城市水系專題圖的編制研究

林 愿

（天地圖（福建）信息科技有限公司 福建福州 350100）

城市水系專題圖的編制研究

林 愿

（天地圖（福建）信息科技有限公司 福建福州 350100）

以上海市城市水系專題圖設計為例，闡述水系圖制作的總體設計、生產(chǎn)流程、質量控制、數(shù)據(jù)更新、符號化配置等方面的特點與設計方法。水系圖作為專題圖層，能夠為后續(xù)的系統(tǒng)疊加應用提供基礎數(shù)據(jù)支持，很有實用價值。

水系圖；坐標轉換；屬性檢查；符號化

1 引言

近年來，水系圖已廣泛應用在水文水務、水利防汛、河道管理、城市管網(wǎng)等領域，大大提升了城市水務管理水平，水系圖作為電子地圖的一種，在各行業(yè)的業(yè)務應用領域有著較為廣泛的用途與前景。

結合基礎地理信息為底圖基礎，以上海市市管河流、區(qū)管河流、湖泊、水利片（上海這邊特有的調度控制能力的水利工程要素）等要素為重點信息的河流水系專題圖，可以生動的展示當?shù)睾恿骰A信息的整體情況，這對于城市水務管理部門還說具有重要的參考意義。

2 精度要求

根據(jù)上海市中心區(qū)及市域范圍情況，上海市水系圖的編制確定采用1:500、1:2000兩種不同比例尺的數(shù)字線劃圖作為基礎資料，結合遙感影像數(shù)據(jù)，對河流信息內容進行分層、簡要、概略展示和處理。

3 總體設計方案

地圖總體設計方案是地圖編制設計的核心，具有非常重要的靈魂指導作用，技術方案是否考慮縝密，直接影響城市水系專題圖編制［2］的效果。因此，需要綜合考慮精度、比例尺、要素的位置分布等信息，進行反復的整改與校核，最終形成較為滿意的地圖設計效果［3］。

地圖設計流程圖（圖1）：

具體步驟如下：

3.1 按照上海市市管河流、區(qū)管河流劃分情況，對現(xiàn)有地形圖數(shù)據(jù)重新分層，提取制作上海市水系圖所需的要素，并按照國家標準規(guī)范，重新編碼，補錄相關河流屬性信息，得到shp格式的初始地形數(shù)據(jù)庫。

圖1 地圖設計流程圖

3.2 對于與現(xiàn)狀差別較大，如河流走向，沿岸是否有填海的重要河流（如蘇州河、黃浦江）數(shù)據(jù)要更新其河流拐點走向坐標數(shù)據(jù)內容，更新的方式采用與最新的谷歌遙感圖影像數(shù)據(jù)進行對比，提取相關信息更新河流數(shù)據(jù)。

3.3 將更新后的河流數(shù)據(jù)轉換為ArcGIS格式，存入數(shù)據(jù)庫中，并疊加水利片成果數(shù)據(jù)，形成符合業(yè)務需求的水系電子地圖。

4 水系專題圖制作

利用已有的各類數(shù)據(jù)源，根據(jù)上述設計方案，制作上海市水系圖數(shù)據(jù)。

4.1 數(shù)據(jù)源分析

基礎地形圖：2010年上海市1:500、1:2000兩種比例尺基礎地形圖，數(shù)據(jù)格式為ArcGIS的shp格式。

遙感影像圖：2010年上海全市0.2米分辨率彩色遙感圖。

上海市市管河流、區(qū)管河流、湖泊、水利片基本情況數(shù)據(jù)。

通過對原始數(shù)據(jù)信息的比對，了解目前基礎數(shù)據(jù)狀況。數(shù)據(jù)信息內容多、范圍比較廣，出現(xiàn)屬性信息不符合國標規(guī)范、現(xiàn)勢性較差、完整性欠缺的不足之處，如果利用這批數(shù)據(jù)來制作最新的滿足應用要求的上海市水系圖，則需要對部分現(xiàn)勢性較差的數(shù)據(jù)進行更新，同時需要對原來的數(shù)據(jù)按照國標規(guī)范對河流圖層進行規(guī)范化處理，根據(jù)最新的河流名稱和位置進行補充、修改、賦予屬性［4］，并分層導出。

4.2 數(shù)據(jù)整理

要將地形圖整理為符合業(yè)務需求的數(shù)據(jù)，需進行以下操作，如圖2所示：

圖2 地形圖整理過程圖

具體內容包括：

首先需要對資料進行收集和系統(tǒng)的分析，然后對Shp格式數(shù)據(jù)進行坐標轉換和投影變換，再對數(shù)據(jù)進行重新分層和提取，對提取后的地圖數(shù)據(jù)進行編輯、構面、合并，拓撲檢查、套合、接邊［2］；另外，需要對數(shù)據(jù)進行屬性檢查，屬性數(shù)據(jù)按照國家標準進行相應的賦值與規(guī)范化，并對數(shù)據(jù)進行檢查和比對。通過圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的關聯(lián)，得出完整的GIS數(shù)據(jù)，通過一定條件的質量檢查（互檢、自檢、抽檢），進行符號化配置。

4.3 數(shù)據(jù)檢查

為了確保處理水系圖信息的正確性，必須進行質量檢查。信息檢查是通過觀察、計算、研究等對信息入庫過程中各環(huán)節(jié)進行勘誤與質控，對已有空間基礎信息內容整編以及數(shù)據(jù)加工進行質量控制，包括拓撲查錯、地理要素抽檢、屬性信息查錯等內容。

4.4 數(shù)據(jù)更新

對于不符合實際現(xiàn)狀的河流進行位置及屬性的更新與調整，包括屬性補錄、屬性修改、河流位置添加、河流位置修改等。

4.5 質量控制

為了保證提交成果的準確性，需要對空間數(shù)據(jù)的質量進行控制。

質量評價模型的確立應認真重視這些因素后確立其重點元素。按照信息質量評價方法的不同，空間信息質量評價可分為直接質量評價和間接質量評價。

直接質量評價是對地理信息數(shù)據(jù)按照整體檢查和局部抽樣檢查的方法進行質量控制；間接質量評價是通過對原始數(shù)據(jù)、加工方式、成果集成等間接信息的質控方法進行數(shù)據(jù)集質量評價。

原始數(shù)據(jù)是直接由測繪部門按照技術說明書的具體要求進行加工而生成的，并以數(shù)據(jù)的形式提供。目前主要是針對入庫的原始數(shù)據(jù)按照空間數(shù)據(jù)的質量評價和質量度量模型，進行數(shù)據(jù)入庫時的數(shù)據(jù)質量再檢查，其內容主要包括：

（1）入庫數(shù)據(jù)文件是否完備；

（2）空間數(shù)據(jù)的地理參考系統(tǒng)是否正確；（3）數(shù)據(jù)格式是否正確；

（4）空間位置的幾何精度；

（5）空間地理特征的完整性；

（6）空間特征表達的完整性；

（7）類型一致性檢查；

（8）拓撲一致性檢查；

（9）數(shù)據(jù)接邊檢查。

對圖形數(shù)據(jù)進行檢查的方法有：

（1）將數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，對照原圖篩選信息的不足，如幾何地理信息要素的缺失等；

（2）主要是應用建庫軟件本身的功能，檢查地理信息的相似性，檢查數(shù)據(jù)的邏輯符合性和完整性，同時將發(fā)現(xiàn)的錯誤顯示或打印出來；

（3）利用信息加工成果文件，處理局部信息或整體信息的完整性，與原始數(shù)據(jù)進行比對。

以上方法，相互疊加應用，可以對地理信息要素進行完整的、細致的質量控制。

表格信息的質控主要包括內容和編碼的準確度、表格信息的完整性、地理信息相互之間的關聯(lián)準確性等。質控時可以通過分級別分類型對區(qū)域的完整性檢查，以確保線形信息的連貫性和統(tǒng)一性。

地理信息要素正確性的校核，主要包括：面狀要素完整情況、空間匹配完整情況、幾何要素的準確度等。質控面狀要素完整程度、線形地物的連貫程度、同一類型地物在不同底圖的區(qū)分信息能否對應，是保證地理信息之間關聯(lián)準確的關鍵。

3.6 效果配置

通過質控、修改且滿足要求的信息可以導入到成果庫中，數(shù)據(jù)格式為ArcGIS的GeoDataBase格式。既可以將已整理好的水系圖數(shù)據(jù)按照國家標準進行屬性規(guī)范和地圖樣式符號化配置［5］，成果形成mxd的ArcGIS工作空間圖層，具體成果包括，水系分布圖（矢量）:市管河流、區(qū)管河流、湖泊、水利片；以及對應屬性表。用戶可以對數(shù)據(jù)進行分析和利用，輔助解決水系規(guī)劃中的相關難點和熱點問題。效果樣圖如下（圖1）。

圖1 上海水系圖效果配置樣圖

5 結束語

河流信息是城市基礎信息的主要要素，與人民的日常生產(chǎn)和生活緊密聯(lián)系，作為人們生活中不可缺少的基本地物信息。做好城市水系專題圖，不僅有利于城市管理者決策應用，還可以為中小流域區(qū)域地理研究提供重要的數(shù)據(jù)支持和技術保障。

圖1通過數(shù)據(jù)源分析、檢查、整理、配置、質控等工作流程步驟進行集成實現(xiàn)。圖面直觀、全面、清晰的反映上海市水系的分布情況和要素特征，加上當?shù)靥赜械乃畔?，更加豐富且具有層次感。有了這樣的地圖成果，還制作成相關的專題地圖，如：防洪形勢圖、水利工程圖、水土保持圖等。此外，可將直觀的水系分布現(xiàn)狀圖制作成幻燈片演示，為政府決策人員提供參考依據(jù)。

［1］廖克.現(xiàn)代地圖學［M］.北京:科學出版社，2003

［2］黃仁濤等.專題地圖編制［M］.武漢:武漢大學出版社，2003

［3］李璇瓊，何政偉，白昀.專題地圖概述與設計實現(xiàn)［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37(9)

［4］周秀華.ArcGIS軟件在地圖制圖中的應用［A］；江蘇省測繪學會2011年學術年會論文集［C］；2011

［5］麥照秋，韓雪華.GIS數(shù)據(jù)用于CorelDRAW地圖制圖方法的研究［J］.測繪通報，2008(2):62-64