地理國情監(jiān)測數(shù)字影像圖冊的制作

河南省測繪發(fā)展研究中心 劉曉陽

地理國情監(jiān)測數(shù)字影像圖冊的制作

河南省測繪發(fā)展研究中心 劉曉陽

地理國情監(jiān)測是指利用測繪技術(shù)和GIS技術(shù)監(jiān)測城市建筑物、道路、水系、綠地分布的等各方面監(jiān)測要素的動態(tài)變化，分析其時空特征，以及變化發(fā)展程度和趨勢，從而揭示經(jīng)濟社會發(fā)展和自然資源環(huán)境的空間分布規(guī)律，并形成權(quán)威、標(biāo)準(zhǔn)和具有現(xiàn)勢性的地理國情信息產(chǎn)品。目前，地理國情監(jiān)測在我國尚處于啟動階段，系統(tǒng)完整的監(jiān)測體系還未形成。河南省測繪局選用1962年、1971年、1984年、1996年、2001年、2005年、2008年和2010年共8個監(jiān)測年份的遙感影像數(shù)據(jù)，以1∶10 000比例矢量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)源，鄭汴一體化區(qū)域監(jiān)測面積約2 025 km2，重點對鄭州市、開封市以及中牟縣主城區(qū)8個監(jiān)測年份的建成區(qū)范圍、建成區(qū)住宅、道路、綠地、河流、人口和GDP等監(jiān)測要素進(jìn)行解譯、信息提取和數(shù)據(jù)反演，實現(xiàn)研究區(qū)域內(nèi)8個重要年份地理國情的動態(tài)監(jiān)測。經(jīng)過一年來的探索和研究，本文，筆者獲得了地理研究的第一手資料，并向國家測繪局和省政府提交了研究成果，主要包括數(shù)據(jù)庫成果、圖件成果、系統(tǒng)成果和文字成果。

一、地理國情監(jiān)測數(shù)字影像圖冊

圖件成果最直觀地反映了城市的變化，是一本內(nèi)容翔實，反映測繪在國民經(jīng)濟中發(fā)揮基礎(chǔ)作用的圖冊，當(dāng)前國務(wù)院出臺了《關(guān)于支持河南省加快建設(shè)中原經(jīng)濟區(qū)的指導(dǎo)意見》，它是河南省經(jīng)濟、文化發(fā)展的一次重大歷史機遇。圖冊主要包括目錄、鄭汴一體化區(qū)域行政區(qū)劃圖、鄭州市和開封市建成區(qū)全要素分布圖、道路要素分布圖、建筑物要素分布圖、綠地要素分布圖、各年代建成區(qū)范圍對比圖和各年代遙感影像疊加建成區(qū)范圍圖等內(nèi)容。

數(shù)字影像綜合圖冊，版面設(shè)計為A3規(guī)格，使用橫版打印，寬為42 cm，高為29.7 cm，根據(jù)鄭州市、開封市和中牟縣3個建成區(qū)范圍，設(shè)定鄭汴一體化區(qū)域行政區(qū)劃圖的比例尺為1∶320 000，鄭州市圖的比例尺為1∶100 000，開封市圖的比例尺為1∶45 000，中牟縣圖的比例尺為1∶25 000。

二、專題圖制作流程

1.鄭汴一體化區(qū)域行政區(qū)劃圖制作。行政區(qū)劃圖表示內(nèi)容包括：

（1）居民地。居民地用點駐記表示，其中鄉(xiāng)鎮(zhèn)信息全部表示，村莊信息取舍表示，行政事業(yè)單位表示省直和市直的黨政機關(guān)。

（2）道路。道路用線段表示，其中，鐵路、高速路、國道、省道全部表示，其他等級道路根據(jù)情況來取舍。

（3）水系。水系表示主要的河流，水庫和湖泊。

（4）政區(qū)。政區(qū)表示縣界及其以上的界線和政區(qū)，周邊的市域政區(qū)界和市注記均看可表示。政區(qū)圖把鄭州、開封、中牟及港區(qū)分為4個面，采用不同的顏色渲染。鄭汴一體化區(qū)域行政圖劃圖如圖1所示。

圖 1 鄭汴一體化區(qū)域行政區(qū)劃

2.行政區(qū)劃圖的制作流程。

（1）在ArcGIS中新建1個工程，加載居民地、道路、水系、政區(qū)界。在Page and Print Setup窗口中，定義紙張的大小，Size設(shè)置為A3，Orientation設(shè)置為Landscape。Map Page Size定義圖幅有效內(nèi)容大小，Standard Sizes設(shè)置為custom，Width設(shè)置為37.5 cm，Height設(shè)置為25.2 cm。

（2）定義視圖的比例尺為1∶320 000。點擊Layout View狀態(tài)框，將圖幅內(nèi)容全部顯示。

（3）在Insert Title選項中。加上圖名，在Properties Change Symbol窗口中設(shè)置字體為華文楷體，SIZE設(shè)置為30 cm。

（4）在Insert Legend跨度中，加上圖例，在legend Item窗口中選中要說明的圖層，在legend Title窗口中加圖例名，并定義Color，Size和Font的數(shù)值。

（5）在Export Map選項中輸出地圖，并在Photoshop軟件中打開，修飾圖面使其完整。

3.鄭州市、開封市，中牟縣各監(jiān)測年點監(jiān)測要素分布圖制作。

（1）在ArcGIS中新建1個工程，加載建成區(qū)范圍線、主干道、次干道、綠地和建筑物等要素。

（2）生成監(jiān)測要素統(tǒng)計表。在EXCEL中打開統(tǒng)計表，插入圖表和柱形圖，并選擇數(shù)據(jù)區(qū)域，包括建成區(qū)面積、建筑物用地、城市綠地、公共綠地和道路。加圖表的標(biāo)題中X軸設(shè)置為字段名，Y軸設(shè)置為具體數(shù)值。

（3）在Insert Title選項中，加上圖名，在Insert Legend選項中，加上圖例，在Export Map中輸出分布圖，并加載監(jiān)測要素統(tǒng)計表。

4.鄭州市、開封市，中牟縣各監(jiān)測年點單要素分布圖選項的制作。單要素分布圖制作流程與全要素分布圖制作流程類似。其中；鄭州市建成區(qū)2012年監(jiān)測年份監(jiān)測要素分布圖如圖2所示。鄭州市建成區(qū)2010年監(jiān)測年份綠地要素分布圖如圖3所示。

5.各年代遙感影像疊加建成區(qū)范圍圖制作。遙感影像疊加建成區(qū)范圍圖內(nèi)容包括：都市區(qū)范圍的線和已糾正的遙感影像。都市區(qū)是由具有一定人口規(guī)模的中心城市和周邊與之有密切聯(lián)系的區(qū)域所組成。都市區(qū)既不是指特大城市，也不是城鎮(zhèn)群體的簡單組合，而是一種更高層次、更復(fù)雜的新型地域空間。遙感影像疊加建成區(qū)范圍圖制作流程如下：

圖 2 鄭州市建成區(qū)2010年監(jiān)測年份監(jiān)測要素分布

圖 3 鄭州市建成區(qū)2010年監(jiān)測年份綠地要素分布

（1）糾正原始影像。在ERDAS IMAGINE9.1中打開2個影像Viewer1和Viewer2，在Tile Viewers中將2個影像平鋪顯示。

（2）打開2個影像文件。其中1個未糾正，另1個有坐標(biāo)系。

（3）改變控制點的顏色。在Gcp Tools選項中選擇Color。

（4）在需要糾正的區(qū)域，均勻分布選擇點并計算誤差。

（5）當(dāng)誤差符合要求時，在Geo Correction Tools選項中選擇重采樣。

6.在ArcGIS中新建1個工程，加載建成區(qū)范圍線和已糾正的影像，加上圖名和圖例，并定義比例尺，最后輸出地圖。

三、圖冊的效果

通過對鄭州市、開封市、中牟縣的各要素的動態(tài)監(jiān)測，筆者得出以下結(jié)論：以鄭州為例，2010年鄭州市建成區(qū)周長為257.844 km，建成區(qū)面積為290.962 km2，建筑物面積為83.488 km2，綠化覆蓋面積為61.529 km2，道路長度為1 418.873 km，道路面積為27.335 km2，路網(wǎng)增量為8.382 km。模擬分析可知，鄭州都市區(qū)是以老城區(qū)和鄭州新區(qū)為核心，進(jìn)行復(fù)合型、生態(tài)型發(fā)展，近年來，鄭州市區(qū)交通情況得到了大大改善，交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度也在不斷加大，主城區(qū)交通對周邊縣的輻射能力也隨之進(jìn)一步增強。

中原經(jīng)濟區(qū)地理國情監(jiān)測——鄭汴一體化區(qū)域數(shù)字影像圖冊，由河南省測繪局制作，實現(xiàn)了測繪信息的共建共享；同時，也支持各廳局部門根據(jù)自己的信息化管理特點管理需要的專題信息，實現(xiàn)動態(tài)維護(hù)。