數(shù)字地形圖自動化縮編技術(shù)的探討*——以南海區(qū)1∶500到1∶2 000、1∶5 000地形圖的縮編為例

楊映新(廣東省地質(zhì)測繪院，廣東廣州　510800)

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數(shù)字地形圖自動化縮編技術(shù)的探討*
——以南海區(qū)1∶500到1∶2 000、1∶5 000地形圖的縮編為例

楊映新
(廣東省地質(zhì)測繪院，廣東廣州510800)

摘要:文章結(jié)合南海區(qū)數(shù)字地理空間框架的建設(shè)方案，探討利用現(xiàn)有1∶500數(shù)字化地形圖，采用自動綜合與縮編技術(shù)編繪1∶2 000、1∶5 000地形圖的方法，目的是建立一套符合《佛山市國土資源地理數(shù)據(jù)規(guī)范》要求的多尺度地形圖數(shù)據(jù)庫，以滿足國土資源管理和城市規(guī)劃建設(shè)的需要。

關(guān)鍵詞:數(shù)字地形圖;自動化縮編;數(shù)據(jù)入庫

0　引言

隨著南海區(qū)經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，城鄉(xiāng)一體化規(guī)模不斷外擴，為了全面推進新型城鎮(zhèn)化發(fā)展，為城市擴容提質(zhì)提供準(zhǔn)確的地理信息和空間分析資料，，需要建立一套符合《佛山市國土資源地理數(shù)據(jù)規(guī)范》要求的多尺度地形圖數(shù)據(jù)庫，滿足國土管理和規(guī)劃建設(shè)的需要。為此，結(jié)合南海區(qū)每年更新的1∶500地形圖數(shù)據(jù)，利用EPSG自動綜合與縮編軟件，通過批處理程序，采用人機交互式等方法實現(xiàn)1∶500到1∶2 000、1∶5 000地形圖的自動化編繪，目的是豐富南海數(shù)字地理空間框架建設(shè)的內(nèi)容，為政府管理提供統(tǒng)一權(quán)威的地理要素。

1　技術(shù)路線

1.1作業(yè)依據(jù)

執(zhí)行《國家基本比例尺1∶500，1∶1 000，1∶2 000地形圖圖式》、《國家基本比例尺1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形圖編繪規(guī)范》、《地理空間數(shù)據(jù)交換格式》、《城市地理空間框架數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》、《佛山市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫規(guī)范》、《佛山市1∶500－ 2 000地形圖數(shù)據(jù)分類與代碼》、《佛山市1∶500－2 000地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量控制規(guī)范》等作業(yè)依據(jù)[1－3]。

1.2作業(yè)流程

根據(jù)作業(yè)要求和已有數(shù)據(jù)分析，確定地形圖自動化縮編工作方案，同時配置縮編和檢查工具運行參數(shù)，對南海全區(qū)1∶500地形圖數(shù)據(jù)進行自動化縮編、數(shù)據(jù)檢查入庫，最終保存到ArcgisGeoDataBase數(shù)據(jù)庫中?？s編工作流程，如圖1所示。

2　縮編方法

地圖制圖編繪有3種方法。一是選取方法，選擇有用的地圖信息，并保留地形要素，舍掉不需要的地圖要素，選取分為類別選取和級別選取。二是化簡方法，對制圖要素的形狀、數(shù)量和質(zhì)量特征進行概括和化簡。三是定位優(yōu)先級方法，隨著底圖比例尺的縮小，地圖上的符號會發(fā)生占位矛盾，編繪地形圖通常采用刪除、移位、綜合等技術(shù)方法處理。在執(zhí)行常規(guī)編圖的規(guī)則方面，還需要編圖者積累豐富的經(jīng)驗并對地圖要素有理性的認知才能編好圖。面對計算機智能化編繪，需要制定嚴(yán)密和邏輯推理性的規(guī)則[3]。地形圖自動化縮編方法包括程序自動批處理、人機交互處理、人工編輯處理等步驟。

圖1　地形圖縮編工作流程Fig.1 Working flow of compilation for topographical map

2.1程序自動批處理

2.1.1符號自動轉(zhuǎn)換

自動轉(zhuǎn)換符號確保空間要素及空間屬性信息完整。1∶2 000的圖面效果與《1∶500 1∶1 000 1∶2 000地形圖圖式》保持一致。1∶5 000的圖面效果與《1∶5 000 1∶10 000地形圖圖式》保持一致。

2.1.2刪除次要地物

根據(jù)選取指標(biāo)，刪除1∶2 000地形圖上的次要地物，如電話亭、牌坊、宣傳櫥窗、門頂、門墩、檢修井、低壓電桿、單柱廣告牌等符號。刪除1∶5 000如田埂、陽臺、鄉(xiāng)村小路、路燈等符號。

2.1.3房屋邊線化簡綜合

在1∶2 000地形圖上房屋、建筑物輪廓凹凸小于0.5 mm，簡單房屋小于0.6 mm可綜合成直線。1∶5 000地形圖上凹凸小于1 mm的房屋邊線應(yīng)綜合成直線。

2.1.4高程點與等高線抽稀

對高程注記點進行批量篩選抽稀，優(yōu)先保留道路交叉點、山頂點、谷底點等特征點。隨比例尺的改變，等高距作相應(yīng)的改變，等高線按指標(biāo)要求統(tǒng)一抽稀。

2.1.5植被點抽稀

天很快亮起來。修車鋪始終沒有開門，街上人群開始密集，人們一副精神模樣，左小龍疲憊不堪，眼看懷里的泥巴還長睡不醒，只得再等。新到來的一天是一個陰天，因為陽光絲毫沒有要灑下的摸樣，風(fēng)把春天吹得像秋天一樣，連嫩綠的葉子都落下幾片，老天就像打了很厚的粉底。左小龍本來很想噓噓，泥巴的腦袋又壓在他的膀胱位置，讓他更加難受，但他見泥巴睡的投入，實在不忍心叫醒，而且覺得把泥巴叫醒后第一句話就是“我要噓噓”顯得自己毫無英雄氣概，思前想后，一籌莫展。

按圖式格網(wǎng)規(guī)定，要求植被符號的間距按品字形行進行排列配置。

2.1.6要素類型的變換

由依比例要素變換為半依比例;面狀要素變換為點狀要素;雙線地物化簡為單線地物等類型要素進行變換。

2.1.7圖層轉(zhuǎn)換

調(diào)整比例尺變換后地物存儲的圖層，自動進行圖層轉(zhuǎn)換，并改變擴展屬性。變化圖層分為:一個圖層分為多個圖層和多個圖層合為一個圖層。

2.1.8地物屬性的移位

2.2人機交互處理

對于地物形狀不規(guī)則、主次類別不確定或程序難以批量處理的情況，采用人機交互處理，根據(jù)系統(tǒng)提示選擇批量或逐個處理，保證地物綜合的準(zhǔn)確性和完整性。

2.3人工編輯處理

在完成程序自動批處理和人機交互式處理工作后，圖面負載已接近1∶2 000或1∶5 000的成圖要求，根據(jù)實際情況還需要對地物進行化簡、移位、取舍等人工編輯，確保圖面美觀，要素表示準(zhǔn)確。

3　縮編軟件

本文采用EPSG軟件作為縮編軟件。EPSG提供腳本二次開發(fā)功能，采用VB Script進行腳本編寫，可定制符合項目自動化縮編流程及實現(xiàn)規(guī)律性的自動化綜合[2]。軟件具有合并、化簡、變換、抽稀、篩選、刪除等多種縮編模型，可實現(xiàn)對各要素自動化的縮編處理，具有相同屬性的面要素自動合并;實現(xiàn)要素密集點的抽稀化簡、區(qū)分篩選、自動取舍。采用模板定制方法，將縮編技術(shù)方案及標(biāo)準(zhǔn)固化封裝到模板中，利用模板控制技術(shù)，強制按縮編方案實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化信息化的縮編[4]?？s編模板，如圖2所示。

圖2　縮編模板Fig.2 Template of compilation

4　數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

為保證產(chǎn)品質(zhì)量，制定數(shù)據(jù)檢查方案，采用專門的檢查軟件，對縮編數(shù)據(jù)進行100%質(zhì)量檢查，并修復(fù)錯誤數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)檢查主要包括:數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、空間關(guān)系、屬性數(shù)據(jù)、邏輯一致性、文件形式、接邊狀況、自定義等方面。基于EPSG平臺定制質(zhì)量監(jiān)理方案，在作業(yè)不同階段根據(jù)質(zhì)量要求分為常規(guī)檢查、定制檢查并提供相應(yīng)的修復(fù)功能。數(shù)據(jù)檢查項，見圖3。

圖3　數(shù)據(jù)檢查Fig.3 Data check

5　數(shù)據(jù)入庫

EPSG全面定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、地物編碼、屬性等數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，在數(shù)據(jù)入庫時方便快捷。經(jīng)過縮編整理的數(shù)據(jù)放入臨時層，通過檢查后的數(shù)據(jù)進入正式庫，實時對數(shù)據(jù)庫進行讀寫。根據(jù)要素不同，提供不同的更新方式，以及更新后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)入庫和更新等。

6　應(yīng)用效果

將1∶500數(shù)字化地形圖自動縮編成1∶2 000、1∶5 000數(shù)字化地形圖，得到的地形圖如圖4(a)、(b)、(c)所示。

圖4　1∶500、1∶2 000、1∶5 000地形圖Fig.4 1∶500，1∶2 000 and 1∶5 000 topographic maps

7　結(jié)束語

本文介紹了利用EPSG軟件將1∶500數(shù)字化地形圖縮編成1∶2 000、1∶5 000地形圖的作業(yè)流程，并對數(shù)字化地形圖縮編的關(guān)鍵技術(shù)進行了探討。結(jié)果表明:利用現(xiàn)有數(shù)字化地形圖自動縮編多種比例尺地形圖，既能保證地形圖的數(shù)學(xué)精度，又能避免日后更新重復(fù)采集外業(yè)數(shù)據(jù)，同時，還能加快不同比例尺地形圖的轉(zhuǎn)換，提高數(shù)據(jù)再利用價值，促進地理信息資源的整合和共享，為政府、社會公眾平臺提供空間應(yīng)用服務(wù)。

[參考文獻]

[1]GB/T 20257.1—2007國家基本比例尺地圖圖式第1部分:1∶500 1∶1 000 1∶2 000地形圖圖式[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[2]張宏偉.1∶2 000基礎(chǔ)地形圖生產(chǎn)技術(shù)改革——地圖縮編技術(shù)的應(yīng)用[J].城市勘測，2012(6):21－23.

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[4]北京清華山維新技術(shù)開發(fā)有限公司.EPS地理信息工作站說明手冊[R].北京:北京清華山維新技術(shù)開發(fā)有限公司，2008.

Discussion on Automatic Compilation Technology of Digital Topographic Map:
Taking Compilation from Scale of 1∶500 to 1∶2 000 and 1∶5 000 in Nanhai District for an Example

YANG Ying-xin
(Guangdong Institute of Surveying and Mapping of Geology，Guangzhou Guangdong 510800，China)

Abstract:By taking the construction of digital geo-spatial framework in Nanhai District as an example，this thesis discusses how to use the automatic synthesis and compilation technology to compile 1∶2 000 and 1∶5 000 topographic map based on 1∶500 digital topographic map.Its aim is to establish a multi-scale topographic map database which can meet the needs for Geographic Data Specification of Land and Resources in Foshan City，so as to meet the requirements of land and resources management and urban planning.

Key words:digital topographic map; automatic compilation; data loading

作者簡介:楊映新(1968～)，男，廣東揭陽人，工程師，現(xiàn)主要從事測繪生產(chǎn)和管理方面的工作。

*收稿日期:2015－04－09

文章編號:1007－9394(2015)02－0043－03

文獻標(biāo)識碼:B

中圖分類號:P 283