基于ArcGIS的地图制图研究

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：可以用于地图制图的软件很多，较为广泛采用的如CorelDraw和AutoCAD，但这两个并不是专业的地图制图软件，或者说其开发之初并未考虑可以用于地图制图，所以在地图符号的表达方面有所欠缺，该文探讨了ArcGIS在制图表达方面的优势。论文首先分析了ArcGIS的制图表达，进而结合某交通地图的设计为研究背景，详细阐述了基于ArcMap的地图制图过程。
　　关键词：ArcGIS 地图制图 交通地图 符号
　　中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（a）-0052-02
　　目前，随着GIS的广泛应用，我国的测绘和制图行业紧跟国际研究的步伐，地图制图也发展迅速。对于国家1：5000～1：100 万8种不同比例尺的地图编制，传统做法首先进行投影元素的确定，采用计算机编程，计算出经纬网交点及控制点坐标，用展点仪将计算结果展绘到图版上，再将同一经度上的控制点用直线连接，对同一纬度上的纬线用同心圆弧线相连，形成图面的经纬网，建立了数学基础后，最后进行地图编制工作。而20世纪初兴起的航空摄影测量方法，改变了地图生产过程，再加上计算机技术的不断进步，更是加速了地图制图技术的发展，基本上向计算机自动化制图发展。
　　由于传统GIS软件弱于复杂符号表达、难以满足地图制图规范的要求，不少人采用AutoCAD等图形软件获得更加丰富多样的图形化表现效果以及更加灵活自由的操作方式。但是，这种不连续的工作有很多缺点，例如地图数据需要在不同的软件中导入导出，在两个环境中重复修改和更新还会降低工作效率，必须维护多个版本的制图数据等。因此，这要求单一的GIS软件系统可以支持从采集到生产全过程、支持多地图制图表达和可扩展制图综合等，而ArcGIS 制图规则与覆盖方法的结合正是为复杂对象符号化、多用途制图与空间数据分析的无缝集成提供了可行的方法。
　　1 制图表达
　　1.1 表达机制
　　几乎所有的地图生产都通过ArcGIS 进行数据的处理分析，其中很多人直接在ArcGIS中完成全部的制图过程。制图人经常面对的一个困难就是如何处理制图的自动化和规则化与个性化的冲突。至ArcGIS 9.2推出制图表达的规则与覆盖功能之后，自动化、规则化与个性化统一起来，解决了问题，大大提高了地图生产的效率。
　　与一般的Symbology符号渲染相比，制图表达可以动态绘制符号而不影响源数据，面向对像，具有行为，其优势和特点对比见表1。
　　在制图过程中，通常有一套数据要用在不同的应用场景，将要素的属性通过地图表现出来，使交汇的道路，桥，隧道等得到体现。在ArcGIS下使用制图表达从事地图生产工作的基本步骤一般是创建地里数据库、设计数据集、定义要素类、分类编码、定于制图规则、创建符号库、创建制图表达、加载数据。这里以某校交通服务地图的生产为例，根据相关制图规则来设计要素分类和符号，用ArcMap创建制图表达规则，配合使用自由表达实现地图的编制。ArcGIS10提供一套灵活的制图表达机制，灵活地结合规则和覆盖功能对数据进行符号化，这些结构与数据一同存储在地理数据库中，成为要素类的属性，存储在要素类字段RuleID（规则）和Override（重载）中。于是制图表达将符号信息（例如大小、角度、样式、偏移和冲突顺序等）和几何信息一同存储在要素类中，要素显示时，根据这些参数动态绘制符号。而且，一个要素类可以支持多个制图表达，从而允许用户能够根据不同的应用需求对同一数据进行展示，而不需要备份额外的数据，以满足不同地图的各种表现方式。
　　1.2 规则与覆盖
　　制图表达分为规则表达和自由表达。规则表达是指要素的符号化形式，由预先制定的符号化规则来实现，要素修改后其符号化形式将进行自动更新；自由制图表达则可以根据制图要求，对符号的表现进行编制，但要素与其符号化的表现之间不再有关联。制图规则是最灵活的符号表达方式，每个要素均有属于自己的Rule即表达规则。当符号与符号之间产生冲突时，则需将要素从规则表达转为自由表达，此时要素符号进行了Override（覆盖），也说重载或例外，而不改变制图表的规则。覆盖字段记录了要素符号信息，因此对符号数据进行移位、删除、压盖等编辑并不影响建库数据的真实位置，如进行自动标注，人工编制符号等自由表达。覆盖是制图规则的例外，通过编辑修改已定义的规则参数，以改变复杂要素的制图表达，而不会影响到其他要素。覆盖Override包括Shape Overrides和Property Overrides两种，具体可在制图规则基础上编辑符号层的属性、符号几何效果属性和点符号放置样式属性，甚至符号的几何图形；在Editing事务内对 Representation Rules的修改可以仅仅存储在Override字段中，或者直接对原始数据的属性进行修改。Overrides字段存储的是符号化时对规则的修改，可以是对每类特征甚至每个对象设置不同的配色、符号样式及大小等表达方案，采用不同于设置规则的方式进行符号化。
　　1.3 制图表达规则创建与编辑
　　制图表达规则的创建和编辑有三种方式：第一种是ArcMap中将符号化方案转化为Representation（制图表达），这是最简单的一种方式。之后再使用要素类属性Properties，在Symbology选项下的 Representation编辑制图表达的符号，便于符号的重用和共享的实现。第二种是在 ArcCatalog中的Featureclass（要素类） 的属性中创建新规则，但这只针对简单要素类，即没有制图表达属性的要素。这个在没有数据可用的情况下，制定新规则，建立方案和制图规范是非常有用。第三种是添加制图表达地理处理工具创建制图表达。
　　每个图层可以创建和引用多个Represe
　　ntaion方案，每个Representaion规则又由点、线、面等符号图层以及几何效果组成。创建制图表达后，图层的符号信息即转换为制图表达符号系统，其相应的符号信息将于几何一起存储在地理数据库中，但是 Represantation的编辑并不会影响源数据的几何形态。 　　2 制图表达的实例研究
　　为了方便学校师生等来校参观访问人士快速熟悉校园环境，确定以“交通服务”为主题设计地图XXX校园交通服务地图。数据库中包含点状的服务设施与重要标志，现状的道路与河流，面状的建筑与绿地，和注记等要素类。先将数据加载到ArcMap中根据制图要求设计符号，然后转化为制图表达进行符号规范化和个性化表达，复杂地物的表达等。整个过程以道路为导向的原则进行整体骨架编绘，分三级道路： 校外主干道，校内主干道和校内次要道路，于是符号在宽度和样式上有不同的表达； 其次是校园教学楼、办公楼、宿舍等重要建筑的符号化；最后是绿地渲染和服务点的标注。本例中制图表达规则的应用有如下四点：
　　2.1 实现符号系统的共享
　　制图表达规则存储在地理数据库中，而且对于要创建制图表达的要素图层也必须存放在数据库中才能转换成制图表达。正是这种存储在服务器端的方式，改变了以前将符号化信息存放ArcMap的。mxd 或.lyr等客户端文件中的方式，实现了符号系统的共享应用。对于同一套数据，通过创建不同应用目的的制图表达符号，就能应用在相应需求的地图中。在本例中，共将四个要素类转化为一套或多套制图表达规则，符号化时根据需要选择对应的规则，以此来分享符号系统，分别是道路线、教学楼等建筑面、生活服务设施点和绿地面。
　　2.2 属性变化的动态表达
　　在某校交通符号的设计中，以道路的等级属性来体现不同道路，并创建制图表达之后，实现了道路等级的动态表达。当修改该属性时，数据库中的表达规则根据变化的属性值可以绘制规则属性对应的显示效果。
　　2.3 复杂地物的规范化和个性化处理
　　制图表达规则可以由预先制定的符号规则来显示符号，符号的显示效果可以根据地图制图需求灵活设置。在制图规则设置中不但可以设置符号的大小、颜色、形状等基本信息，还可以设置符号的显示方式，主要有三种方式：压盖方式设置，如道路交叉口的自动处理，可在街区道路符号中做一个覆盖，实现道路交叉口的自动处理；线状尾部实交，在尾部显示实线线型，保证线状要素尾部的实交；有向点角度自动旋转，如泉、房屋可设置成以角度属性项自动旋转。
　　2.4 位置冲突的设置及复杂地物的特殊表达
　　当制图表达规则不能满足制图要求时，则需要结合自由表达即覆盖来充分模拟现实状态，如可以将一条线段分割成几段来符号化。例如，要使道路在与河流的交接处表现出桥的特征，使用地理处理工具Create Overpass将相对应的制图表达图层作为输入，将桥符号和相关联的掩模作为输出，再使用ArcMap中的 Representation工具调整颜色大小方向来完善地图。
　　3 结语
　　综上，通过制图表达可以实现符号系统的共享、复杂地物制图表达的规范化与个性化，要素的位置冲突的特殊设置，极大地提高了GIS制图效率和丰富了复杂地物的表达能力。目前，ArcGIS的制图功能还是有待完善，在实际运用中，当较多地使用制图表达时会影响软件的运行效率，对于较多的特殊地物需每个都执行覆盖，也影响了制图效率，于是，相关技术部门也针对该问题提出对应的解决方案，可参考文献了解相关内容。但是，充分利用制图表达，在地图制图方面的问题就迎刃而解了，减少了生产工作量，有效地提高了空间数据的生产效率，同时提高了出图的效率。在以后的地图生产中，ArcGIS的制图表达将发挥其规则的优势，吸引更多的地图需求者使用，实现图库数据的一体化生产和管理，提高生产效率，最终实现广泛应用。
　　参考文献
　　[1] 余应刚，陈朝晖，包世秦，等.基于规则与覆盖的GIS制图表达[J].现代计算机，2009，8（313）：50-53.
　　[2] 钱敏.基于ArcGIS数据库的地图制图方法初探[C]//.江苏省测绘协会2003 学术年会专辑.2003.
　　[3] 王佩，余树影，施建辉，等.ArcGIS制图表达在地形图生产中的应用[J].测绘标准化，2013，29（2）：46-48.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-11775187.htm