基于Bing Maps的地形圖圖幅編號的網(wǎng)絡(luò)可視化查詢

胡榮明，陳曉娣，楊成斌

(西安科技大學測繪科學與技術(shù)學院，陜西西安710054)

為了管理和使用地形圖的方便，需將地形圖按照一定規(guī)則進行統(tǒng)一分幅和編號。目前，我國使用的是2012年國家基本比例尺地形圖分幅和編號標準［1］。有關(guān)新舊圖幅號之間的轉(zhuǎn)換及新圖幅號的檢索，前人已經(jīng)作了較為深入的研究［2-4］，但僅是單獨的圖幅號查詢、可視化或網(wǎng)絡(luò)化。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應用，越來越多的服務(wù)逐漸基于網(wǎng)絡(luò)平臺建立，以提供面向公眾的數(shù)據(jù)共享。為此，筆者使用Silverlight創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)應用程序，調(diào)用Bing Maps接口及相應組件，結(jié)合C#語言編寫圖幅編號計算算法，以實現(xiàn)地形圖圖幅編號的網(wǎng)絡(luò)可視化查詢。

一、地形圖圖幅編號的計算

根據(jù)新編國家基本比例尺地形圖分幅和編號標準，我國共有8種基本比例尺地形圖，分別為1∶100 萬、1∶50 萬、1∶25 萬、1∶10 萬、1∶5 萬、1∶2.5萬、1∶1 萬和 1∶5000，均以 1∶100 萬的地形圖為基礎(chǔ)，按照規(guī)定的經(jīng)差和緯差分幅并編號［5］。

其中，1∶100萬地形圖圖幅編號以圖幅所在行號的字符碼和列號所在的數(shù)字碼(兩位，不足前補零)表示，如北京所在1∶100萬的圖幅號為J50。

其余比例尺圖幅號由十位碼組成，從左至右依次為圖幅所在1∶100萬比例尺下的行號字符碼、列號數(shù)字碼、比例尺代碼、相應比例尺下行號數(shù)字碼、列號數(shù)字碼 (均為3 位，不足前補零)［6］。如114°33'45″E，39°22'30″N 在 1∶50 萬比例尺地形圖中圖幅號為J50B001001。

各比例尺地形圖的經(jīng)緯差、圖幅數(shù)量、比例尺代碼見表1。

表1 各比例尺地形圖分幅

各比例尺地形圖圖幅號計算的公式不再贅述，讀者可參閱相關(guān)文獻［1，7］。地形圖圖幅編號可視化表達流程如圖1所示。

二、圖幅的地圖表達

圖幅的地圖表達主要通過在Silverlight網(wǎng)絡(luò)應用程序中加載Bing Maps(必應地圖)實現(xiàn)。

Silverlight是設(shè)計、開發(fā)和發(fā)布富互聯(lián)網(wǎng)應用程序(RIA)的 Web技術(shù)［8］，具有跨平臺、跨瀏覽器的特性，異步傳輸則使得讀取并更新內(nèi)容不用刷新整個頁面，地圖縮放效果也更加流暢，增強了用戶體驗。

Bing Maps是微軟公司推出的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)，可對地理數(shù)據(jù)進行可視化的表達，并使用戶獲得相應的地圖數(shù)據(jù)［9］。它提供二次開發(fā)API，用戶可使用Silverlight Control定制基于瀏覽器的地圖應用，創(chuàng)建跨平臺、跨語言的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)，實現(xiàn)地理數(shù)據(jù)的可視化［10］。

圖1 地形圖圖幅編號可視化表達流程

1.加載中國地圖

通過Bing Maps加載中國地圖，須擁有微軟授權(quán)用戶進行開發(fā)的密匙(key)，該密匙可在必應地圖賬戶中心申請獲得。

在創(chuàng)建項目后，還須添加Bing Maps地圖程序集引用 Microsoft.Maps.MapControl.Common.dll。

在用戶界面添加以下代碼即可加載中國地圖。

其中，CredentialsProvider即為微軟授權(quán)開發(fā)的密匙;Center為地圖初始化時的中心點坐標;ZoomLevel為初始化地圖的放大級別，ZoomLevel=“4”，即初始時地圖比例尺為1∶100萬，地圖的顯示級別可與選擇的比例尺保持一致。

2.圖幅顯示

由上一節(jié)加載的地圖僅能進行平移、縮放等基本操作，并不能顯示地圖圖幅層。為此，需要輸入經(jīng)緯度坐標或圖幅編號，反算出圖幅4個圖廓點坐標。可先調(diào)用Bing Maps繪制多邊形的方法，并設(shè)置圖幅圖廓要素的顯示屬性;然后將該矩形區(qū)域添加到地圖圖層上，即顯示出對應圖幅編號所屬的圖廓范圍。

3.顯示輸入點在圖幅中的位置

為了直觀地描述輸入的坐標點在圖幅中的位置，還須對其進行可視化的表現(xiàn)。原理同圖幅顯示，即通過調(diào)用相應方法，獲取輸入的坐標值，向地圖圖層中添加地圖圖釘，并最終顯示在地圖上。

三、圖幅編號的可視化查詢

1.已知坐標查詢圖幅號

選擇比例尺，若輸入經(jīng)緯度坐標(均以度、分、秒的形式表示，以下同)，即可計算出該坐標所在的圖幅號，并可在地圖上顯示該比例尺下圖幅的范圍及輸入點在圖幅中的位置，如圖2所示。

圖2 已知經(jīng)緯度坐標求圖幅號

若輸入高斯平面坐標(1954北京坐標系、1980西安坐標系、城市獨立坐標系均可)，可先進行坐標轉(zhuǎn)換，得到輸入點的經(jīng)緯度坐標(如圖3所示);然后同上，計算圖幅號并顯示。

圖3 坐標轉(zhuǎn)換

2.已知圖幅號查詢坐標

輸入圖幅號，即可計算出圖幅4個圖廓點的坐標，并在地圖上顯示該圖幅(如圖4所示)。其中，4個圖廓點坐標表示形式為經(jīng)度、緯度，中間用逗號隔開。

圖4 已知圖幅號求坐標

3.已知較小比例尺圖幅計算其包含的較大比例尺圖幅號

當輸入點的坐標或圖幅號為較小比例尺，則可計算該點所在圖幅包含的較大比例尺的所有圖幅號。

已知點坐標為(118.20，39.42)，在 1∶50 萬比例尺下圖幅號為J50B001002，則可計算出在該圖幅下所包含的所有1∶25萬的圖幅號，如圖5所示。其中，深色部分為該坐標所在的1∶25萬圖幅，淺色部分為其余3個圖幅。

圖5 不同比例尺地形圖之間圖幅號的轉(zhuǎn)換

4.已知較大比例尺圖幅計算其隸屬于較小比例尺的圖幅號

當輸入點的坐標或圖幅號為較大比例尺，可計算其隸屬于較小比例尺的圖幅號。

四、結(jié)束語

目前，該程序已在中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司得到成功應用。實際應用表明，網(wǎng)絡(luò)程序大大提高了數(shù)據(jù)共享的能力，使得單位內(nèi)部不同工點通過瀏覽器即可直觀、可視地進行地形圖圖編號的計算，方便、高效。此外，還可將網(wǎng)絡(luò)程序與公共數(shù)據(jù)平臺集成，為教學、生產(chǎn)提供一種在線可視化的服務(wù)，具有較強的實用性。

［1］GB/T 13989—2012國家基本比例尺地形圖分幅和編號［S］.北京：中國標準出版社，2012.

［2］于付國.地形圖圖幅編號的自動查詢與檢索［J］.測繪通報，2000(11)：32-33.

［3］田振坤，劉素紅，傅鶯鶯，等.地形圖新舊圖幅編號自動檢索算法及其可視化實現(xiàn)［J］.測繪通報，2005(2)：61-63.

［4］胡華科，鄭春燕.基于Web的地形圖查詢信息系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)［J］.測繪通報，2009(2)：60-62.

［5］袁春霞，李偉，史建堯.地形圖圖幅編號自動檢索系統(tǒng)的實現(xiàn)［J］.地礦測繪，2009，25(1)：15-18.

［6］徐啟超.圖幅號經(jīng)緯度的換算與圖庫查詢［J］.地理空間信息，2005，3(5)：43-44.

［7］郭禮珍.新的國家基本比例尺地形圖分幅和編號的自動實現(xiàn)［J］.地圖，1996(3)：32-34.

［8］王天寶，王爾琪，盧浩，等.基于 Silverlight的 WebGIS客戶端技術(shù)與應用試驗［J］.地球信息科學學報，2010，12(1)：36-70.

［9］郭偉鵬，沈松雨.Silverlight支持下的WebGIS的研究與實現(xiàn)［J］.地理空間信息，2011，9(4)：34-36.

［10］萬曉凌.零基礎(chǔ)學通Silverlight［M］.南京：東南大學出版社，2010.