大比例尺地形圖數(shù)字化縮編技術(shù)的研究

■姚艷霞

（遼寧省基礎(chǔ)地理信息中心 遼寧沈陽110034）

大比例尺地形圖數(shù)字化縮編技術(shù)的研究

■姚艷霞

（遼寧省基礎(chǔ)地理信息中心 遼寧沈陽110034）

隨著城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，城市規(guī)劃與建設(shè)單位對基礎(chǔ)測繪工作提出了新要求。為了實(shí)現(xiàn)城市建設(shè)和建設(shè)用圖的要求，采編人員通常借助已有的大比例尺數(shù)字地形圖數(shù)據(jù)依據(jù)某種要求實(shí)施縮編工作，進(jìn)而迅速得到需要的產(chǎn)品。編縮數(shù)字地圖可以最大限度的確保數(shù)據(jù)的精度和不相同比例尺之間數(shù)據(jù)的一致性。因?yàn)榈貓D縮編要在滿足數(shù)據(jù)要求、精度等條件下實(shí)現(xiàn)美觀性和實(shí)用性，對地圖縮編進(jìn)行自動(dòng)化處理比較困難。本文就大比例尺地形圖數(shù)字化縮編技術(shù)進(jìn)行分析研究。

大比例尺地形圖地形圖縮編數(shù)字地形圖技術(shù)研究

1　引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城鄉(xiāng)一體化規(guī)模不斷外擴(kuò)，為了全面推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展，為城市擴(kuò)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，運(yùn)用Mapping Star軟件，對使用1:500數(shù)據(jù)縮編到1:2000數(shù)字地形圖的過程中各個(gè)要素縮編的要求與處理方法進(jìn)行簡要敘述，目的是豐富我國數(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。

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(jìn)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(huì)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(yàn)并對地圖要素有理性的認(rèn)知才能編好圖。面對計(jì)算機(jī)智能化編繪，需要制定嚴(yán)密和邏輯推理性的規(guī)則。地形圖自動(dòng)化縮編方法包括程序自動(dòng)批處理、人機(jī)交互處理、人工編輯處理等步驟。

3　地形圖縮編流程

3.1地形圖縮編流程

圖1　縮編流程圖

無論是傳統(tǒng)的手工制圖縮編，還是目前正在研究的各種自動(dòng)綜合方法，實(shí)際上，1∶500縮編為1∶2000數(shù)字地形圖的過程就是圖元的比例擴(kuò)大及綜合的過程，基本的綜合方法為:選取和概括。經(jīng)過圖元參數(shù)編輯過的1∶2000地形圖圖面負(fù)荷很大，為了讓1∶2000地形圖既滿足精度要求，又能清晰易讀，須將原有的1∶500地形圖的圖形元素進(jìn)行綜合。圖元綜合以去粗取精、舍次求本為原則，對圖中地物進(jìn)行刪除、合并、夸大、移位、選取、簡化等操作，使其編輯后的圖形在保證圖面清晰醒目、保持與比例尺相應(yīng)的地圖內(nèi)容的詳細(xì)程度，符合地圖用途。綜合的過程中有很多細(xì)節(jié)沒有硬性的規(guī)范要求，此時(shí)只能憑借作業(yè)經(jīng)驗(yàn)和根據(jù)用圖單位的要求進(jìn)行。具體操作流程如圖1所示。

3.2對數(shù)據(jù)進(jìn)行分層整理

3.2.1數(shù)據(jù)整理

對要縮編的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析原有數(shù)字地形圖采用的軟件、成圖方法、坐標(biāo)系統(tǒng)、圖式版本以及層碼、線型等要素，有代碼的數(shù)據(jù)利用對照表進(jìn)行代碼比對，無代碼的數(shù)據(jù)則直接對照圖式判別要素。

3.2.2控制點(diǎn)的取舍

在1∶2000地形圖中，均不表示三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)。要將三角點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為高程點(diǎn)，然后再將高程點(diǎn)在處理地貌和土質(zhì)層的時(shí)候進(jìn)行抽稀，依照二次開發(fā)技術(shù)執(zhí)行數(shù)據(jù)的批量轉(zhuǎn)換，極大的提升了傳統(tǒng)手動(dòng)操作工作效率。

3.2.3地貌和土質(zhì)

首先要對等高線是否具備正確的高程值進(jìn)行檢查，檢查完畢后將等高線按等高距抽稀，通常情況下1∶2000地形圖的等高距為2m，且只將整數(shù)高程值的等高線保留，如圖2所示。

圖2　等高線縮編

高程點(diǎn)采用的是依照界限控制進(jìn)行的高程點(diǎn)自動(dòng)抽稀方法。按范圍控制進(jìn)行的高程點(diǎn)自動(dòng)抽稀的方法，將圖面劃分為若干個(gè)行列，行列的間距為固定的高程點(diǎn)間距，這樣就會(huì)將圖面劃分為若干個(gè)正方形單元。如果在每個(gè)正方形單元中，有一個(gè)及一個(gè)以上的高程點(diǎn)，則將距離正方形中心最近的高程點(diǎn)保留，刪除其他的高程點(diǎn)。使用依照界限控制進(jìn)行高程點(diǎn)自動(dòng)抽稀的特點(diǎn)是經(jīng)過自動(dòng)抽稀后的地形圖，基本上每一個(gè)正方形單元中都有高程點(diǎn)，如圖3所示。

圖3　高程點(diǎn)縮編

3.2.4水系、植被要素的綜合取舍尺度

這兩類要素主要依據(jù)規(guī)范和設(shè)計(jì)輸?shù)靡?。對于?dú)立分布的水系或者植被，面積和長度不夠表達(dá)尺度的，一般應(yīng)舍去；成片分布的水系和植被，間距較小的可以直接進(jìn)行綜合，間距較大的分別表示。注意的問題是成片分布水系和植被有時(shí)候中間會(huì)有個(gè)別較小的面積不夠表示的情況，此時(shí)，不能簡單地舍去，必須保持區(qū)域水系和植被分布的總體特征，或綜合，或保留。線狀水系如水渠，密度過大，圖面負(fù)載較大時(shí)可作適當(dāng)取舍，舍去部分較小的和斷頭的水渠。

3.2.5注記

注記層的取舍要堅(jiān)持美觀性原則，只留下較大的、比較出名的游樂場、體育場與公園等等，村名里面的輔名通常可以不顯示，要保留大中專學(xué)校、放置的過程中要最大限度的避免同版壓蓋。最后做好出圖檢查與修改工作。檢查要重點(diǎn)放在：各個(gè)地物的綜合是不是很合理，各種關(guān)系是不是正確，各個(gè)級別注記的大小與字體是不是相一致，高程點(diǎn)的個(gè)數(shù)和要求是不是相對應(yīng)，圖面是不是很美觀、清晰等等。

4　數(shù)字化縮編技術(shù)難點(diǎn)分析

1∶2000地形圖縮編時(shí)地圖上的符號會(huì)發(fā)生占位性矛盾，通常采用舍棄、移位和壓蓋的手段來處理，但應(yīng)舍棄誰，誰該移位，往哪移，該移多少，則由具有邏輯理性的定位優(yōu)先級決定。點(diǎn)類符號的定位順序分別是：有坐標(biāo)位置的點(diǎn)；有固定位置的點(diǎn)；只具有相對位置的點(diǎn)；定位于區(qū)域范圍的點(diǎn)；陣列符號。處理點(diǎn)狀符號的關(guān)系時(shí)，基本按上述次序定位，發(fā)生矛盾時(shí)移動(dòng)次級符號，當(dāng)符號重要程度相當(dāng)時(shí)，在各自的范圍類都進(jìn)行移位，當(dāng)有主次之分時(shí)移動(dòng)次要的。線狀符號的定位順序分別是：具有固定位置的線；表達(dá)三維特征的線如等值線；具有相對位置的線；面狀符號的邊界線。處理線狀符號的關(guān)系很復(fù)雜，基本按各線狀符號的相對重要程度進(jìn)行舍棄、移位和壓蓋。

5　結(jié)語

縮編地形圖是一項(xiàng)具有很強(qiáng)規(guī)范性與系統(tǒng)性的工作。目前對地形圖縮編實(shí)施自動(dòng)化技術(shù)處理還無法很好的運(yùn)用。本文以應(yīng)用為目的，運(yùn)用Mapping Star軟件，對使用1:500數(shù)據(jù)縮編到1:2000數(shù)字地形圖的過程中各個(gè)要素縮編的要求與處理方法進(jìn)行簡要敘述。實(shí)踐證明批操作不僅減輕了縮編的工作量，而且加快了地形數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程，縮短了成圖周期。但是由于種種原因，還未能實(shí)現(xiàn)縮編全過程的批操作，希望在今后的工作和學(xué)習(xí)中不斷克服難點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)縮編。

[1]劉劍.對于地形圖縮編的技術(shù)問題研究 [J].科技與企業(yè),2015,13:166.

[2]張治才.大比例尺數(shù)字地形圖縮編方法 [A].太原市中小企業(yè)工程技術(shù)人才發(fā)展促進(jìn)會(huì).工程技術(shù)發(fā)展論文集 [C].太原市中小企業(yè)工程技術(shù)人才發(fā)展促進(jìn)會(huì):,2015:1.

P61[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-118-2