制作基于GIS水文專題地圖的探討

韓穎異

（遼寧省水文水資源勘測(cè)局大連分局，遼寧 大連 116023）

1 GIS制圖與CAD制圖的區(qū)別

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD是計(jì)算機(jī)技術(shù)用于機(jī)械、建筑工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，它主要用于范圍廣泛的各種產(chǎn)品和工程圖形，在水文行業(yè)中繪制雨量場(chǎng)平面圖、測(cè)驗(yàn)河段面平面圖以及流域分析圖等都可以采用CAD軟件繪制，CAD處理的多為規(guī)則圖形及其組合，圖形功能極強(qiáng)，屬性功能相對(duì)較弱，而GIS處理的多為地理空間的自然目標(biāo)和人工目標(biāo)，圖形關(guān)系復(fù)雜，需要有豐富的符號(hào)庫(kù)和屬性庫(kù)，GIS需要有較強(qiáng)的空間分析功能，圖形與屬性的相互操作十分頻繁且多具有專業(yè)化特征，CAD一般僅在單幅圖上操作，海量數(shù)據(jù)的圖庫(kù)管理能力比GIS要弱。

2 制作流程

2.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)

水文專題地圖制作之前，首先要進(jìn)行地圖規(guī)劃設(shè)計(jì)，分析用戶應(yīng)用的需求，選擇合適的地理底圖是非常重要的，以創(chuàng)建《大連市地表水功能區(qū)劃圖》為例，選擇《大連市水利工程圖》做底圖是比較適宜的，水文專題地圖主要包含底圖數(shù)據(jù)和水文專題數(shù)據(jù)兩大部分，底圖數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)的地理信息，通過(guò)不同的圖層控制地名、河流、經(jīng)緯線、水庫(kù)、水文站、雨量站、鐵路、公路等基本信息，而這些信息《大連水利工程圖》完全可以滿足需求，水文專題數(shù)據(jù)一般由水文部門提供，《大連市地表水功能區(qū)劃圖》的專題數(shù)據(jù)是對(duì)大連市水域進(jìn)行一級(jí)區(qū)劃，劃出保護(hù)區(qū)、緩沖區(qū)和開發(fā)利用區(qū)，在開發(fā)利用區(qū)涉及二級(jí)區(qū)劃，劃出飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂(lè)用水區(qū)、過(guò)渡區(qū)和排污控制區(qū)七大功能。大連市水資源開發(fā)利用范圍大、程度高，這次一級(jí)區(qū)劃中繪制了保護(hù)區(qū)6個(gè)，緩沖區(qū)4個(gè)，開發(fā)利用區(qū)28個(gè)，共計(jì)38個(gè)一級(jí)區(qū)劃，在28個(gè)一級(jí)區(qū)劃基礎(chǔ)上繪制了飲用水源區(qū)33個(gè)、工業(yè)用水區(qū)1個(gè)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)33個(gè)、景觀娛樂(lè)用水區(qū)5個(gè)、排污控制區(qū)1個(gè)，共49個(gè)二級(jí)區(qū)劃，每個(gè)分區(qū)配用不同顏色繪制。地圖表現(xiàn)方式主要是地圖要素配色和符號(hào)化，水文要素一般要求比較專業(yè)。因此，需要考慮水文部門規(guī)范和使用習(xí)慣設(shè)計(jì)單獨(dú)符號(hào)庫(kù)。符號(hào)化原則是按實(shí)際形狀確定地圖符號(hào)的基本形狀，以符號(hào)的顏色或形狀區(qū)分事物的性質(zhì)。

2.2 底圖要素確定

在創(chuàng)建水文專題地圖之前，依據(jù)專題地圖所能涉及和表達(dá)的內(nèi)容確定分層要素。如在編制《大連市地表水功能區(qū)劃圖》時(shí)，以《大連水利工程圖》為底圖，選擇基本要素可包括境界、水系、水文站、雨量站、經(jīng)緯線等，其它次要要素如微波線路、海上航線、輸水管線、光纜等不列為選擇對(duì)象。

2.3 專題數(shù)據(jù)處理

水文專題數(shù)據(jù)根據(jù)需要進(jìn)行大量矢量編輯，并且根據(jù)要素的不同功能和配圖顯示需要確立不同的圖層，也可選擇相應(yīng)的點(diǎn)圖層、線圖層和面圖層進(jìn)行渲染。矢量編輯主要包括矢量點(diǎn)符號(hào)繪制、線符號(hào)繪制、面符號(hào)繪制，矢量矢點(diǎn)符號(hào)繪制，即利用符號(hào)編輯器繪制或?qū)敕?hào)。例如水文站點(diǎn)、雨量站點(diǎn)的繪制；線符號(hào)繪制，即利用線型編輯器繪制線型，例如河流、境界的繪制；面符號(hào)繪制，即利用填充編輯器繪制線型或?qū)雸D片，例如水庫(kù)庫(kù)區(qū)、海水入侵區(qū)域繪制。

2.4 創(chuàng)建專題地圖

在確定所需的底圖要素和水文專題要素之后，選擇易表達(dá)要素特征的GIS軟件，將表現(xiàn)水文專題特性的圖層加進(jìn)去，從而形成水文專題地圖。例如在編制《大連市地下水功能區(qū)劃圖》時(shí)，以《水利工程圖》做為底圖，選擇Adobe Illustrator為軟件操作平臺(tái)，根據(jù)區(qū)域地下水自然資源屬性、生態(tài)與環(huán)境屬性、經(jīng)濟(jì)社會(huì)屬性將地下水功能區(qū)按兩級(jí)功能區(qū)進(jìn)行了劃分，將水文專題要素圖層填加進(jìn)去，從而形成《大連市地下水功能區(qū)劃圖》。專題要素包括一級(jí)功能區(qū)劃的開發(fā)區(qū)、保護(hù)區(qū)、保留區(qū)3類。根據(jù)地下水資源的主導(dǎo)功能劃分的8類地下水二級(jí)功能區(qū)，其中，開發(fā)區(qū)劃分為集中式供水水源區(qū)和分散開發(fā)利用區(qū)；保護(hù)區(qū)劃分為生態(tài)脆弱區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)和地下水水源涵養(yǎng)區(qū)；保留區(qū)劃分為不宜開采區(qū)、儲(chǔ)備區(qū)和應(yīng)急水源區(qū)。大連市共繪制地下水功能區(qū)48個(gè)，其中繪制1個(gè)開發(fā)區(qū)，47個(gè)保護(hù)區(qū)，開發(fā)區(qū)繪制1個(gè)分散式開發(fā)利用區(qū)，保護(hù)區(qū)繪制2個(gè)生態(tài)脆弱區(qū)，32個(gè)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)和13個(gè)地下水水源涵養(yǎng)區(qū)，使按大連行政分區(qū)地下水功能區(qū)劃的名稱、數(shù)量、面積一目了然。然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整體地圖的風(fēng)格設(shè)置，包括地圖名稱，圖例等信息。

2.5 地圖注記

標(biāo)注是水文專題地圖制作的關(guān)鍵要素，標(biāo)注的內(nèi)容應(yīng)包括各類地物的名稱或說(shuō)明，標(biāo)注的另一項(xiàng)重要內(nèi)容是圖名、比例尺、編制單位、編制日期、圖例等地圖屬性信息。

2.6 顯示比例配置

水文專題地圖有海量數(shù)據(jù)，信息量比較大，地圖的圖層數(shù)比較多，數(shù)據(jù)范圍比較大，以《大連水利工程圖》為例，數(shù)據(jù)控制層數(shù)在80層左右，即通過(guò)不同的顯示比例因子設(shè)置地圖的大小，使地圖的圖層和要素根據(jù)需求在不同比例下顯示，這樣既能把握整體的布局，又能對(duì)微觀進(jìn)行詳察，既滿足了宏觀需求，又能滿足微觀要求，操作十分便利。

2.7 地圖排版輸出

地圖排版指地圖符號(hào)化與注記之后的顏色配置、圖幅整飾、圖例和圖面布局等工作。地圖有三種主要輸出系統(tǒng)，一種是繪圖儀或打印機(jī)輸出，地圖輸出到硬拷貝上。第二種是自動(dòng)制版系統(tǒng)，這時(shí)地圖輸出形成分色加網(wǎng)軟片，以供印刷之用。第三種是電子地圖集系統(tǒng)，輸出的是電子地圖產(chǎn)品或電子地圖集。

水文專題地圖的制作流程見圖1。

圖1 水文專題地圖制作流程圖

3 結(jié)語(yǔ)

GIS水文專題地圖通過(guò)功能風(fēng)格各異的圖層，層層疊加，充分展示所需專題的特性，將空間與屬性有機(jī)結(jié)合，承載、表達(dá)、傳輸了海量數(shù)據(jù)，基于GIS的水文專題地圖是制作地圖方式的一次技術(shù)革命，必將推動(dòng)水文信息化的發(fā)展。

［1］黃仁濤.專題地圖編制［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.

［2］李旭祥等.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

［3］劉南，劉仁義.地理信息系統(tǒng)［M］.北京：高等教育出版社，2002.