ArcGIS和Adobe Illustrator在影像地圖制作中的應(yīng)用

陳盛銀

（1.福建省基礎(chǔ)地理信息中心，福建 福州 350003）

影像地圖作為一種新的產(chǎn)品模式，能更直觀地展示地面信息，突破線(xiàn)劃地圖信息負(fù)載量和表現(xiàn)方法的局限[1-3]，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代國(guó)防軍事、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、精細(xì)農(nóng)業(yè)、防災(zāi)減災(zāi)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)、重大基本建設(shè)工程、林業(yè)防護(hù)、交通指揮、土地規(guī)劃利用、國(guó)土資源勘查等領(lǐng)域[4]。ArcGIS是一套完整的影像地圖制作平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)的處理、符號(hào)化、注記的制作和輸出等[5]，但ArcGIS的制圖效果還不夠好，特別是鋸齒（aliasing）問(wèn)題。由于ArcGIS使用GDI技術(shù)，鋸齒問(wèn)題使得在ArcGIS下制作的地圖與平面設(shè)計(jì)軟件的制圖效果存在差距。Adobe Illustrator是功能強(qiáng)大的繪圖軟件，能夠完美地解決鋸齒問(wèn)題[6]，而且制圖效果良好，能制作出表達(dá)形式多樣的影像地圖，但是它不支持空間坐標(biāo)，且數(shù)據(jù)套合比較麻煩，特別是在數(shù)據(jù)投影不一致的情況下。Adobe Illustrator對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理能力也很弱，制圖數(shù)據(jù)一般要在其他GIS軟件下處理分析，然后導(dǎo)入Adobe Illustrator，制圖過(guò)程比較復(fù)雜。將ArcGIS與Adobe Illustrator結(jié)合，使用ArcGIS完成數(shù)據(jù)的分析處理、符號(hào)化和注記的制作等工作，然后將影像地圖導(dǎo)出成ai格式，在Adobe Illustrator中完成效果的調(diào)整等，發(fā)揮這2個(gè)軟件的優(yōu)點(diǎn)，更快捷高效地制作影像地圖。本文將以某地區(qū)影像地圖的制作為例，介紹ArcGIS與Adobe Illustrator相結(jié)合的影像地圖制作過(guò)程。根據(jù)用戶(hù)要求，某地區(qū)影像圖幅為500 cm×225 cm，比例尺為1∶5 000。

1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

某地區(qū)影像主要為DOM，分辨率為0.5 m。某地區(qū)的矢量數(shù)據(jù)主要為1∶10 000基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)主要為道路、境界等，興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)主要為地名數(shù)據(jù)、企事業(yè)單位注記等。

2 影像地圖制作方法

2.1 影像地圖制作流程

影像地圖的制作流程如圖1所示。首先收集相關(guān)的資料和數(shù)據(jù)，提取可用于制作影像地圖的數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理，再根據(jù)影像圖的需要，制作相應(yīng)的符號(hào)庫(kù)，并在ArcGIS中完成數(shù)據(jù)的符號(hào)化，包括添加圖例、圖框、圖名等，然后導(dǎo)出成ai格式，在Adobe Illustrator中完成整飾后，打印成圖。

2.2 數(shù)據(jù)的處理

2.2.1 影像數(shù)據(jù)處理

首先需要對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行正射校正，正射校正后的影像轉(zhuǎn)成大小不超過(guò)2 GB的TIFF + TFW格式，然后利用Photoshop等圖像處理軟件，對(duì)影像進(jìn)行整體或局部的拉伸、調(diào)色等處理，使影像亮度和對(duì)比度適中，色彩和色調(diào)均勻，保證影像的連續(xù)、無(wú)縫和視覺(jué)一致性。將經(jīng)過(guò)調(diào)色處理后的影像在遙感影像處理軟件中進(jìn)行鑲嵌，并添加投影信息。根據(jù)制圖的需要還要對(duì)影像進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換，使得空間參考符合制圖要求。

2.2.2 矢量數(shù)據(jù)處理

1）格式轉(zhuǎn)換。在一般的影像地圖制作中，矢量數(shù)據(jù)可能來(lái)源于多個(gè)部門(mén)，數(shù)據(jù)采用不同的GIS軟件生產(chǎn)，使用ArcGIS制圖時(shí)，需要將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成ArcGIS自有的格式，如shapefile、mdb、gdb等。所以，數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換是ArcGIS制圖不可缺少的一步。ArcGIS提供多種工具進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，包括Conversion Tools和 Data Interoperability Tools。Conversion Tools支持OGC規(guī)范數(shù)據(jù)格式和常見(jiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，Data Interoperability Tools則支持100多種數(shù)據(jù)格式讀取和70多種數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)出。

2）投影變換。格式轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)需要添加投影信息。根據(jù)制圖要求，需要對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換。某地區(qū)影像地圖采用西安80坐標(biāo)系，中央經(jīng)線(xiàn)為東經(jīng)120°，東移500 km，無(wú)帶號(hào)。某地區(qū)興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)采用WGS84坐標(biāo)系，為了保證坐標(biāo)系一致，需要在ArcGIS中采用Bursa七參數(shù)法將興趣點(diǎn)投影到西安80坐標(biāo)系。

3）數(shù)據(jù)編輯。它主要是指對(duì)矢量數(shù)據(jù)的幾何圖形和屬性進(jìn)行編輯，包括數(shù)據(jù)的更新、制圖綜合等。首先要根據(jù)收集到的資料對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，特別是道路、居民地等容易變化的要素的更新，保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。根據(jù)成圖比例尺和目的，對(duì)幾何圖形進(jìn)行制圖綜合，ArcGIS提供的制圖綜合工具主要有Aggregate Polygon、Collapse Dual Lines To Centerline、Simplify Building、Simplify Polygon、Simplify Line、Smooth Line和Smooth Polygon等，可以根據(jù)數(shù)據(jù)情況選擇合適的工具進(jìn)行處理。除了對(duì)幾何圖形進(jìn)行編輯外，還要根據(jù)資料等對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯。

4）拓?fù)涮幚怼⒔?jīng)過(guò)前面3個(gè)步驟處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)錂z查，并處理其中的錯(cuò)誤，使數(shù)據(jù)層內(nèi)部沒(méi)有拓?fù)溴e(cuò)誤，數(shù)據(jù)層之間邏輯關(guān)系合理。ArcGIS提供了豐富的拓?fù)湟?guī)則和拓?fù)渚庉嫻ぞ摺Ｔ谶M(jìn)行拓?fù)錂z查之前，需要將數(shù)據(jù)導(dǎo)入要素?cái)?shù)據(jù)集，然后才能創(chuàng)建拓?fù)潢P(guān)系。

2.3 符號(hào)庫(kù)制作與符號(hào)化

符號(hào)庫(kù)制作之前首先要對(duì)符號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括對(duì)點(diǎn)、線(xiàn)、面符號(hào)以及注記等的設(shè)計(jì)[7]。ArcGIS提供了很強(qiáng)的符號(hào)庫(kù)制作工具，可以用來(lái)制作點(diǎn)、線(xiàn)、面、注記等符號(hào)和樣式。打開(kāi)Tool菜單下的Style Manager，創(chuàng)建一個(gè)用于制作某地區(qū)影像地圖的符號(hào)庫(kù)文件，格式為*.style。在該符號(hào)庫(kù)相應(yīng)文件夾下，可以制作相應(yīng)的符號(hào)，例如在Marker Symbols文件夾中創(chuàng)建點(diǎn)符號(hào)（見(jiàn)圖2）。

圖2 Style Manager創(chuàng)建符號(hào)庫(kù)文件對(duì)話(huà)框

ArcGIS自身帶有符號(hào)制作工具，也支持使用ttf、bmp、emf等格式的文件。ttf格式的文件，即常見(jiàn)的字體庫(kù)文件，可以使用FontCreator的字體庫(kù)編輯軟件制作，但字體庫(kù)文件用于制作的符號(hào)只能使用一種顏色，不夠豐富。bmp和emf格式的文件，即常見(jiàn)的圖片文件，可以使用平面設(shè)計(jì)軟件制作，如Coreldraw、Illustrator、Photoshop等軟件，都可以用來(lái)繪制符號(hào)需要的圖片。需要強(qiáng)調(diào)的是，emf格式的圖片允許背景透明，而且使用emf格式的圖片制作的符號(hào)放大時(shí)不會(huì)出現(xiàn)失真，是一種比較理想的制作符號(hào)的圖片格式。

制作完符號(hào)庫(kù)后，就可以使用符號(hào)庫(kù)中的符號(hào)完成相應(yīng)數(shù)據(jù)的符號(hào)化，并添加注記。ArcGIS支持的注記有2種，一種是標(biāo)注（label），標(biāo)注由ArcGIS自動(dòng)生成，不能手動(dòng)調(diào)整位置；另一種是注記（annotation），它存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。采用注記有很多好處：它允許手工編輯，可以在每個(gè)字之間加入空格，然后使用注記編輯工具將注記轉(zhuǎn)成Convert to Multiple Parts，此時(shí)，注記中的每個(gè)字都可以單獨(dú)移動(dòng)。制圖時(shí)根據(jù)需要選擇不同的注記生成方法。

符號(hào)化完成后，需要根據(jù)用戶(hù)需要的數(shù)據(jù)范圍、比例尺等設(shè)計(jì)圖幅的大小和方向。由于某地區(qū)影像圖幅高為500 cm，寬為225 cm，用戶(hù)需要橫向展示，所以制圖時(shí)使用Data Frame Tools旋轉(zhuǎn)-90°，此時(shí)指北針向右。此外，還需要為影像地圖添加圖框、圖例、比例尺、指北針和圖名等。根據(jù)要求，圖框應(yīng)具有漸變色效果，比例尺和指北針也都有明確的規(guī)定。漸變色圖框在ArcGIS中可以根據(jù)圖幅的大小和圖框?qū)挾龋褂肈raw工具繪制一大一小2個(gè)矩形，使用Graphic Operations下的Remove Overlap，形成一個(gè)環(huán)形的框，將這個(gè)環(huán)形的框填充成漸變色效果即可，也可以在Illustrator中整飾時(shí)制作漸變色圖框。圖例可以使用ArcGIS自動(dòng)生成，如果自動(dòng)生成的效果不滿(mǎn)意，可以使用Convert to Graphics命令將圖例轉(zhuǎn)成圖片，再使用Ungroup命令將圖例全部打散，以便于對(duì)圖例中的每個(gè)符號(hào)、字體進(jìn)行設(shè)置。

在影像地圖的中間產(chǎn)品完成之后，使用Export Map將影像地圖中所有矢量圖層導(dǎo)出為一個(gè)ai格式的文件，導(dǎo)出分辨率設(shè)置為3 000 dpi，將影像數(shù)據(jù)導(dǎo)出成另一個(gè)ai文件，導(dǎo)出分辨率設(shè)置為300 dpi。

2.4 Illustrator中整飾

1）圖層組織。使用Illustrator打開(kāi)矢量圖層導(dǎo)出的ai文件，其中的圖層仍然按照ArcMap中的圖層進(jìn)行組織，然后打開(kāi)影像數(shù)據(jù)導(dǎo)出的ai文件，將影像圖層與矢量圖層合并到一個(gè)文檔中，并調(diào)整影像層的位置，將影像和矢量數(shù)據(jù)完全套合。

2）整飾。它包括注記的分布，圖例、矢量要素等表現(xiàn)形式的調(diào)整等，主要是為了彌補(bǔ)ArcGIS符號(hào)化等過(guò)程中的不足，使圖面層次分明、清晰易讀。

3）拼接線(xiàn)制作。由于圖幅達(dá)到了500 cm×225 cm，而目前主流打印機(jī)最大幅寬為152 cm，需要分幅輸出，然后再拼接。為了更容易拼接，在Illustrator中制作拼接線(xiàn)用于拼接時(shí)參考。

2.5 打印輸出

經(jīng)過(guò)Illustrator整飾之后的成果可以在Illustrator中直接打印輸出，也可以使用Photoshop將ai文件導(dǎo)出成tif、jpg等格式的圖片文件再打印。

3 需注意的問(wèn)題及解決辦法

3.1 畫(huà)板大小

Adobe Illustrator支持的最大幅面為577.95 cm×577.95 cm，這已經(jīng)滿(mǎn)足日常的制圖需要，如果需要制作更大幅面的影像地圖，可以先將影像地圖設(shè)置成較小的幅面，然后放大到需要的幅面。

3.2 分辨率

矢量數(shù)據(jù)從ArcGIS中導(dǎo)出時(shí)，最好不要低于2 000 dpi，柵格數(shù)據(jù)導(dǎo)出300 dpi即可滿(mǎn)足影像地圖的打印輸出。矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)出時(shí)分辨率如果太低，會(huì)導(dǎo)致符號(hào)顯示效果較差，如出現(xiàn)字體與描邊不能套合、圓形符號(hào)放大后不是圓等問(wèn)題。柵格數(shù)據(jù)分辨率設(shè)置太高，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)量太大，Adobe Illustrator無(wú)法打開(kāi)。

3.3 字體

有一些字體Adobe Illustrator無(wú)法識(shí)別，這些字體在ArcGIS制圖時(shí)盡量不要使用，如果一定要使用，可以使用FontCreator等字體庫(kù)編輯軟件，將字體庫(kù)的名字修改為英文或者拼音，再重新安裝字體，在ArcGIS中使用修改過(guò)名字的字體庫(kù)。此外，帶有“上”字的注記，在Adobe Illustrator中無(wú)法顯示，需要在Adobe Illustrator中重新輸入“上”字。目前只發(fā)現(xiàn)“上”字在使用ArcGIS導(dǎo)出成ai格式后，在Adobe Illustrator中無(wú)法顯示，原因未知。

4 結(jié) 語(yǔ)

ArcGIS與Adobe Illustrator相結(jié)合，發(fā)揮2個(gè)軟件的優(yōu)點(diǎn)，大大縮短了影像地圖制作的時(shí)間，而且制作出的地圖將比使用單一GIS軟件更加美觀，表達(dá)效果更加豐富。在符號(hào)庫(kù)完備，技術(shù)流程固定之后，使用ArcGIS和Adobe Illustrator制作影像地圖將非常方便。本文雖然以影像地圖制作為例，但是其中的很多方法同樣適用于線(xiàn)劃圖的制作。

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