線狀要素編繪和處理軟件對比分析

朱順營++朱平平

摘 要：隨著地圖用戶和計算機地圖制圖技術(shù)用戶由專家向大眾轉(zhuǎn)移，利用矢量繪圖軟件配合專業(yè)地圖制圖軟件制作公開出版地圖開始逐漸為人們所重視。當(dāng)前國內(nèi)用于地圖制作的矢量繪圖軟件主要有CorelDRAW、Freehand、Adobe Illustrator等軟件，該文以CorelDRAW和Adobe Illustrator為研究對象，探討了二者在線狀要素制圖方面的差異，對比了二者在處理線狀符號方面的優(yōu)缺點，相信對于從事地圖制圖的相關(guān)同行能有所裨益。

關(guān)鍵詞：地圖制圖 線狀要素 編輯 矢量線

中圖分類號：P283 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（b）-0011-02

1 地圖符號概述

作為空間信息的載體，地圖是空間信息的圖形化表達(dá)；作為地圖的語言，地圖符號是表達(dá)地圖內(nèi)容的重要手段。地圖符號由大小不一、形狀不同、色彩各異的文字或圖形組成，包含形狀、色彩、尺寸、文字、定位點等要素，具有形象生動、明確直觀的特點，能夠形象的傳達(dá)地理事物的空間位置、形狀、數(shù)量、質(zhì)量、各事物間的相互聯(lián)系以及區(qū)域總體特征等信息。地圖符號表示方法的選擇、設(shè)計和制作是地圖制作的重要部分，直接影響地圖質(zhì)量、讀圖效果。地圖符號的內(nèi)容千變?nèi)f化，表示方法千差萬別，圖形結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，根據(jù)地圖符號幾何特征和分布特征可以將其劃分為三類：點狀符號、線狀符號和面狀符號。相關(guān)研究人員以上海市交通圖作為試驗，經(jīng)過仔細(xì)分類，將交通圖地圖要素按照點、線、面的方式進(jìn)行分類，分類結(jié)果如表1所示。

線狀要素是形成地圖圖面的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)骨架，通常情況下，在地圖各類要素中占有相當(dāng)大的比例。線狀符號除了表示道路、河流等線狀地理要素外，也常用來表示行政邊界、湖泊水岸等面狀要素的輪廓線，還可用于表示流線、鋒面等專題對象。地圖編繪中線狀符號設(shè)計主要包括源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、繪制、編輯、樣式整飾等方面，既存在較嚴(yán)格的俗成規(guī)范，也有隨技術(shù)支持的發(fā)展而出現(xiàn)的創(chuàng)新表達(dá)，不同軟件環(huán)境下的實現(xiàn)路徑和方法也不斷完善。對于CorelDRAW（以下簡稱CD）和Adobe IllustratorCD（以下簡稱AI），由于自身架構(gòu)體系的不同，即使面對相同的線型效果，具體的操作過程和技巧也存在差異；同時，各自特有的功能又可實現(xiàn)另一款軟件難以達(dá)成的效果；加之制圖部門的習(xí)慣傾向、設(shè)計人員的個體偏好和熟悉程度，都可能造成軟件的選擇并非最佳方案，制圖效率受到影響。

地圖編制的很多原始資料只能通過掃描成柵格圖像進(jìn)入計算機，這些資料不可以直接用于地圖的制作，需要進(jìn)行矢量化處理，即地圖數(shù)字化。諸如道路、河流、境界線之類的線狀符號是地圖的骨架，在地圖內(nèi)容中往往占據(jù)了相當(dāng)大的比例，因此線狀要素的繪制是數(shù)字化的主要任務(wù)之一。地圖線狀要素本質(zhì)上主要體現(xiàn)為封閉或不封閉的折線段、平滑曲線或其組合線條等類型，CD和AI中分別使用“貝塞爾曲線”和“鋼筆”工具，基本可滿足線狀要素的編繪需求。其中，線條節(jié)點的接續(xù)、增刪、屬性變更、拆分和結(jié)合等是關(guān)鍵。

2 線狀要素繪制

2.1 結(jié)束當(dāng)前線條繪制

貝塞爾工具和鋼筆工具都是連續(xù)單擊左鍵繪制線條的工具，繪制過程中，無法通過雙擊或單擊右鍵結(jié)束當(dāng)前線條的繪制，然而地圖數(shù)字化過程中，通常要連續(xù)繪制多條線條，此時結(jié)束當(dāng)前線條繪制開始新線條的繪制是一項極其頻繁的操作。針對此情況，CD和AI都可以通過切換工具來實現(xiàn)，即繪制完一條曲線時，選擇其它任一種工具，然后重新選擇貝塞爾工具/鋼筆工具開始另一線條的繪制，此方法操作簡單，但數(shù)字化線條很多的情況下，來回切換工具極其浪費時間，對此，兩平面軟件各有其解決之道。CD中，繪制完線條最后一個節(jié)點，按回車鍵可結(jié)束該線條的繪制，接下來可直接開始繪制另一線條；而在AI中，在按住Ctrl鍵的前提下可直接開始另一線條的繪制。

2.2 分次繪制同一線條

地圖顯示要素比較多時，往往不能一次數(shù)字化完畢，需要分次作業(yè)完成；有時甚至單一的線條也需分次繪制；此外，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的更新等原因，也可能導(dǎo)致對某些線狀要素進(jìn)一步的補充，如延長、曲線閉合等。針對分次繪制同一線條的情況，在CD中，用“選擇工具”選中相應(yīng)的線條，然后切換至貝塞爾曲線等工具才能從該線條的某一端點開始進(jìn)行進(jìn)一步的繪制，處理線條比較多的時候，此方法需要在貝塞爾曲線工具和選擇工具間來回切換，耗費時間；而在AI中，則相對簡單，在選中鋼筆工具的條件下，當(dāng)鋼筆符號“筆尖”移至待處理線條的某一個端點時，鋼筆工具符號右下角的形狀由“X”變?yōu)椤埃堋?，點擊該端點即可開始該線條的進(jìn)一步繪制。雖然AI中鋼筆工具對于非閉合線條的端點具有無差別自動感應(yīng)功能，但是若兩個端點距離非常近甚至完全重合時，則難將其區(qū)分開，此時可雙擊待處理線條將其隔離編輯，也可以采用其他方式來選擇目標(biāo)端點。

2.3 節(jié)點撤銷操作

線條點繪不能保證每一節(jié)點都符合要求，常需對之前的操作進(jìn)行撤銷。定義線條節(jié)點順序為起點P0至終點Pi（i=0，l，2，...，n），CD和AI的撤銷機制（快捷鍵Ctrl+Z）均從Pn開始，逐次直至整條線條被撤銷。AI中，此規(guī)則適用于所有節(jié)點。CD中，此規(guī)則僅適用于節(jié)點Pn？P2，若撤銷P1，P0連同被撤銷；如果線條只繪制了 P0，則通過按回車鍵或選擇其他工具來撤銷該節(jié)點。

3 線狀要素編輯

矢量繪圖軟件中完成的數(shù)字化草圖需要做進(jìn)一步的調(diào)整以提高準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)質(zhì)量；后期根據(jù)專題圖的編制需要，也往往需要作進(jìn)一步處理以達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。地圖編制中，線狀要素的編輯主要包括節(jié)點增減、線條連接中斷、曲線弧度調(diào)整等操作，整體來說，在CD和AI中都可通過單獨運用某種工具或工具與相關(guān)命令相結(jié)合的方式來完成，但是在具體實現(xiàn)方法上，兩者存在較大的差異（詳見表2）。

4 外源矢量線要素數(shù)據(jù)的處理

在矢量繪圖軟件中，基礎(chǔ)地理要素對象既可由該軟件繪制而得，也可以導(dǎo)入外源專業(yè)地圖制圖軟件生產(chǎn)的地理數(shù)據(jù)。軟件格式的兼容性差異導(dǎo)致外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入到矢量繪圖軟件后，可能存在線條打斷、曲線不平滑等現(xiàn)象，難以直接使用，而應(yīng)作進(jìn)一步處理。針對從ArcGIS導(dǎo)出的矢量線要素數(shù)據(jù)中存在的兩個主要問題，分析討論CD和AI的處理方式。

4.1 中斷線條的拼接

將ArcGIS矢量數(shù)據(jù)導(dǎo)入到矢量繪圖軟件中存在的一大問題為完整線條自動斷開呈多段，當(dāng)中斷線條符號樣式為平頭、寬度較大的時候，斷裂處會比較突出，從而導(dǎo)致完整道路出現(xiàn)破碎感，為此，需要將同一道路的各段拼合成一條完整的線條。

在CD中，可以綜合利用“選擇工具”和Shift鍵依次選中各段，點擊“合并”圖標(biāo)將各段合并成一條線，但此時的線條只完成數(shù)量上的邏輯整合，并未實現(xiàn)各中斷處相鄰節(jié)點的接合，沒有成為嚴(yán)格意義上的一個對象。如果合并的為湖泊之類面狀要素的邊界，此時不可以填充顏色，需要使用“形狀工具”依次將各斷點處端點移動融合成一個節(jié)點，數(shù)據(jù)量比較大的情況下效率較低。相比之下，AI對中斷線條的拼接只需要針對選定的分段線條，執(zhí)行“對象>路徑>連接”（Ctrl+J）命令，即可比較便捷的將各段線條合并成完整的一條，且中斷處兩端點自動融合。

4.2 曲線平滑化

ArcGIS中的線狀要素通常由“折線工具”或“多邊形工具繪制”而成，線條節(jié)點為尖突的不可導(dǎo)性質(zhì)，而所謂曲線路徑只是通過使節(jié)點的數(shù)目足夠多來增強視覺上的平滑感。此方法繪制的線狀要素盡管仍能反映空間對象關(guān)系、滿足數(shù)據(jù)查詢、分析等GIS操作，但只是連續(xù)曲線離散化的解決方式，不能真實反映某些自然曲線要素（如河流），且輸出后的視覺效果還需改善。在CD和AI中均可在保持線條整體形狀和幾何特征不變的情況下對其進(jìn)行適當(dāng)平滑。

途徑一：減少節(jié)點。CD和AI都具有此功能。在CD中，用“形狀工具”選中一條線條中需要平滑的節(jié)點（節(jié)點尖突程度應(yīng)滿足一定閾值），通過調(diào)整屬性欄“減少節(jié)點”滑塊的數(shù)值（0～100），即可對選定部分的曲線進(jìn)行一定平滑處理。

在AI中，一方面，平滑處理對象可以是一條或多條線條中的部分或全部；另一方面，“簡化”對話框中，在基本的“簡化路徑”選項之上，增加了“角度閾值”（0°～180°）的控制項，制圖者可利用此選項控制最小平滑角度，綜合利用上述兩控制項，可以靈活得到不同層次的平滑效果。

途徑二：折角圓角化，即將折角轉(zhuǎn)換為圓角，從而使曲折的線條變?yōu)槠交那€。CD中在“形狀工具”節(jié)點編輯狀態(tài)下，選擇尖突屬性的節(jié)點進(jìn)行“平滑節(jié)點”操作，并通過貝塞爾曲線控制柄來調(diào)整曲率。在AI中則通過執(zhí)行“效果>風(fēng)格化>圓角”命令，在“圓角”對話框中調(diào)整半徑值達(dá)到最佳效果點擊“確定”即可，未將線條的圓角效果擴展的情況下，可以在“外觀面板”中反復(fù)調(diào)整半徑值以達(dá)到最佳效果。

5 結(jié)語

CD和AI都能很好的配合制圖人員制作視覺良好的地圖。運用CD所能完成的地圖效果，在AI中往往也能實現(xiàn)，且大多數(shù)情況下實現(xiàn)的途徑更多、操作更簡單，反之則不然。雖然能實現(xiàn)相近的效果，但兩軟件仍舊存在一定的差異，具有各自特定的優(yōu)勢（如圖1所示）。CD相對于AI所具有的地圖制圖相關(guān)突出優(yōu)勢主要包括文字打散、最近使用字體選擇、面狀符號圖案填充方法等方面，而AI相對于CD的突出優(yōu)勢則更多，主要包括：①便捷的線條拼接功能；②更為精確、完善的線條平滑方式；③支持對象多層描邊；④可建立線狀符號樣式庫等方面。對比可知，AI所具有的突出優(yōu)勢與地圖編制的關(guān)聯(lián)性更密切，更有利于地圖的線狀要素制圖。

參考文獻(xiàn)

[1] 程一曼.MapGIS與一些常用軟件的相互調(diào)用方法[J].印刷工業(yè)，2009（8）：67-69.

[2] 于立全，金成范.用Illustrator制作專題地圖統(tǒng)計圖表的方法[J].測繪與空間地理信息，2010，33（6）：221-223.

[3] 姚興海，馬秋云.基于CorelDRAW的地圖符號庫建庫[J].測繪通報，2003（2）：36-38.