基于EPS的自動縮編技術(shù)與方法探討

張坤，武豐雷，袁東林

(濟南市勘察測繪研究院，山東濟南 250013)

基于EPS的自動縮編技術(shù)與方法探討

張坤?，武豐雷，袁東林

(濟南市勘察測繪研究院，山東濟南 250013)

EPS2008基礎(chǔ)地理信息工作站縮編模塊、質(zhì)檢模塊和制圖綜合理論相結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動與半自動化縮編，而縮編成果可直接入庫，在1∶500地形圖動態(tài)更新、入庫、縮編、1∶2 000地形圖入庫中形成了良性循環(huán)，縮短了1∶2 000數(shù)據(jù)庫更新周期，提高了縮編工作效率、促進了質(zhì)量提高，但只能實現(xiàn)部分自動化縮編。

EPS2008；制圖綜合；縮編；質(zhì)檢模型

1 引 言

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是存儲和管理多比例尺、多類型基礎(chǔ)地理信息要素，是經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)不可或缺的信息資源，而數(shù)據(jù)庫的時間精度是城市建設(shè)、社會經(jīng)濟和地理信息產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的保障，如何快速更新數(shù)據(jù)庫是保障時間精度的關(guān)鍵，利用1∶500比例尺地形圖數(shù)據(jù)自動化縮編更新1∶2 000數(shù)據(jù)庫是行之有效的方法之一。

利用EPS2008基礎(chǔ)地理信息工作站縮編模塊，運用制圖綜合原理結(jié)合縮編模型、規(guī)則，定制1∶500～1∶2 000地形圖縮編平臺，可實現(xiàn)自動化、合理化、科學(xué)化數(shù)據(jù)縮編，克服因手工縮編工藝復(fù)雜、工期長和作業(yè)人員技術(shù)水平參差不齊等而造成縮編不統(tǒng)一的弱點，通過對地形圖要素進行刪除、合并、抽稀等操作，配合EPS2008基礎(chǔ)地理信息工作站質(zhì)量檢查模塊，提高生產(chǎn)效率，縮短作業(yè)和質(zhì)檢周期，簡化作業(yè)流程，進而促進1∶2 000數(shù)據(jù)庫的快速更新。本文主要針對自動縮編技術(shù)與方法進行探討研究。

2 縮編的原則

縮編是運用制圖綜合原理，根據(jù)用途、比例尺等要求，用科學(xué)合理的概括、選取手段，在地圖上正確、清晰、明顯、深刻地反應(yīng)制圖對象的類型特征、典型特點和基本規(guī)律的過程。

縮編的基本原則:點、線、面、注記等要素的概括取舍應(yīng)遵循由高級到低級，由整體到局部的原則。優(yōu)先選取重要的、有經(jīng)濟、歷史、人文和方位意義的。各要素嚴(yán)格按底圖位置編繪，不得整體移位，保證各要素空間關(guān)系的正確性，要素不應(yīng)相互壓蓋，保持圖形的基本特征，保持線及面狀要素的連續(xù)性和彎曲比率。

3 基于EPS自動縮編的技術(shù)方案

基于EPS自動縮編的技術(shù)方案主要從兩個方面考慮即平臺和數(shù)據(jù)，而平臺的定制包含了5個方面，其中參數(shù)配置就是根據(jù)縮編標(biāo)準(zhǔn)，對縮編模型庫的各項參數(shù)進行設(shè)置。數(shù)據(jù)采用1∶500庫數(shù)據(jù)。自動縮編的技術(shù)方案如圖1所示。

4 縮編的基本方法

縮編過程中因比例尺縮小造成部分要素不能清晰表達、不易判讀，需根據(jù)圖式、標(biāo)準(zhǔn)、縮編原則對地物要素進行編輯、處理，為使地圖能夠清晰易讀，常用概括、選取、移位、篩選、抽稀、合并、轉(zhuǎn)換、舍棄、夸大等方法對1∶500數(shù)據(jù)進行自動或半自動化處理。

(1)概括:是對要素質(zhì)量、數(shù)量和形狀特征的化簡，去掉輪廓形狀的碎部，突出反映其要素的基本特征。例如在縮編時輪廓凹凸小于圖上0.4mm時的居民地可采用概括的方法，通過模型參數(shù)的設(shè)置直接進行自動處理。

(2)選取和移位:比例尺縮小后造成部分符號發(fā)生爭位性矛盾，在模型參數(shù)中設(shè)置各符號的優(yōu)先級，可自動執(zhí)行要素的選取和移位操作，在參數(shù)設(shè)置時應(yīng)充分考慮要素的重要性、大小等因素。如圍墻與道路邊線間距小于圖上0.3 mm時，只表示圍墻。輸電線與配電線電桿相交時，可移位表示配電線，但應(yīng)保持配電線與輸電線及其他要素的相對關(guān)系正確。

(3)篩選與抽稀:主要應(yīng)用于高程點和等高線的處理。

在EPS縮編模塊中高程點的處理首先需要種釘子點，即選取必須保留的關(guān)鍵高程點如坡、坎上下、路口、橋梁、地勢有明顯變化等處的高程點完成篩選工作，再配合自動處理完成其他區(qū)域高程點的抽稀，經(jīng)過高程點的篩選與抽稀才能更為合理、準(zhǔn)確完成高程點的全部處理過程。其中種釘子點也可以沿路中線等要素由程序自動完成，但與人工選取相比較，人工選取的更為合理、恰當(dāng)，而自動選取高程點的分布更為均勻。

等高線的處理有兩個部分一是按等高距進行篩選，二是等高線上節(jié)點抽稀。等高線經(jīng)篩選抽稀后還需進行編碼及線寬的轉(zhuǎn)換。

(4)合并:為圖面能清晰表達，同類要素在圖上間隔很小時可采用合并要素的方法進行處理，合并后應(yīng)正確反映地物的外形及結(jié)構(gòu)特征，如貯水池、池塘、貨棧、植被等要素圖上間距小于設(shè)定寬度時可合并為整體。

(5)轉(zhuǎn)換:部分依比例尺表示的要素，在縮編到1∶2 000時其輪廓小于不依比例符號時，可利用縮編模型自動轉(zhuǎn)換為不依的符號，例如變電室、門墩、廟宇等小于參數(shù)設(shè)定面積時由面轉(zhuǎn)換為點，涵洞、橋梁等小于參數(shù)設(shè)定寬度時轉(zhuǎn)換為線或點，雙線道路、雙線溝渠、圍墻等要素小于參數(shù)設(shè)定寬度時轉(zhuǎn)換為單線表示，斜坡在圖上投影寬度小于2 mm時轉(zhuǎn)換為陡坎表示。

(6)舍棄:圖示規(guī)定1∶2 000不表示的要素如檢修井、圖上小于3層的臺階、與陡坎間距小于圖上1mm的水涯線、高差小于1/2基本等高距的陡坎、多余的注記等要素可用模型或腳本程序自動進行刪除處理。

(7)夸大:為突出表示要素的重要特征，必要時可適當(dāng)擴大要素的重要特征，如彎曲復(fù)雜的水系，不能機械的去除碎部，應(yīng)適當(dāng)夸大某些細小的彎曲，以保持不同河段彎曲程度的對比、保持水系長度不過分縮短。

5 基于EPS自動縮編的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

(1)縮編平臺的建設(shè):縮編平臺是自動縮編的關(guān)鍵所在，自動縮編是以模板為基礎(chǔ)、建立在縮編模型庫上、輔助以腳本程序?qū)崿F(xiàn)的。

模板是數(shù)據(jù)交換、要素的圖面表現(xiàn)、數(shù)據(jù)兩級檢查實現(xiàn)必不可少的，其封裝了大量的Table表，它記錄了系統(tǒng)的配置設(shè)置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換參數(shù)、符號描述、屬性結(jié)構(gòu)等信息，是縮編比例尺轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、縮編處理過程、數(shù)據(jù)檢查等方面的技術(shù)支撐，可以根據(jù)不同的比例尺、不同的用途、不同的交換格式、縮編和作業(yè)的需要定制并統(tǒng)一封裝在軟件內(nèi)部統(tǒng)一配發(fā)。以下以不連線輸電線符號在模板中的描述為例:

整個符號的描述分為3個部分:

①輸電線電桿符號描述，如圖2所示。

4-0.500，0.000 0.000，0.500 0.500，0.000

②輸電線箭頭符號描述，如圖3所示。

1 4.000，0.000 3.307，0.400

1 4.000，0.000 3.307，-0.400

1 4.000，0.000 0.500，0.000

1 3.000，0.000 2.307，0.400

1 3.000，0.000 2.307，-0.400

1 4.000，0.000 0.500，0.000

③完整的不連線輸電線符號描述，也就是把前兩部分組合起來的描述，如圖4所示。

G，510101222，，，，A0 0，0，0，0，1，0，-0.5

G，510101221，，，，A0

G，510101222，，，，A180 1，0，0，0，1，0，0.5

圖2 輸電線電桿 圖3 輸電線箭頭 圖4 不連線輸電線

自動縮編的規(guī)則是基于EPS模型庫也就是規(guī)則庫建立的，模型是參數(shù)化的，是通過一定的算子，結(jié)合縮編基本方法，根據(jù)相關(guān)要求確定具體參數(shù)，實現(xiàn)自動或半自動化縮編。在工作中規(guī)則庫的構(gòu)建由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員負責(zé)，然后分發(fā)到作業(yè)員，統(tǒng)一了作業(yè)過程，從而克服了技術(shù)水平參差不齊、對規(guī)范圖式理解不同、經(jīng)驗不足造成的縮編不規(guī)范的弱點。

池塘面合并規(guī)則及參數(shù)設(shè)置:

圖5 面合并參數(shù)設(shè)置界面

測試是在EPS2008軟件1∶2 000環(huán)境下進行的。測試數(shù)據(jù)是按道路中心劃分、街區(qū)分幅的，是2011年動態(tài)更新的1∶500基礎(chǔ)庫數(shù)據(jù)，經(jīng)EPS軟件整理入庫后的成果數(shù)據(jù)?？s編數(shù)據(jù)從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中按街區(qū)下載，縮編后數(shù)據(jù)仍采用街區(qū)分幅，因此未選用“只在分幅邊界線上合并”的選項。面和并是依據(jù)給定的要素代碼，搜索在縮編區(qū)域內(nèi)代碼相同且間距在實地1 m以內(nèi)的池塘進行合并，合并時刪除合并處多余的節(jié)點。

在EPS縮編平臺定制過程中，腳本的編寫也是至關(guān)重要的，在調(diào)入1∶500數(shù)據(jù)時，導(dǎo)入數(shù)據(jù)的腳本是必不可少的，它起到將符號轉(zhuǎn)換比例尺作用的同時還可直接處理1∶2 000數(shù)據(jù)中不表示的要素。

(2)數(shù)據(jù)處理:數(shù)據(jù)處理是在縮編平臺上依據(jù)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果以預(yù)定的縮編方案對數(shù)據(jù)進行自動或半自動化處理的過程，數(shù)據(jù)處理的作業(yè)流程如圖6所示。

圖6 數(shù)據(jù)處理作業(yè)流程圖

(3)質(zhì)量控制:數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制主要是指過程檢查和最終檢查。EPS2008的質(zhì)檢模塊內(nèi)配置了大量質(zhì)檢模型，應(yīng)用到縮編自檢互檢及兩級檢查，可以對數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、空間關(guān)系、拓撲關(guān)系、注記等進行質(zhì)量控制，模型中還包含了部分修復(fù)功能、接邊檢查和自定義腳本編程的二次開發(fā)功能。利用檢查模型的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)察實現(xiàn)編碼合法性、層碼合法性；通過數(shù)學(xué)計算檢查對象重復(fù)、交叉、圖形接邊等錯誤。通過拓撲處理，檢查有面無屬性點、有屬性點無拓撲面、圖面注記與屬性表值不一致的錯誤。質(zhì)檢模塊可快速定位錯誤要素，其自動修復(fù)模型可自動修復(fù)部分錯誤如要素重疊、非法邏輯空間等錯誤。

6 結(jié) 語

EPS2008采用了信息映射機制，以數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、圖屬一體化、信息化為基本制圖原則，實現(xiàn)了圖庫一體化，它的二次開發(fā)接口、縮編模型庫為縮編自動化的實現(xiàn)提供更為靈活的方式方法，在縮編工作中具有較強的可操作性，配合EPS質(zhì)檢模塊對質(zhì)量進行程序化、自動化檢查，縮短了作業(yè)周期、提高了工作效率、降低了勞動強度、促進了質(zhì)量提高、規(guī)范了作業(yè)過程，且生產(chǎn)的數(shù)據(jù)滿足數(shù)據(jù)建庫的需要。通過研究，定制EPS2008縮編平臺、設(shè)置合理的縮編參數(shù)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的部分自動化縮編，還不能實現(xiàn)完全自動化的縮編，部分要素幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要素關(guān)系復(fù)雜，仍需要人機交互處理，能在一定程度上提高縮編效率，如何進一步提高自動化縮編比率還需繼續(xù)研究、探討。

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[7] 清華山維EPS2008幫助文檔[R].

Automatic Reducing Staff Technology and Discussion of the W ays Based on EPS

Zhang Kun，Wu Fenglei，Yuan Donglin
(Ji′nan Geotechnical Investigation and Surveying Research Institute，Ji′nan 250013，China)

The EPS2008 foundation geographic information workstation reducing staff module，the quality testing module and cartographic generalization theory unifies automatically，realizes the data with the semiautomation reduces staff，but the reducing staff achievementmay go into storage directly，in 1∶500 dynamic updating，has gone into storage and reduces staff，in 1∶2000 warehousing form the positive cycle，shortened 1∶2000 database update cycle，raised the reducing staffworking efficiency，to promote the quality enhancement，but can only realize some automations to reduce staff.

EPS2008；cartographic generalization；reducing staf；quality testingmodel

1672-8262(2013)05-40-03

P208.1

B

2013—01—10

張坤(1970—)，女，工程師，從事基礎(chǔ)地理信息和地圖編制技術(shù)研究與應(yīng)用工作。