GIS空间数据用于地图制图的关键技术研究

来源:用户上传      作者: 马红军 李婷

　　摘 要:本文基于笔者多年从事地理信息系统应用及地图制图的相关工作经验,结合笔者参与的西宁地图制图相关项目,研究探讨了GIS空间数据与数字地图制图之间的关系,探讨了将地理信息系统数据应用于CorelDraw地图制图的相关关键技术,全文是笔者长期项目经验基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
　　关键词:GIS 地图制图 CorelDraw 导入导出
　　中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0063-02
　　1 地理信息系统与数字地图
　　现代地图制图与GIS具有非常密切的关系,地理信息系统的发展使我们走上了建立综合信息的道路,它不但用来管理大量的地理数据和广泛的数据源,同时为制图学家提供了强有力的数据存储、评价和分析的工具,制图学家将视觉化和GIS的特点结合起来设计出了新颖的电子地图集。
　　GIS是为解决资源与环境等全球性问题而发展起来的技术与产业。20世纪60年代中期,加拿大开始研究建立世界上第一个地理信息系统(CGIS),随后又出现了美国哈佛大学的SYMAP和GRID等系统,自那时起,GIS就广泛深入地服务于经济建设和社会生活。在北美、西欧和日本等发达国家,已建立了国家级、洲际之间以及各种专题性的地理信息系统。我国GIS的研究与应用始于80年代,十多年来发展也十分迅速,在计算机辅助绘制地图等方面开展了大量基础性的实验与研究工作,在理论、技术方法和实践经验等方面都有了长足的进步。近两年来,武汉测绘科技大学和北大遥感所等单位都在进行这方面的研究工作,而且取得了一定的成果。当今,GIS系统已成为年增长率为35％的新兴技术产业,出现了许多诸如ARGINFO,MAPINFO和GENAMAP等著名软件,它们在城市建设、环境保护和社会发展等方面发挥了巨大的作用,并且随着科技的发展,GIS发展的势头越来越迅猛。
　　GIS被认为是继文字描述和地图之后的第三代地学语言。GIS的观点可以分为地图派、数据库派和空间分析派:其中,地图派侧重于GIS制图方面的工作,起源于McHarg(1969)的研究工作,以现在的Berry (1987)和Tomlin(1990,1991)为代表。这个学派将GIS看作为地图处理或显示系统,地形制图和专题制图机构支持该学派的发展,并把重点放在GIS能产生出高质量的矢量式地图和图表的能力上。数字地图是与传统的模拟地图相对应的概念,是存储在人脑或电脑中的地图。数字制图是制图技术发展的必经途径,数字制图技术及数字地图的发展导致了GIS的出现,地图的制作与使用出现了前所未有的重大变革,用户对地理空间数据的需求日益明显。
　　目前,许多GIS软件在DEM的自动提取、地图特征提取、空间分辨率的改善和城市及区域规划等领域,发挥着巨大潜力。在制图学领域,GIS的介入,使其出现了全新的局面,计算机功能的发展给用户提供了更加图形化的GIS用户界面和更加独立的用户自然语言;同时,更高分辨率的图形设备和功能更强的GIS软件也将不断涌现。近半个世纪,测绘高新技术飞速发展,数字地球概念及理论框架的提出,为数字制图创造了良好的机遇;作为信息时代必不可少的工具,数字地图必将成为21世纪测绘业的支柱。
　　
　　2 GIS空间数据用于地图制图的特点
　　(1)GIS空间数据规范性较好,逻辑性较强,便于数据的筛选。如通过GIS软件平台的SQL语句进行数据筛选。
　　(2)GIS空间数据标注的选择性更强。如在公路数据中,可根据需要选择道路编码、道路名称和技术等级等或它们的组合,修改非常容易,这是常规数据(如CAD数据)难于做到的。
　　(3)GIS空间数据在地图投影和比例尺设定方面优势明显,可根据不同的出版尺寸、不同的出版比例尺和不同目的等方便快捷地进行地图投影和比例尺设定。
　　(4)对于各种符号、装饰可以做到全图一致。
　　(5)应用数字化的数据,能避免差错,且能提高制图精度。
　　(6)便于资料保存,利于重复使用。
　　本文将以CORELDRAW为例探讨GIS地图制图的流程。
　　
　　3 CorelDRAW主要功能分析
　　CorelDRAW是一款通用的基于向量绘图软件,在美术、广告和出版界得到广泛的使用。由于功能强大,特别是它具有超强的图形和文字编辑处理功能能够兼容Dxf,Dwg,EPS,AI,PS,Tif和BMP等数据格式,除了具有目前普遍使用的AutoCAD, MapInfo和MapGIS等软件的绘图功能外,而且还能直接输出EPS文件格式的桌面出版软件(这是一般的GIS软件不能做到的,或制成的效果远不如CorelDRAW),因此得到了地图制图和地图出版部门的青睐,是一个较好的专题地图绘图软件。
　　CorelDRAW图形软件的特点是图形处理功能极强,定位精确,使用灵活,可以兼容多种数据格式,并且与多种软件进行数据转换,排版功能强大,可直接输出PS格式直接用于印刷。符号化功能更为强大,可直接对点、线、面、文字和颜色等进行一次性的更改,用户可独立建立自己的符号库,一劳永逸,大大提高制图效率。下面分别介绍CorelDRAW图形处理的几个主要功能。
　　3.1 编辑修改功能
　　CorelDRAW图形软件是一种矢量图形设计软件,功能强大,使用方便,显示美观。以CorelDRAW11.0为例,有以下功能。
　　（1）制作符号库。利用其强大编辑功能,制作所需的符号库,方便以后的调用。
　　（2）提供的“形状”工具,提供了强大的编辑修改功能,可以通过增加或删除结点,改变结点的类型,分开和连接结点,以及操纵控制曲线形状的控制点,以达到修改和编辑图形的目的。
　　3.2 CorelDRAW的导入导出功能
　　由CorelDRAW生成的文字、表格可以任意修改和编辑其大小、旋转、间距、对齐、字的前后调位、重新组合等,并且由常用的Office软件生成的文字表格可以通过CorelDRAW的“编辑/插人新物体”功能将文字表格插人到CorelDRAW的指定位置并编辑修改。
　　(1）导入功能。可以导人Dxf,Dwg,EPS,A1,PS,TIF和BMP等数据格式,为图形编辑提供多数据源。
　　(2)导出功能。提供了完善的输出功能,可以将矢量格式图形、位图格式图形、RTF格式、文本格式、HTML格式等导出,用于发布,直接输出成PS格式用于出版印刷。
　　(3)“图框裁剪”功能。PowerClip功能允许用户把一个图形对象塞进另一个图框中。
　　3.3 CorelDRAW的一些高级功能
　　软件提供了许多高级的应用功能,如:查找替换对象、方便快捷的图层管理、Script与预设、应用样式等。
　　总之,CorelDRAW软件的图文编辑功能非常强大,操作简便、图形效果好。
　　
　　4 GIS空间数据用于地图制图的方法研究
　　4.1 总体技术流程
　　首先根据用户需求,确定地图制图的主题,编写技术方案,筛选GIS空间数据(主要包括基础地理数据的筛选,对GIS空间数据分类),地图投影选择、数据转换、符号化、编辑和制版印刷等。
　　4.2 关键技术
　　4.2.1 GIS空间数据筛选
　　编图者必须能够根据出图主题,充分利用GIS软件提供的SQL语句进行数据的筛选,以满足出图要求,特别是对实体注记的要求。例如要制作交通网络图,主要利用GIS空间数据中地理背景数据和道路数据,包括行政区划、地名(省、市、县、乡/镇、行政村等)、水系、道路、山峰等,这时,可以利用GIS软件平台对GIS空间数据的要素进行筛选,在筛选时,应保持原有的数据层或要素类的一致性,以便在符号化时统一处理。在标注道路时,出图时可能只标注道路名称或道路的编码或道路名称和编码一起标注,这时GIS空间数据的灵活性就体现出来。当然GIS空间数据的筛选要通过GIS软件平台来实现,不同的软件实现的方法略有不同,但基本原理是一样的。

　　4.2.2 地图投影
　　在地图制作时,如跨越的范围较大,为了满足制图的长度或面积等变形的要求,编图者必须根据实际的需要选择特定的地图投影,如全国图一般采用正轴双标准纬线等角圆锥投影。这种操作GIS软件平台中是非常易于实现的,只需在GIS平台中设定投影参数和投影方式即可,这也是利用GIS空间数据的优势所在。
　　4.2.3 数据格式的转换
　　数据转换的关键是指GIS空间数据转换到CorelDRAW,GIS空间数据的格式通常为E00,Shape,MDB和mif等,解决好GIS空间数据转换到Core1DRAW,就搭好了GIS空间数据与CorelDRAW之间的桥梁。GIS空间数据转换到CorelDRAW一般有以下两种方式。
　　(1)直接数据交换:通过编写程序直接读取GIS空间数据,然后按自定义的数据格式要求输出,在CorelDRAW中利用VBA编程进行读取,通过坐标的变换、层定义、数据读写等手段进行数据转换。该法可以随心所欲地对GIS空间数据进行操作,优势明显。但作业要求较高,需要熟悉GIS空间数据格式和CorelDRAW的VBA编程等,不利于推广。
　　(2)访问中间数据:直接用CorelDRAW打开GIS空间数据的中间数据格式,如直接打开AI,Dxf和Dwg等,但需要GIS空间数据平台的数据转换功能,如将mif先转为Dxf或Dwg,将E00,Sh ape,MD B转换为AI格式等,通过笔者的多次尝试,认为通过AI格式进行转换效果优势非常明显,利于推广应用。
　　4.2.4 CorelDRAW软件的符号化定制和出版比例尺的确定
　　(1)地图符号一般分为点、线、面三类,制作符号时要单独处理,必要时可通过内置的VBA和PostScript编程实现来满足出版的要求。点状符号分为两类:简单符号和组合符号。点状符号再尽可能制作TrueType符号库,点状符号可以从诸如ArcMAP软件的符号库中提取改造,建立自己的符号库;组合符号的制作可在图形设计软件下完成。线状符号是通过赋予线的属性,包括线的颜色、灰度、宽度、线型、端点和拐角的类型、线端箭头、笔锋、轮廓线等来定制。面状符号是由一个封闭的曲线或折线勾绘出它的形状,然后对它填充而成。填充属性有颜色、灰度、渐变填充、两色图案填充、全色向量填充、PostScript纹理填充和位图纹理填充。
　　(2)出版比例尺根据图幅尺寸来确定,可以通过GIS软件进行精确确定。如通过ArcMAP的LayoutView提供的功能进行。
　　
　　5 结语
　　笔者总结了GIS空间数据用于CorelDR AW地图制图的一些经验,主要通过GIS空间数据筛选、地图投影、数据格式转换和符号定制等一整套技术流程来实现,用该技术路线指导多个地图制作均取得了简单实用高效的效果,可为类似的地图制作提供一个可以借鉴的技术方法。
　　
　　参考文献
　　[1] 黄华新,陈宗明.略论符号的功能与分类[N].光明日报,2003.
　　[2] 张维.用中国符号设计中国特色[N].今日信息报,2003.

转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-51717.htm