地理信息生成與地圖制圖一體化研究

郭邦梅

摘要：針對(duì)地理信息系統(tǒng)與地圖制圖不同的應(yīng)用需求，最早的做法是建立兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫為各自所用。但在后來的實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，這樣的做法有很大問題，一方面，它造成了大量信息數(shù)據(jù)的冗余，另一方面也給數(shù)據(jù)信息的維護(hù)和更新造成不便。地理信息系統(tǒng)與地圖制圖應(yīng)用需求的不統(tǒng)一需要采用必要的技術(shù)使二者能夠協(xié)調(diào)的共存于同一系統(tǒng)。本文首先介紹傳統(tǒng)地圖的制作過程，以MAPGIS制圖軟件為例，詳細(xì)闡述了地理信息系統(tǒng)在地圖管理中的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；地圖制圖；結(jié)合

一、地理信息系統(tǒng)簡析

地理信息系統(tǒng)（GIS）主要來源于地圖制圖，通過對(duì)信息的采集、儲(chǔ)存，然后進(jìn)行檢索和操作，就會(huì)輸出各種地理信息，涉及很多學(xué)科和專業(yè)。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)與地圖制圖得到廣泛的應(yīng)用，比如在城市規(guī)劃與管理、土地管理和開發(fā)、水利水電建設(shè)、交通部門以及測(cè)繪等方面，起到越來越重要的作用。其中地理信息系統(tǒng)和地圖是非常重要的信息載體，具有很好的儲(chǔ)存、分析以及現(xiàn)實(shí)功能，地圖是地理信息系統(tǒng)最重要的數(shù)據(jù)源和輸出形式以及數(shù)據(jù)庫的核心。但是地圖比較注重對(duì)數(shù)據(jù)的分析和現(xiàn)實(shí)，而地理信息系統(tǒng)更加側(cè)重于地理的分析和應(yīng)用。

就目前而言，地理信息系統(tǒng)主要包括以下幾種觀點(diǎn)：在地理信息系統(tǒng)中，把每一個(gè)數(shù)據(jù)集看成地圖集或者圖層或者專題或者覆蓋，然后利用地理信息系統(tǒng)的功能對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)集進(jìn)行運(yùn)算和操作，從而可以制作出新地圖。而在傳統(tǒng)的地理制圖過程中，技術(shù)人員根據(jù)數(shù)學(xué)法則，有效利用地圖語言，對(duì)地理要素和人文要素通過地圖投影，按照一定比例尺將具體內(nèi)容反映在平面上，利用地圖綜合對(duì)圖形要素進(jìn)行篩選、簡化處理，有效地顯示重要地理空間分布、組合以及數(shù)量等特點(diǎn)，還能動(dòng)態(tài)的反映基本發(fā)展變化。在實(shí)際制圖中，通常采用實(shí)測(cè)地圖和根據(jù)已有資料進(jìn)行制圖，其中實(shí)測(cè)地圖可以分為野外測(cè)量成圖和航測(cè)法成圖。

二、MAPGIS制作地圖

這種制圖的方法就是在彩色地圖編輯系統(tǒng)MAPCAD的基礎(chǔ)上形成的，是由中國地質(zhì)大學(xué)研究開發(fā)的，為地圖制圖提供完整的地圖繪制、編輯以及輸出的良好環(huán)境。整體結(jié)構(gòu)主要包括以下內(nèi)容：進(jìn)行圖形處理、數(shù)據(jù)庫管理空間分析、圖像處理以及實(shí)用服務(wù)等。

（一）MAPGIS地圖制作分析

在使用MAPGIS制作地圖過程中，不論是做地圖的矢量比還是進(jìn)行地圖的編繪，具體操作就像手工制圖，其中劃線和符號(hào)必須符合圖式規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。在采用傳統(tǒng)的測(cè)繪方法時(shí)，簡單的說就是對(duì)各種點(diǎn)線進(jìn)行著墨，把劃線和符號(hào)進(jìn)行圖式化；在操作作業(yè)過程中，首先繪制圖廓線或者方里網(wǎng)線，地圖繪制的順序是控制點(diǎn)、地物、地貌、河流以及道路和圖幅整飾，控制點(diǎn)主要按照?qǐng)D式的大小使用鉛筆進(jìn)行描底，然后著墨。各種線狀的符號(hào)必須符合圖式要求和標(biāo)準(zhǔn)的寬度，其中子圖符號(hào)、注記以及線不能出現(xiàn)相互壓蓋的現(xiàn)象。而圖廓線和方里網(wǎng)格在通常情況下按照底圖進(jìn)行描繪，然后通過植字機(jī)剪貼后預(yù)留到設(shè)置的位置上，制成完整的清繪圖后便于進(jìn)行下一道工序。

在使用MAPGIS制圖過程中，描繪的線狀和符號(hào)必須符合圖式的要求和標(biāo)準(zhǔn)，滿足現(xiàn)實(shí)需要，其中點(diǎn)、線、面的形狀要通過系統(tǒng)的符號(hào)庫、線型庫以及圖案庫來實(shí)現(xiàn)；圖例板是整個(gè)系統(tǒng)庫中符號(hào)有效反映到技術(shù)人員的重要通道，圖例板不是直接進(jìn)行使用的。MAPGIS中含有一套完整的系統(tǒng)庫和字庫，主要包括圖式的符號(hào)，但是需要的特殊符號(hào)需要另外制作。在地理信息系統(tǒng)中，顯示的地圖與一般的紙質(zhì)地圖不同，主要表現(xiàn)在普通的紙質(zhì)地圖制作過程中，要把所用的要素和內(nèi)容繪制到一張紙上，而地理信息系統(tǒng)主要采用圖層的方式繪制地圖，換句話，就是把一幅地圖根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為多個(gè)疊層的透明層，也成為圖層。

在實(shí)際的制作過程中，清繪原圖比較多的采用分版進(jìn)行清繪，這樣更加便于印刷更多的多色地圖。比如在成品圖地貌中，可以棕色的地貌、藍(lán)色的水系、黑色的地物，在很大程度上講就是一個(gè)顏色就是計(jì)算機(jī)的某一層或基層地圖，比如地物就包括居民地點(diǎn)、和道路等許多的圖層。另外，按照國家標(biāo)準(zhǔn)的分類就會(huì)包含更多的圖層，同一類的地理要素就要對(duì)應(yīng)一個(gè)層代碼，有效地簡化了原圖，分類清晰明了，便于后期使用。

（二）MAPGIS制作系統(tǒng)·庫的符號(hào)分析

在實(shí)際的符號(hào)制作過程中，MAPGIS就是按照點(diǎn)線面對(duì)圖幅數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中要素符號(hào)也通常采用這種方式。MAPGIS提供對(duì)符號(hào)的編輯修改功能，用戶可按照要求進(jìn)行相應(yīng)的修改，符號(hào)樣式及大小參照國標(biāo)。

（三）MAPGIS圖例板的編輯分析

在實(shí)際的編輯過程中，無法在文件菜單中對(duì)系統(tǒng)庫中的點(diǎn)線面等符號(hào)進(jìn)行直接的調(diào)整或者使用，同時(shí)還要及時(shí)反映到圖例板上，其中圖例板就像一個(gè)電子版的圖式，點(diǎn)線面符號(hào)的大小要滿足圖式規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。如果圖例板為空，就可以先選擇圖形的具體類型，然后再添加一個(gè)空的圖例板文件，再進(jìn)入圖例參數(shù)對(duì)話框，對(duì)圖例的名稱和編碼以及分類碼進(jìn)行更改。如果采用的是點(diǎn)包含點(diǎn)的形式，則點(diǎn)的參數(shù)包括子圖號(hào)、高度、寬度、顏色以及圖層號(hào)。然后按照?qǐng)D式的相關(guān)規(guī)范要求輸入正確的參數(shù)，從而形成有效的圖例板文件，同時(shí)要保證按照線、區(qū)對(duì)應(yīng)的參數(shù)和類型進(jìn)行合理修改，在必要時(shí)，也可以對(duì)點(diǎn)線區(qū)單獨(dú)進(jìn)行輸出打印，從而及時(shí)的對(duì)符號(hào)、線條和圖案的大小、粗細(xì)和間隔進(jìn)行檢查，確定是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

（四）MAPGIS地圖制作中的影像鑲嵌

在進(jìn)行影像鑲嵌過程中，就如傳統(tǒng)的制圖采用的影像拼貼，在鑲嵌完成后，利用MSI格式文件進(jìn)行更名儲(chǔ)存，然后在進(jìn)行矢量化。傳統(tǒng)的制圖方法僅對(duì)資料圖紙進(jìn)行等大或者仿效，最終形成陰片，然后采用拼貼，在經(jīng)過藍(lán)曬后，最終形成滿足精度標(biāo)準(zhǔn)和要求的藍(lán)圖。

影像鑲嵌最關(guān)鍵的是要對(duì)出現(xiàn)的影像誤差進(jìn)行校正、生成圖廓和方里網(wǎng)線。在傳統(tǒng)的方法中，就是根據(jù)四角經(jīng)緯度、橢圓參數(shù)等利用坐標(biāo)展點(diǎn)儀計(jì)算出四角的圖廓點(diǎn)坐標(biāo)，然后展繪在聚酯薄膜或者圖紙上。其中展點(diǎn)的點(diǎn)位、圖廓線的邊長以及對(duì)角線的長度和誤差都要合理的控制在一定范圍內(nèi)，但是在手工的工作操作中難免出現(xiàn)不同程度的誤差。而采用MAPGIS的功能就可以快速自動(dòng)的生成理論值的圖廓和方格網(wǎng)線，但是因?yàn)檫@種軟件主要通過方里網(wǎng)的交叉點(diǎn)和圖廓點(diǎn)為控制點(diǎn)，在進(jìn)行校正后，可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位或者變形的情況。

（五）MAPGIS制作圖的要素矢量化分析

地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集是非常重要的基礎(chǔ)工作和關(guān)鍵部分，可以為地理系統(tǒng)的建立提供先決條件。采用這種軟件，設(shè)置好系統(tǒng)庫和字庫就可以進(jìn)行地圖的矢量化操作。但是原始地圖數(shù)據(jù)信息介質(zhì)會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形，主要原因是受到折疊、褶皺以及溫度的影響，相應(yīng)的就會(huì)產(chǎn)生誤差。因?yàn)樵斐烧`差的來源和原因比較多樣，在利用MAPGIS軟件進(jìn)行地圖的矢量化過程中，要不斷提高各個(gè)環(huán)節(jié)和步驟的精確度，盡量減少不必要的誤差，有效提高數(shù)字信息的質(zhì)量，為數(shù)據(jù)空間的分析和管理提供良好的條件。

三、結(jié)語

綜上所述，地理信息系統(tǒng)的主要作用體現(xiàn)在進(jìn)行科學(xué)合理的地理分析，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的前提下，地理信息技術(shù)發(fā)展日新月異。因此，在實(shí)際測(cè)繪和制圖過程中，要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，分析出現(xiàn)的問題，采用先進(jìn)的技術(shù)和工藝，避免出現(xiàn)不必要的誤差和失誤，保證為各行各業(yè)作出更好的服務(wù)。

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（作者單位：青海省第三地質(zhì)勘查院）