淺談導(dǎo)航電子地圖信息設(shè)計與圖形編繪

祝茂良,李海祥,竇 超

(1.青海省第一測繪院,青海西寧 810001;2.青海省第二測繪院,青海西寧 810001)

淺談導(dǎo)航電子地圖信息設(shè)計與圖形編繪

祝茂良1,李海祥2,竇 超1

(1.青海省第一測繪院,青海西寧 810001;2.青海省第二測繪院,青海西寧 810001)

運(yùn)用MapInfo、ArcInfo等軟件,通過對導(dǎo)航電子地圖的生產(chǎn),介紹導(dǎo)航電子地圖信息設(shè)計與圖形編繪過程。

導(dǎo)航電子地圖;設(shè)計;編繪

一、導(dǎo)航電子地圖及其特點(diǎn)

導(dǎo)航電子地圖是指建立在計算機(jī)軟件、硬件技術(shù)上和地圖學(xué)基礎(chǔ)上,借助于多媒體處理技術(shù),將文本、圖形、圖像、聲音、動畫和視頻結(jié)合,使多種媒體信息邏輯地聯(lián)結(jié)而集成的一種空間信息可視化產(chǎn)品和工具。導(dǎo)航電子地圖具有以下特點(diǎn):

1)導(dǎo)航電子地圖具有動態(tài)性、交互性、可查詢檢索性等特點(diǎn)。即導(dǎo)航電子地圖能真實(shí)動態(tài)反映地理現(xiàn)象在時間上的發(fā)展變化。具有通過閃爍、漸變、動畫等手段反映靜態(tài)和動態(tài)現(xiàn)象,以吸引用戶注意力的能力;在數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)顯示相分離中進(jìn)行可視化顯示時,用戶對數(shù)據(jù)的干預(yù)能力;實(shí)現(xiàn)圖文聲互補(bǔ)的超媒體能力。

2)導(dǎo)航電子地圖既能應(yīng)用各種地圖符號,又能利用數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)、分層技術(shù)、開窗技術(shù)、可視化技術(shù)等實(shí)現(xiàn)海量信息的管理,消除了比例尺、圖幅范圍和載負(fù)量等的限制;導(dǎo)航電子地圖不僅能表現(xiàn)地理目標(biāo)自身的位置特征、屬性特征、時間特征,還能表現(xiàn)位置特征與屬性特征、時間特征之間的關(guān)系以及非地理目標(biāo)之間的空間關(guān)系和屬性關(guān)系。

二、導(dǎo)航電子地圖的信息設(shè)計與圖形編繪

導(dǎo)航電子地圖是一個融合地圖、計算機(jī)與數(shù)據(jù)庫的信息系統(tǒng),必須按照用戶的需求和軟件工程開發(fā)的規(guī)范進(jìn)行,其信息設(shè)計與圖形編繪是十分關(guān)鍵的,是導(dǎo)航電子地圖成果水平與質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1.系統(tǒng)總體設(shè)計

系統(tǒng)總體設(shè)計是對系統(tǒng)框架、用戶要求、使用對象和范圍的確定與優(yōu)化。系統(tǒng)總體設(shè)計的主要內(nèi)容如下:

1)產(chǎn)品定位:產(chǎn)品定位是確定產(chǎn)品的用戶群。導(dǎo)航電子地圖產(chǎn)品主要是運(yùn)用于汽車的導(dǎo)航,以幫助用戶解決交通堵塞、迷路等問題。

2)數(shù)據(jù)源分析:數(shù)據(jù)源分析是了解數(shù)據(jù)的格式,如矢量或柵格的地圖數(shù)據(jù)格式。

3)內(nèi)容設(shè)計:內(nèi)容設(shè)計包括背景信息設(shè)計與檢索信息設(shè)計。背景信息設(shè)計包括點(diǎn)、線、面的設(shè)計,根據(jù)比例尺的大小來設(shè)計各背景信息層內(nèi)容的多少,只是用于顯示地圖;檢索信息設(shè)計是在背景圖幅的基礎(chǔ)上增加的檢索信息層,包括點(diǎn)、線、面、路徑等多種目標(biāo),目標(biāo)通過關(guān)鍵字與數(shù)據(jù)庫連接以提供快速信息查詢。

4)數(shù)據(jù)庫:數(shù)據(jù)庫設(shè)計包括信息分類、確定數(shù)據(jù)庫表內(nèi)容及字段名稱、屬性。數(shù)據(jù)庫在系統(tǒng)中有不同用途,可統(tǒng)一管理不同區(qū)域多比例尺地圖的顯示、GPS定位與導(dǎo)航;提供地圖圖幅上目標(biāo)與屬性信息的雙向查詢;支持在不確定地圖圖幅的情況下由相關(guān)屬性到地圖目標(biāo)的查詢,以數(shù)據(jù)庫報表的形式提供目標(biāo)信息;管理系統(tǒng)配置和索引信息的數(shù)據(jù)庫。

5)功能設(shè)計:根據(jù)產(chǎn)品形式利用軟件不同的系統(tǒng)功能。軟件提供視圖操作、多比例尺地圖顯示、圖形屬性雙向查詢、道路分析、定位與導(dǎo)航、信息表預(yù)覽等功能。

2.地圖編繪

地圖編繪是導(dǎo)航電子地圖的基礎(chǔ),是以MapInfo 6.0為編輯平臺,對數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化處理,利用ArcInfo、ArcGIS等軟件進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)的一些處理,把地圖制作成所需的導(dǎo)航電子地圖的格式。

圖形、數(shù)據(jù)的錄入就是把所采集到的數(shù)據(jù)用Map Info 6.0進(jìn)行編輯和繪制。所采集的數(shù)據(jù)有點(diǎn)、線、面三種數(shù)據(jù),用Map Info進(jìn)行圖形和數(shù)據(jù)錄入時要分層錄入,以免數(shù)據(jù)混淆。

(1)線的錄入

線的錄入是指道路的圖形和屬性的錄入,在導(dǎo)航電子地圖中道路的圖形和屬性是十分重要的,關(guān)系到導(dǎo)航的正確性,道路圖形的繪制要和實(shí)際道路形狀相符合,不能有較大的偏差;屬性錄入時,根據(jù)采集的數(shù)據(jù)一一錄入。線的錄入過程是非常重要的,要仔細(xì)、認(rèn)真,否則會造成圖形、各個屬性和實(shí)地道路不符合,影響產(chǎn)品的導(dǎo)航和質(zhì)量。線的錄入過程如下:

1)整理外業(yè)采集的數(shù)據(jù)和資料表格,瀏覽資料表中是否有不清楚的字跡,如有則要與提供數(shù)據(jù)的外業(yè)人員進(jìn)行交流,以確定字跡。

2)路中線的錄入:在Map Info中,建立路中線的表結(jié)構(gòu),包括名稱、編號、道路狀況、等級等字段,根據(jù)外業(yè)采集道路的軌跡畫路中線(可用不同的顏色和線的粗細(xì)表示),并錄入各字段的屬性信息。道路等級是根據(jù)道路狀況進(jìn)行分等定級的,如一級道路用“1”表示,二級道路用“2”表示等。

3)導(dǎo)航線繪制如下:

a.把處理好的路中線按等級分層進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)入ArcGIS中進(jìn)行導(dǎo)航線的繪制,用路中線的路寬推導(dǎo)航線。路中線等級不同,導(dǎo)航線等級的寬度也就不同,如一至三級道路是兩條單行的導(dǎo)航線,如圖 1所示;四至五級是一條雙行的導(dǎo)航線。如圖2所示。

圖1

圖2

b.在Map Info中,修改導(dǎo)航線的表結(jié)構(gòu),賦其各字段屬性值。

c.用ArcInfo進(jìn)行節(jié)點(diǎn)捕捉、導(dǎo)航線方向、路口形狀與連通等信息的檢查和修改。

4)格式的轉(zhuǎn)化:提交數(shù)據(jù)的格式是通過ArcInfo轉(zhuǎn)出的數(shù)據(jù)格式。需要注意的是在格式轉(zhuǎn)化時要更改投影坐標(biāo)。

(2)點(diǎn)的錄入

把外業(yè)人員采集到的信息點(diǎn)和屬性進(jìn)行錄入,信息點(diǎn)包括政府機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、大型商場、旅游景點(diǎn)等,信息點(diǎn)在導(dǎo)航時能夠起到很重要的作用,使用戶可以清楚知道有哪些商場、旅游景點(diǎn)等,便于用戶進(jìn)行查詢。信息點(diǎn)錄入時位置的準(zhǔn)確性是非常重要的。點(diǎn)錄入的過程如下:

1)整理外業(yè)采集的數(shù)據(jù)和資料表格,瀏覽資料表中是否有不清楚的字跡,如有不清,要與提供數(shù)據(jù)的外業(yè)人員進(jìn)行交流,以確定字跡。

2)在Map Info中重新建立表結(jié)構(gòu),包括名稱、編號、地址、電話、備注等字段。錄點(diǎn)是以導(dǎo)航線為準(zhǔn),依據(jù)外業(yè)軌跡點(diǎn)和圖紙錄入點(diǎn),距離導(dǎo)航線15～30m為宜,不要壓蓋導(dǎo)航線,同時錄入信息點(diǎn)的屬性信息。如圖 3所示。

圖3

3)信息點(diǎn)檢查:錄入完信息點(diǎn)時要進(jìn)行重復(fù)點(diǎn)、錯字、點(diǎn)位的檢查,還要進(jìn)行同名點(diǎn)區(qū)分。同名點(diǎn)的區(qū)分即對于不在同一范圍可用信息點(diǎn)所在區(qū)域、道路區(qū)分,如肯德基 (西大街);同一個信息點(diǎn)多個門口可用東南西北門來區(qū)分,如王府井商場 (東門),等等。

4)信息點(diǎn)分層:分背景信息點(diǎn)層和檢索信息點(diǎn)層。背景信息點(diǎn)層是用來顯示地圖并不用于檢索,檢索信息點(diǎn)層是用來查詢信息,可以通過信息點(diǎn)或道路檢索信息。

5)格式的轉(zhuǎn)化:提交數(shù)據(jù)的格式是通過ArcInfo轉(zhuǎn)出的數(shù)據(jù)格式。檢索信息點(diǎn)層不轉(zhuǎn)ArcInfo格式,只另存為數(shù)據(jù)庫的格式。

(3)面的錄入

面錄入較為簡單,它可使得地圖更為美觀,增加視覺效果,部分面的數(shù)據(jù)是從原始資料數(shù)據(jù)中提取并作進(jìn)一步修改,如省界、市界、河流等,一部分是根據(jù)外調(diào)資料和參考原始資料進(jìn)行錄入和修改。如外業(yè)點(diǎn)調(diào)圖紙中有信息點(diǎn)某小區(qū)和其范圍,就可依照圖紙畫入街區(qū)面。面數(shù)據(jù)最后格式也為ArcInfo格式。

以上所述為導(dǎo)航電子地圖的基本過程,制作導(dǎo)航電子地圖突破了傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖的成圖方法,但仍要根據(jù)設(shè)計要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行集成,形成完整的系統(tǒng)。

3.外業(yè)數(shù)據(jù)采集

外業(yè)采集分為路調(diào)和點(diǎn)調(diào)兩種形式,敘述如下:

1)路調(diào):指汽車在道路上行駛,通過天線接收信號在筆記本電腦上呈現(xiàn)出道路形狀,操作人員同時運(yùn)用外業(yè)采集軟件把道路屬性和旁邊的地物點(diǎn)及屬性記錄下來。這種采集方法所采集到點(diǎn)的位置和道路形狀比較準(zhǔn)確,但對于信息點(diǎn)屬性信息的采集卻不完整。對于密集度小的郊區(qū)進(jìn)行路調(diào)即可,對于密度較大的城區(qū)中心路調(diào)所采集信息量較少,還要進(jìn)行點(diǎn)調(diào)。

2)點(diǎn)調(diào):點(diǎn)調(diào)所用圖紙是由路調(diào)人員所采集的道路形狀和信息點(diǎn)(指大型、重要的地物點(diǎn))經(jīng)過處理按照一定比例尺打印出的紙質(zhì)圖。點(diǎn)調(diào)一般在密度較大的城區(qū)展開,點(diǎn)調(diào)人員按照圖紙,采集實(shí)地較為重要的信息點(diǎn)并把屬性用表格記錄完整。點(diǎn)調(diào)所需時間較長,耗費(fèi)較多人力,但其采集數(shù)據(jù)較為完整。

外業(yè)人員必須認(rèn)真、仔細(xì)的對采集所得數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,把數(shù)據(jù)中不清楚的部分進(jìn)行整理,以便繪圖人員能順利地編繪。

三、結(jié)束語

導(dǎo)航電子地圖是集文本、圖形、圖表、圖像、聲音、動畫和視頻于一體的新型地圖,實(shí)現(xiàn)了地圖可視化、信息存儲量大、導(dǎo)航、信息查詢等功能。使用戶進(jìn)行地圖的瀏覽和查詢時不受時間和空間的限制,地圖的更新速度更快,系統(tǒng)的維護(hù)更方便。但導(dǎo)航電子地圖仍在不斷的發(fā)展,在我國還不是很完善,如在數(shù)據(jù)的采集和編繪中會有較大的誤差。今后應(yīng)側(cè)重于數(shù)據(jù)的采集,對數(shù)據(jù)的采集要求進(jìn)行統(tǒng)一,使數(shù)據(jù)采集中的誤差和錯誤能夠得到有效的控制。

[1] 《數(shù)字城市的理論與實(shí)踐》編委會.數(shù)字城市的理論與實(shí)踐[M].廣州:世界圖書出版公司,2001.

[2] 陳述彭,魯學(xué)軍,周成虎.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2001.

[3] 王海清.淺談影響電子地圖產(chǎn)品質(zhì)量的因素[J].標(biāo)準(zhǔn)化報道,2000,21(5):31-32.

A Prel im inary Study of Information Design and Graphic Compilation for D igital Navigation Map

ZHU Maoliang,L IHaixiang,DOU Chao

0494-0911(2010)07-0046-03

P283

B

2010-04-15

祝茂良(1971—),男,安徽宿州人,工程師,主要從事測繪管理與應(yīng)用工作。