定成图比例尺进行取舍保留。处理时先利用成图保留最短尺寸反算原数据保留长度指标，在指标之下的批量选取后删除。然后进行批量渐变：对已分级好的水系要素的属性表中添加为河流渐变起终控制宽度值的fromwidth和towidth字段，并按河流级别批量选取同级别河流赋起终渐变值(赋值给这两个字段时注意等级低的河流控制宽度最大值必须小于等于等级高的河流控制宽度最小值)，赋值完成后对河流进行制图表达，则批量解决了在平面设计软件中由人工逐条干预设置为起点至终点不同线宽的渐变线性，大大缩减了制图美观中最耗时的水系要素处理时间。

b.居民地要素：居民地基于不同比例尺幅面需综合取舍表示，成图需对稀疏不同密度区域采用算法保留其分布形状及密度特征，保证取舍前后相同面积内居民地密度百分比一致。首先基于属性中行政级别建立权重自动分级保留，保证级别高的优先保留；其次在低级别需综合删减时优先表示有道路连接相通、道路拐弯点等处居民地，可利用GIS软件中点线拓扑关系功能，选取保留设定道路线一定距离缓冲区内的居民点；最后对密度仍然过高的低级别居民点进行抽稀：先根据需要的密度对居民点调整牵引容差进行maplex标注抽稀后转注记，再通过属性表中放置字段的未放置值作为属性选择条件来删除所有未被放置的居民点，最后通过连接功能将抽稀出来的注记连接到自然村点数据上，这样即可实现只表示抽稀后保留下的居民点(注意使用连接必须在两个数据间存在一对一的关系)。

c.道路要素：对道路的综合取舍基于不同比例制图取舍原则，按道路等级设置权重字段选取表示，优先表示等级高的，在低级别中需取舍时对不能构网连通、无居民地通达的断头路、长度短小的道路根据属性及居民点与道路线拓扑关系智能化选择批量舍去。

d.境界要素：为保持境界线完整连续，需从行政区块层由面转线提取成后进行制图表达，在制图表达中对线层进行标准线性设置，再对需跳绘处进行人工干预移位等处理。

e.道路与河流、道路与道路之间的避让问题处理：在比例尺缩小情况下，道路之间及其与河流会出现相互交叉压盖问题，对此可使用制图工具—图形冲突—解决道路冲突工具进行实现，注意在运行前需对河流及道路要素在原属性下统一添加一个等级字段以控制优先避让级，同时在图层数据框—属性—常规下设置参考比例尺。

以上处理可基于ArcGIS功能集成流程批处理，然后对一些需人工干预的要素细节处理(如境界跳绘)。通过以上在GIS软件中利用数据属性及软件功能处理的技巧，大大提高了国情地图编制的自动化程度及编制时间。同时，还可利用GIS软件及数据属性快速、美观、精确地生成柱状和饼状图表，直观地表现了国情数据库蕴含的丰富信息。

2.结合平面设计CorelDRAW软件进一步美化地图

虽然ArcGIS软件已经可以制作除线条外的各种复杂花边，利用ArcGIS软件的插入对象功能，可引入平面设计CorelDRAW软件中方便快速地制作或引用的多样花边库，极大地丰富了成图的花边选择素材。另外，对于一些对美观需求更高或有特殊要求的国情专题地图，利用此功能也能将CorelDRAW软件下制作的更多复杂特殊效果的附图、附表、字、符号等插入引用，极大地丰富了GIS软件制图的灵活美观性。

四、自动化快速制图模式的思考

通过上述工艺的实际应用，地图制图效率大大提高，地图制图模式也得到改进，可将地理国情普查成果信息快速地传达表现，地图自动化程度大为提高。但从自动化实现的过程中来看，要达到较好的自动化成图效果，需要对GIS数据作必要的属性拓展，数据格式也必须规范，如属性字段、属性值完整等；而且，如果成图比例尺距原始数据比例跨度很大，也会影响成图效果。因此，可考虑在ArcGIS软件下对要素类建立与之关联的、相对固定的几个不同比例尺制图表达(如常用的1∶5万、1∶10万、1∶25万等)。这样，在不同尺度的地图产品中，同一数据能够以最快、最优的方式显示；而且，随着原始数据的更新，这些不同尺度的制图表达也会自动跟随更新，解决了建立不同地图库更新重复工作困难的问题。因此，随着GIS软件功能的不断完善，GIS制图模式将来必然是实现大量地理信息数据快速直观地图形式表现的首选。同时，我们也看到，要做到完全的自动化一键成图，还需不断地探索完善GIS软件的功能，而如何充分利用GIS数据属性特点结合制图知识规则，成为GIS软件实现地图自动化成图的关键。

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Research and Implementation of Automatic Map Based on National Census Geography Information Data

CHEN Yanni，WANG Hong

陈燕妮，王宏.利用地理国情普查信息数据研究和实现地图自动化[J].测绘通报，2015(7)：106-108.

10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0224

2015-02-04

陈燕妮(1973—)，女，高级工程师，主要从事地图制图、地理信息工程、数字城市建设等工作。E-mail：515270545@qq.com

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：0494-0911(2015)07-0106-03