应急地图快速制图模式浅析——以广西快速制图供图服务体系为例

王思平

广西地图院，广西 南宁 530023

应急地图可以为突发事件的预测预报、抢险救援、调查研究提供最新的信息，是应急测绘保障中一项重要的测绘成果[1]。由于应急地图用途的特性，因此在时间紧急性、数据现势性、地图准确性、要素专业性、直观易读性上都有极高的要求。

1 应急地图常规制作模式

应急地图常规制作模式与一般的专题地图制作方式一致，主要是通过专业软件来完成设计和制作，制作流程是：根据总体设计，对专题资料的表格或文字进行整理和信息提取，利用GIS 软件对地理底图进行编辑，采集相关专题信息要素，将地理信息数据导入图形处理软件，制作专题图、表，并进行排版、整饰、出图。

2 应急地图常规制作模式存在的问题

随着社会经济发展和地理信息应用服务的普及，应急地图常规制作模式与政务应急对地图服务的形式、内容及响应时间提出的要求还有一定差距。

2.1 数据方面

制图工作中收集到的数据大多是地理空间数据，而不是制图数据。地理空间数据是表示地理实体位置、形状、大小及其分布等信息的数据类型，制图数据是通过图形和样式表示地理实体特征的数据类型[2]。直接利用一套基础数据进行多个比例尺成图的方式会产生多种制图表达不符合标准规范的问题，影响地图图面美观及可读性。如要素没有经过综合选取，地图载负量不均衡，导致部分地区出现要素过密而部分地区要素过稀的情况；要素没有经过制图综合、避让等制图编辑处理，中小比例尺下容易呈现要素粘连、堆叠及要素相对关系不正确等现象；水系没进行河流分级，无法做水系渐变效果，使得河流等级及上下游关系不明显，影响地图阅读与使用等。如果要达到传统地图的效果，则需要花费大量时间与资源进行制图编辑，严重影响供图响应速度。

2.2 软件方面

目前地图编制的各个环节使用的主要软件和数据格式各不相同，如数据处理阶段主要使用的是 ArcGIS，编图、制图阶段主要使用的是MapGIS，排版阶段主要使用的是CorelDraw等。这些软件之间相互独立，各个环节之间的衔接要经过数据转换、导入和导出。不同软件之间的数据转换与传导不仅增加了工作量，而且还可能造成数据错漏，降低了地图编制的效率及快速应急供图的能力。

2.3 效率方面

制图过程中的地图设计、符号化、制图综合等环节高度依赖人工作业，生产效率受限。

2.4 成果管理方面

地图成果文件分散、格式多样、拼接困难，增量信息获取方法有限，成果复用和更新困难。

3 广西快速制图供图服务体系的构建

广西快速制图供图服务体系成功构建了应急地图快速制图模式。一是制定了多尺度地图的数据库规范，指导多尺度地图数据库建设。建设了快速地图制图标准（内容、版式、图幅、符号、色彩、装帧），指导各比例尺快速地图设计与制图。二是研发了快速制图供图系统，实现了多尺度地图数据库生产、多尺度地图库级联更新、快速地图制图等技术流程。三是建成了覆盖广西全域及广西周边部分区域的1 ∶5 万、1 ∶10 万、1 ∶25 万、1 ∶50 万、1 ∶100 万等5个结构一致、尺度连贯的系列比例尺地图数据库，满足了全区多幅面、常用尺度地图快速制图的数据需求。项目成果可实现全区任意位置、任意范围、常用尺度全天候应急地图服务响应，对于自治区、市、县、乡四级地理地图，形成6 h 供图反应能力；对于一般专题地图，形成12 h 供图反应能力。广西快速制图供图服务体系下的应急地图快速制图技术流程如图1所示。

图1 应急地图快速制图技术流程图

3.1 广西快速制图供图服务体系下的应急地图编制

传统的专题制图工序繁琐，无法满足抢险救灾对地图的应急需求，广西快速制图供图服务体系下的快速制图供图系统可以最大限度地利用计算机技术研发的核心功能模块，支撑、管理与控制整个工艺流程，实现地图要素的半自动化编辑、符号化和地图整饰配置，完成专题图制作和输出。

（1）确定需求。根据用户需求分析地图类型和表达方式，确定应急地图制作内容。

（2）资料整理。一是收集整理现有的数据、影像，根据实际情况对多尺度地图数据库进行更新；二是向用户、专题数据保管部门收集最新相关专题数据，包括图表、文字、图片、数据等。

（3）模板调用。系统预配置了多个制图模版,也允许用户根据需求自行添加新的模板,或对现有模板进行修改。制图模板的内容包括制图规则库、制图工程数据组织（如图层列表、图层顺序、图层显示状态）、图层符号化所需的制图表达规则等。

（4）数据裁切。系统根据编图人员设定的成图尺寸自动计算相应的成图比例尺，从多尺度地图数据库里与该比例尺最接近的子库中裁切下载基础地理底图数据。

（5）地图符号化。把以无符号形式存储的底图数据按照选定的制图模板进行数据组织，形成制图工程，并根据对应的制图表达规则对相应图层及要素进行地图符号化，从而实现从库数据到制图数据的转换，完成地图符号化。

（6）图面编辑。包括水系渐变、境界跳绘、境界着色、色带生成、要素选取等。系统已根据专家经验及地图知识为这些常规地图编辑开发了相应的功能模块，通过这些功能模块能快速地完成相应的地图编辑工作。

（7）专题标绘。根据用户需求及专题资料，在基础地理底图的基础上加载或标绘专题数据，完成专题数据的符号化及注记。

（8）图面整饰。包括图名、图廓、图例、比例尺、坐标格网、花边和必要的文字说明等。系统可以对这些整饰内容进行配置，快速地实现图面整饰。

（9）输出打印。将编辑完成的地图输出打印常用的格式，支持的格式有PDF、TIF、EPS、JPG 等。

3.2 优势分析

以问题为导向，广西快速制图供图服务体系下的应急地图编制相较于传统制作模式具有以下3 个方面的优势。

（1）对制图知识进行总结与应用。通过总结当前地图制图工艺流程和地图设计编制经验，参照相关国家和行业标准，制定包含符号、色彩、整饰、约束规则等的标准规范，解决地图设计知识累积复用的问题。

（2）对制图软件进行整合与研发。基于应用性和灵活性的原则，从数据生产、联动更新、快速制图3 个层面，有针对性地研发一套整合应急地图编制各环节需求的快速制图供图系统，解决软件不一致、出图效率低、成果管理难的问题。

（3）对制图数据进行归集与统一。整理最新基础测绘成果及资料，根据制定的多尺度地图数据库规范建设多尺度地图数据库。利用多尺度地图数据库快速得到基础底图数据，解决应急地图编制的底图数据资源问题。

3.3 关键技术

3.3.1 图库一体化的制图数据库模型构建

传统的制图数据库和地理数据库需在同一时期生产2 套数据，数据的重复生产在加大工作量的同时也造成了数据的冗余，2 套数据的分别存储和更新难以保证数据的一致性[3]。广西快速制图供图服务体系使用图库一体化的制图数据库模型，制图数据库的设计原则是以地理数据库的数据模型为基础，针对要素分类分级、符号优化表达等地图表达要求，在数据模型的不同层次上进行设计和扩展，并通过自动符号化、冲突探测、地图综合等操作完成对扩展后数据库的增强和填充，实现地图表达符号的离线处理及固化存储，减少应急制图时在线符号处理的工作量，满足应急制图所需的出图要求。扩展设计示例如表1 所示。

表1 制图数据模型扩展设计表

3.3.2 地图编制流程知识库构建

广西快速制图供图服务体系将地图设计流程结构化与模型化用信息化的语言描述地图设计的各个过程，并总结以往专题地图设计的经验与常用设计方案形成模板，从而形成地图设计流程专家知识库，实现地图设计流程的系统工程化，满足地图设计过程的向导化与智能化。

（1）地图模板库。用户根据地图需求，结合符号库、颜色库及字体库，构建地图及整饰内容，并将地图的配置信息、制图规范指标库、数据字典等进行统一的保存管理，形成模板，构建模板库。在应急制图过程中，系统根据用户选择的模板完成地图渲染，快速实现由“数据”到“图”的过程。

（2）整饰知识库。对专题图指北针、图例、比例尺、地图花边等整饰要素进行总结归纳，将整饰要素以制图表达的方式制作并存储于点要素类中，并实现整饰要素在空间数据库中以点要素存在，在地图上以相应的图形符号表现地图花边等要素。

（3）注记知识库。在遵守制图规范的基础上，根据地理要素的特征和重要性确定地图注记的样式与布局，如注记大小、颜色、字体、位置等信息，构建成注记配置知识库，并以规则化的语言存储到知识库。

4 应用成效

截至2022年2 月，制图单位基于广西快速制图供图服务体系完成了地图制图3 680 幅，保障了自治区重大活动或紧急任务100 多次，特别是在百色市疫情防控、靖西市抗震救灾等突发情况下，实现3 h 内完成应急地图制作，有力保障指挥救援的决策需求。应急地图的特征决定了应急地图保障的时效性与准确性，广西快速制图供图服务体系在多次应急地图保障工作中的生产实践有效验证了该体系的先进性和实用性，大大减少了制图的工作量，提高了工作效率和生产质量。

5 结 语

应急地图常规制作模式已难以满足当前政务应急对地图服务形式、内容以及响应时间提出的要求，广西快速制图供图服务体系通过对应急地图快速制图模式的探索与实践，成功破解了传统制图模式中数据杂、软件多、效率低、更新难等难题，有效改变了地图制图以天或者星期的耗时现状，实现了全区常用尺度、任意区域地图的快速制图，在相关部门处理应急事件过程中起到了积极的作用，有很好的应用前景及推广价值。