使用ArcGIS进行专题海图制作的关键技术研究

王荣林 周菲 宋大鹏 惠大涛 孙晓萍

摘 要：当前海图生产部门特别是海事测绘单位，制作专题海图时缺乏一个统一的生产平台，往往需要多种软件搭配使用，同时处理多种不同格式数据，花费不少精力在数据格式转换和进行符号化显示等工作上。本文提出基于地理信息领域领军软件ArcGIS，探讨研究制作专题海图的关键技术。

关键词：ArcGIS；专题海图

0 前言

当前海事测绘部门制作专题海图主要使用CARIS HPD数据库进行海图数据的存储和管理工作，使用CARIS PCE进行海图数据的提取和海图编绘工作，使用CorelDRAW、Illustrator等软件进行专题海图的整饰工作。

1 软件模块功能

ArcGIS for Maritime是ArcGIS Desktop的一个扩展模块，主要用于解决海洋、海事、水道测量中产生的数据处理加工问题。NIS模型是ArcGIS for Maritime模块专门为海图设计的制图模型，以地理数据库模型为基础，参照IHO中物标的定义，对S57中的物标进行了合并和复杂处理，将S57原始物标进行重新整合和组织，将原始数据按物标的相似性分为43个专题层，每个专题层根据空间类型分为点线面三个不同的要素类。示例如下：

2 体系流程

首先需要将各种格式的源数据转换至包含NIS模型的ArcGIS海图数据库中。其次将ArcGIS海图数据库中的数据提取并克隆到本地桌面端的专题海图生产数据库中，专题海图生产数据库是一个包含了NIS模型的Geodatabase，并根据感兴趣区域（图幅范围）对数据进行批量裁剪。然后，基于专题海图符号库和注记配置规则，对数据进行符号化和注记配置。最后，对地图添加标题、图廓、经纬网等整饰信息。

3 关键技术研究

3.1专题海图制作工具研发

普通公众使用版本的ArcGIS产品中功能比较繁杂；进行符号化时需要对每一个海图要素人工选择符号及配置注记等，制作过程不便捷。因此应该对ArcGIS平台进行二次开发，实现海图数据转换、自动符号化、自动图廓整饰等功能并将其模块化封装，使用COM技术以插件的方式整合至ArcGIS Desktop中。

3.2 数据转换

制作海图源数据有电子海图数据、CARIS数据、专题库数据、外业测量cad数据等，研究实现它们到NIS模型数据的转换方法最为关键。ArcGIS通过将NIS方案文件导入至geodatabase中，实现NIS模型geodatabase的构建。各类型数据结构提取以及映射文件建立好之后，采用C#和Python语言结合的方式调ArcGIS提供的接口进行数据转换与导入功能的二次开发。

3.3 海图符号库制作

ArcGIS中并未提供海图符号，这需要我们自己建立ArcGIS的海图符号库。经过研究《中国海图图式》GB 12319—1998中关于海图符号的表达规范，分析了不同类型符号的特点，以CorelDRAW为符号绘制平台，通过FontCreator对所有符号进行整合导出，最后形成以ArcGIS为符号库管理软件的海图符号库制作方案。

3.4 数据提取与批量裁剪

数据提取是将数据从服务端的ArcGIS海图数据库中提取并克隆到桌面端的过程。在海图制作过程中，这个过程是单向的，桌面端对数据的操作结果不会影响到服务端的ArcGIS海图数据库。数据提取需要服务端的数据结构和桌面端的数据结构保持一致，统一采用NIS模型。根据制图需要，确定感兴趣区域（AOI），根据感兴趣区域的范围提取相关的数据，同时，设置相应的比例尺，对符合比例尺的数据进行提取。AOI和比例尺是数据提取必须选择的两个因素，当然也可根据数据的其他属性，对数据进行筛选和提取。数据提取时，与AOI区域相交的数据不会被截取，而是完整的提取出来，这样就需要对数据进行裁剪。考虑以ArcGIS的Clip工具为基础，借助于ArcObjects提供的接口，研发一键批量裁剪功能。

3.5 符号化与注记配置

符号化过程依靠海图符号库和符号映射文件进行符号渲染。符号映射文件是根据中国海图图式规范和S57标准中海图物标的规定，将海图符号与物标类型建立一一对应的映射关系文件。遍历NIS数据模型中的要素类，读取每一个要素的子类型字段及其他属性值，并结合符号映射文件，赋予相应的符号码，再根据唯一符号码进行符号渲染，最终对图层进行重新排序，完成符号化。

结合ArcGIS平臺特性，在对《中国海图图式》GB 12319—1998中的注记规范进行研究总结的基础上，设计注记控制文件，其以xml文件存储。海图注记控制文件包括两个文件，一个是注记配置文件，一个是缩略词文件。根据建立的注记控制文件，使用Maplex引擎自动生成海图标注。Maplex引擎是ArcGIS平台的高级智能标注引擎，提供了丰富的高级注记功能，可以进行复杂的注记配置。

4 总结

本文在研究多源海图数据结构和相关制图规范标准的基础上，通过总结当前海图制作模式存在的弊端，提出了基于ArcGIS的专题海图制作的关键技术的探讨。对专题海图制作的效率提升、海图成果数据的统一管理更加便利具有一定的参考价值。

作者简介：

王荣林（1986-），男，山东人，工程师，研究方向，主要从事海图信息服务研究。