《江蘇省第一次地理國情普查成果圖集》的制圖綜合與快速成圖研究
——以宿遷市宿城區(qū)為例

謝 燕楊 柳黃亞萍

(江蘇省基礎地理信息中心,江蘇 南京210013)

0 引 言

地理國情作為我國重要的基本國情,主要包括基本地理國情信息、城市化建設進程、地表覆蓋變化、生態(tài)環(huán)境變化等內(nèi)容[1]。開展常態(tài)化地理國情監(jiān)測已成為我國測繪事業(yè)發(fā)展的新目標,是科學、準確、及時掌握國情國力的重要手段[2]?！督K省第一次地理國情普查成果圖集》(以下簡稱“《普查圖集》”)的編制,全面反映了江蘇省地理國情現(xiàn)狀,重點展示了全省地表覆蓋現(xiàn)狀、基礎設施建設、生態(tài)發(fā)展建設等情況及各種基礎地理信息,是對江蘇省自然地理和人文地理情況的高度概括。《普查圖集》由序圖、省級地理國情普查、市縣地理國情普查、典型遙感影像解譯樣本4個圖組構(gòu)成,不僅為政府科學決策、宏觀管理提供了有利依據(jù),更使得地理國情普查成果為社會大眾所了解,是測繪部門將國情普查成果充分開發(fā)利用的重要舉措。

大型綜合性地圖集的編圖程序與制印工藝復雜,是一項耗時耗力的系統(tǒng)工程[3]。市縣地理國情普查圖組是《普查圖集》的主體部分,也是在圖集編制過程中最耗時的環(huán)節(jié)。盡管計算機制圖技術(shù)不斷提高,但在地圖快速縮編、復雜符號制作等方面仍然難以達到快速優(yōu)質(zhì)的應需要求[4]。本文以市縣地理國情普查圖組中宿遷市宿城區(qū)為范圍,通過對地圖集數(shù)據(jù)進行生產(chǎn)制圖,探索快速優(yōu)質(zhì)的地圖集制作方法。

1 研究過程

《普查圖集》是以江蘇省第一次地理國情普查成果數(shù)據(jù)為基礎,以1∶1萬、1∶5萬等基礎地理信息數(shù)據(jù)和交通、水系等行業(yè)專題數(shù)據(jù)為補充,采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、制圖技術(shù)將普查成果與數(shù)據(jù)進行挖掘整理,用地圖、影像、圖表等直觀的地圖語言客觀全面反映江蘇省自然地理和人文地理國情要素的分布和數(shù)據(jù)特征的產(chǎn)物。

在《普查圖集》的地理底圖制作過程中,除了傳統(tǒng)制圖一直存在的成圖慢、周期長的問題以外,最突出的問題在于地表覆蓋數(shù)據(jù)過于精細,尤其在比例尺縮小后的圖面效果易形成碎片化的細小圖斑,椒鹽現(xiàn)象嚴重,十分影響圖面美觀,對數(shù)據(jù)的制圖綜合要求較高。因此地表覆蓋數(shù)據(jù)融合,即細小圖斑的制圖綜合是否合理,對綜合成果的質(zhì)量有決定性作用[5]。本文著重從地表覆蓋數(shù)據(jù)出發(fā),研究地理底圖的制圖綜合與快速成圖方法。

地圖制圖綜合是要對地圖內(nèi)地理要素及其屬性進行綜合,根據(jù)圖集需求及規(guī)范對地理要素的質(zhì)量、形狀和數(shù)量進行取舍,本質(zhì)是保留重要特征地物,合理舍棄次要特征地物,盡可能將地理實體特征正確直觀地反映在地圖上[4]。為了使細小圖斑制圖綜合能夠按要求完成,作業(yè)前需要對地理要素設定相應的綜合規(guī)則,使得人工和計算機在處理地物綜合時候能夠保證一定客觀性。本文中所涉及的規(guī)則主要包括地物重要性規(guī)則和地物選取綜合規(guī)則兩大類。

1.1 地物重要性規(guī)則

地理要素地物的重要性級別的確定是地圖使用者根據(jù)自身的需要和研究目的對地理要素進行的分級。其重要性確定可由許多要素決定,如地理空間實體的大小尺寸、周圍環(huán)境等。針對江蘇省地理國情數(shù)據(jù)[5],設定一級地類的重要性強弱順序為:居民地(大類編碼05)、水系(10)、耕地(01)、園地(02)、草地(04)、林地(03)、交通(06)、其他土地(07、08、09)。國情圖集的地理要素制圖綜合涉及到所有的地類圖斑,先綜合哪些,后綜合哪些,需要根據(jù)重要性程度排列,不能隨機操作。越先被綜合的地理要素,所受的干擾因素越少,而越后綜合的所受的干擾因素越多。由于在《普查圖集》預先設定的比例尺下,道路要素將用線類型表示,因此地表覆蓋中的道路類別(面狀)將首先被綜合。綜合過程即將其圖形進行拆分,并與周邊圖斑進行合理地合并融合。按照地物的重要性順序,江蘇省地圖冊的地表覆蓋綜合順序為:交通(06)、其他土地(07、08、09)、林地(03)、草地(04)、園地(02)、耕地(01)、水系(10)、居民地(05)。

1.2 地物選取綜合規(guī)則

地物選取規(guī)則是制圖綜合的正式開始,需要遵循相應的選取原則:① 遵守從高等級到低等級;② 針對不同區(qū)域(蘇南與蘇北的地物特征差異)的不同標準,將空間地物的差異性影響減少到最小。圖斑根據(jù)選取內(nèi)容進行選取綜合,最重要操作是將細小圖斑與鄰近圖斑進行融合。融合操作后,被融合的對象(細小圖斑)繼承了融合對象(鄰接大圖斑)的屬性值,將有效減少圖面椒鹽現(xiàn)象。在細小圖斑的融合對象挑選中,同地類、同屬性、同級別中,屬性面積大的優(yōu)先選取保留,各類要素確定最小上圖面積,并對未達到要求的圖斑數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)綜合。各類地物要素選取最小面積規(guī)則如下。

(1)水系:水系要素需正確反映河系類型與水網(wǎng)結(jié)構(gòu)。線狀水系要素選取圖上長度大于1 cm的圖斑;線狀溝渠網(wǎng)格密集區(qū)域需進行適當綜合,保持網(wǎng)格間距大于圖上距離3 cm×3 cm;面狀水體要素要選取面積大于圖上面積1 mm2的圖斑,當圖斑寬度大于等于圖上距離0.4 mm時,需保持面狀要素類型,當寬度不足圖上距離0.4 mm時,要將面狀要素刪除,用相應的線狀要素代替表示。

(2)道路:道路要素需保持交通成網(wǎng)特征。線型密集區(qū)域按照圖上距離大于1 cm×1 cm網(wǎng)格進行綜合;圖上長度不足1 cm且平行間距不足3 mm的短小岔線需酌情刪去。

(3)居民地:面狀居民地要素選取圖上面積大于2 mm2的房屋建筑區(qū)圖斑,當圖斑間距小于圖上距離0.4 mm時,應對要素進行合并。宿遷地區(qū)特有的“L”型、“回”型建筑圖斑保留了他們獨有的建筑特征。

(4)地表覆蓋:種植土地與林草覆蓋要素(大類編碼01、02、03、04)與構(gòu)筑物(07)選取圖上面積大于2 mm2的圖斑表示;人工堆掘地(08)與荒漠與裸露地表(09)選取圖上面積大于4 mm2的圖斑表示。在選取要素的狹長圖斑中,若間距小于圖上距離0.2 mm時,同類要素應適當合并,不同類要素應共線表示。

在地表覆蓋的數(shù)據(jù)綜合之前,需先對水系、道路、境界線、房屋建筑區(qū)進行數(shù)據(jù)綜合處理,并將水系、道路、房屋建筑區(qū)作為例外因子,為后期對地表覆蓋數(shù)據(jù)替換融合做數(shù)據(jù)預處理工作。此外,對地理單元處理和構(gòu)筑物進行處理,使得地圖集具有更為豐富的專題數(shù)據(jù),綜合展現(xiàn)地理國情普查成果。

在對原始地表數(shù)據(jù)的處理完成后,要根據(jù)不同比例尺精度的要求因地制宜,制定水路避讓、注記沖突處理、境界跳繪、水系漸變等制圖知識規(guī)則;通過對地圖要素表達、注記風格、圖廓整飾的設計,定制相應符號化方案、配色方案、注記方案與圖廓整飾方案,并進行國情地圖模板定制,開發(fā)快速成圖模型,將江蘇省地理國情數(shù)據(jù)庫快速升級為圖庫一體化的數(shù)據(jù)模式,加快完成快速成圖。

2 研究結(jié)果及分析

實驗數(shù)據(jù)取自宿遷市宿城區(qū)的地理國情普查成果數(shù)據(jù)。宿遷總體呈西北高、東南低的格局,平原廣闊,河網(wǎng)密布,為典型蘇北水鄉(xiāng)。整體地形西南、西北部為崗丘,農(nóng)村地區(qū)許多村落沿河分布成長條狀型。在《普查圖集》設計中,宿城區(qū)地圖成圖比例尺為1∶140 000。根據(jù)本文技術(shù)路線,對宿城區(qū)地表覆蓋數(shù)據(jù)進行綜合處理、質(zhì)量檢查、模板升級等操作,完成了《普查圖集》中宿城區(qū)的成果圖制作。

2.1 地表覆蓋數(shù)據(jù)縮編綜合效果良好

在實施地表覆蓋數(shù)據(jù)制圖綜合方案后,江蘇省地理國情制圖綜合成果令人滿意。從1∶40 000比例尺下土地覆蓋數(shù)據(jù)綜合前后的對比圖組(圖1)可以看出,整體圖面的椒鹽現(xiàn)象得到明顯改善,制圖綜合效果明顯。從1∶10 000比例尺下的土地覆蓋數(shù)據(jù)綜合前后的對比圖組(圖2)可以看出,面狀道路被剖分綜合至兩邊要素中,不足上圖面積的面狀水系以及其他土地覆被的細小圖斑按照綜合規(guī)則被分割合并至鄰近圖斑中。

圖1 綜合前與綜合后的地表覆蓋數(shù)據(jù)(1∶40 000)

圖2 綜合前與綜合后的地表覆蓋數(shù)據(jù)(1∶10 000)

2.2 《普查圖集》成圖規(guī)范統(tǒng)一,生產(chǎn)效率提高

圖3 宿城區(qū)地理國情成果圖(1∶140 000)

通過對地圖點線面符號定制、對地圖輸出模板定制、地圖表達規(guī)則定制,尤其是在制圖表達發(fā)生重疊時刻顯示順序定制,改善了自動化制圖產(chǎn)生的注記交錯重疊的現(xiàn)象,使得輸出的圖集的色彩、符號、注記合理規(guī)范。在《普查圖集》中市縣地理國情普查圖組中的宿城區(qū)成果圖(3),在主圖基礎上編制組合多種比例尺的專題圖。模板的制作極大簡化了復雜地圖設計過程,節(jié)省了制圖成圖時間,對圖集進行規(guī)范統(tǒng)一,提高了圖集質(zhì)量。

3 結(jié) 語

江蘇省地理國情普查成果圖集的制作是一項繁瑣工作,利用知識規(guī)則的制定,綜合規(guī)則的確定對其數(shù)據(jù)綜合縮編過程進行優(yōu)化,使得地圖制作過程變得簡便、快速,大大縮短了編制時間。通過對ArcGIS符號庫中符號樣式的擴展與部分功能的二次開發(fā),定制符合江蘇省地理國情規(guī)范圖式的制圖表達與模板升級功能,簡化了復雜的專題地圖編制環(huán)節(jié),節(jié)省了制圖時間,并保證了圖集的整體性和統(tǒng)一性,達到了快速優(yōu)質(zhì)應需的要求。