地理信息圖示表達(dá)機(jī)制研究與實(shí)踐

康志龍

新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪大隊(duì)

地理信息圖示表達(dá)機(jī)制研究與實(shí)踐

康志龍

新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪大隊(duì)

圖示表達(dá)是使用符合國家圖示標(biāo)準(zhǔn)的地圖符號表示地理現(xiàn)象，并形成地圖，達(dá)到有效傳遞地理信息的手段。為了保證空間數(shù)據(jù)集中的地理要素有相同的理解，就需要對要素進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范的描述。實(shí)現(xiàn)圖示表達(dá)的規(guī)范化，所謂規(guī)范化，即對地理要素的描述規(guī)范沒有歧義。

圖示表達(dá)，空間數(shù)據(jù)，可視化，符號化

1 符號庫的創(chuàng)建

目前國內(nèi)外GIS相關(guān)軟件符號設(shè)計(jì)的途徑主要有4種：一是文本編輯器設(shè)計(jì)方法，建立符號的文本描述，其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)速度慢，不能實(shí)時(shí)觀察所涉及的符號；二是采用系統(tǒng)提供的二次開發(fā)語言編程實(shí)現(xiàn)，該方法主要應(yīng)用于特殊符號的繪制；三是利用系統(tǒng)本身的圖形編輯功能將符號當(dāng)做普通的圖形塊設(shè)計(jì)制作，追加符號碼等描述項(xiàng)后存儲到符號庫中；四是提供符號設(shè)計(jì)界面，用戶可將系統(tǒng)本身提供的基本符號與自定義的簡單符號(如點(diǎn)狀符號)進(jìn)行某種組合、位移、放縮后得到制圖輸出所需要的復(fù)雜符號(如復(fù)雜線型和面狀填充符號)，這是目前較為流行的符號設(shè)計(jì)方式。

1.1 點(diǎn)狀符號的制作

ArcMAP下的Style Manager提供了Simple marker symbol、Character marker symbol、Arrow marker symbol和Picture marker symbol四種制作點(diǎn)狀符號的方法。單一、規(guī)則的點(diǎn)狀符號從四種類型中選擇其一即可；對于有些復(fù)雜的點(diǎn)狀符號，需要利用CorelDraw創(chuàng)建，并添加到字體模板中，以備Style Manager 調(diào)用。點(diǎn)狀符號的顏色、大小、旋轉(zhuǎn)角度、偏移量等屬性可以在符號屬性編輯器中編輯。

1.2 線狀符號的制作

創(chuàng)建單一簡化的線狀符號，只需選擇Type下的 Cartographic Line Simbol、Hash Line Symbol 等線型中的任意一種，再通過符號屬性編輯器確定顏色，寬度等基本屬性就可以了；如要創(chuàng)建復(fù)雜的、多元化的符號，則需利用上述單一線狀符號進(jìn)行層疊加，必要時(shí)需要調(diào)用點(diǎn)狀符號來組合才能達(dá)到效果。層疊加時(shí)要考慮疊置順序、在基線上布局的偏移量、符號單元的比例關(guān)系等，一種符號可以通過多種基本符號采用不同組合方式生成，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求簡單。

需要注意的是，當(dāng)在 Template 標(biāo)簽下對線狀符號單元的比例關(guān)系進(jìn)行調(diào)整時(shí)，其中 Interval 的值代表一個小方格的長度，它的單位是point。Interval 的值與方格數(shù)的乘積即為線狀符號每單元實(shí)部或虛部的長度，黑方格代表實(shí)部，白方格代表虛部。地圖符號的單位與point不一致時(shí)要進(jìn)行換算。

1.3 面狀符號的制作

根據(jù)地形圖圖示，地形圖中的面狀符號填充可以大致分為四類：一是在輪廓線范圍內(nèi)僅僅填充不同的顏色(即實(shí)面填充)；二是在輪廓線范圍內(nèi)輪廓線范圍內(nèi)繪制不同傾角、不同間距的實(shí)、虛線(也可以是交叉的)；三是在輪廓線范圍內(nèi)按照一定的規(guī)則配置不同的點(diǎn)狀符號；四是在輪廓線范圍內(nèi)無規(guī)律的配置符號，這類符號往往是比較復(fù)雜的，雖然可以制作出相應(yīng)的點(diǎn)狀符號，但是在配置的時(shí)候傾角、間距、大小等參數(shù)不能很好的控制(如新各種形狀的沙丘地貌填充等)。

與制作線狀符號類似，簡單的面狀符號可以用已經(jīng)制作好的點(diǎn)狀符號或者線狀符號組合配置而成，而復(fù)雜的面狀符號也可以看作是為簡單面狀符號組成。

2 編碼對照表文件的建立

編碼對照表文件是建立空間實(shí)體的用戶標(biāo)識UID(地物編碼)與符號庫中的符號標(biāo)識SID(符號)之間一一對應(yīng)關(guān)系的文件，它是符號化功能模塊用以對空間實(shí)體進(jìn)行符號化的依據(jù)，當(dāng)用戶要改變制圖范圍內(nèi)某種地物的顯示符號時(shí)，只需修改文件中該地物的用戶標(biāo)識與符號標(biāo)識之間的對應(yīng)關(guān)系。建立這種空間實(shí)體與符號之間的聯(lián)系方法可以在需要的情況下隨時(shí)改變地物的顯示符號，而且多種地物可以選擇同一符號輸出，不必重復(fù)設(shè)計(jì)相同的符號。編碼對照表文件中可與符號庫中作為一個文件保存，也可單獨(dú)作為一個文件保存(一般以文本文件(*.txt)的形式存在)，為了便于修改以及符號化功能模塊對文件信息的讀取。

3 符號化的過程

符號化是用地圖語言(地圖符號)去展現(xiàn)數(shù)據(jù)的過程。制圖表達(dá)與一般的普通符號的區(qū)別如下表所示。數(shù)據(jù)符號化是可視化的一個重要方面，利用GIS工具軟件的符號設(shè)計(jì)功能把地理數(shù)據(jù)符號化，并配以相應(yīng)的圖例說明，便可以使地理數(shù)據(jù)達(dá)到可視的效果。(圖1)

圖1 地圖符號化的基本過程

4 應(yīng)用實(shí)例

應(yīng)用ArcGIS軟件，對榆林1：500地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行符號化。(見圖2、圖3)

圖2 符號化前的圖

5 現(xiàn)存的一些主要問題

圖3 符號化后的圖

圖示表達(dá)實(shí)現(xiàn)了基于地圖符號的地理要素的表達(dá)，較圖形表達(dá)進(jìn)了一步，但仍然存在以下不足：(1)缺乏足夠的保證地圖質(zhì)量或自由設(shè)計(jì)地圖產(chǎn)品的工具；(2)不能自動處理符號之間存在的明顯的諸如重疊等問題；(3)對于復(fù)雜的線與面符號，如不規(guī)則斜坡、階梯等GIS難以實(shí)現(xiàn)。

由于GIS數(shù)據(jù)庫側(cè)重于空間統(tǒng)計(jì)分析功能，比例尺的概念已經(jīng)弱化，而當(dāng)前的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)都是按基本比例尺采集并分別建庫的，制圖輸出也側(cè)重于相同比例尺的地圖輸出。如何基于單一比例尺的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動的綜合并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)多尺度表達(dá)，使之適應(yīng)不同比例尺的制圖輸出，仍然是一個難題。

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