刍议专题地图制作中基础数据的处理探究论文_张冲1,于兴超,贾占永

摘要:本文从GIS基础数据可视化的角度出发,宏观地阐述了制作专题地图时对GIS数据进行处理、格式转换等方面的方法,为实际应用提供参考。

关键词:专题地图制作;基础数据;处理

1专题地图的概述

专题地图是用来分析和表现数据的一种强有力的方式,可以为用户的决策提供依据。因此,有效地将基础测绘成果转换成大众容易接受和理解的表达形式,就成为目前信息可视化研究中一个重要的问题,而数据的应用即为解决这一问题的核心。

2软件与数据的基础

制图是充分展现GIS魅力与强大功能的最直观方式,当前专业制作专题地图的数据主要来源于基础数据,基础数据脱密处理后被出版行业所采用。各类GIS软件均具有专题制作功能,如我们经常使用的ArcGIS、SuperMap等软件,可以说此类软件专题制作功能最终的成图效果并不逊色,但相对专业出版软件,无论是在图面美观还是出图效果上都要相形见绌。

专题地图制作在设计开始阶段就应全面考虑所采用的软件、数据来源、数据格式等。目前,专题地图制作普遍采用的软件是AdobeIllustrator,此软件不可以直接调用GIS通用的数据格式(Shape、GeoDataBase等),但支持DWG数据格式,只要将GIS数据转换为中间过程的DWG格式,并且在此过程中将数据优化以符合专题出版对数据的要求。

3制作的流程

基于GIS数据的海量与翔实,地图的设计必然考虑用户的视觉识别能力与图面的承载能力,要着重体现地图的专题内容,它不同于GIS系统与数据库应用功能,必须要考虑地图的投影、比例尺、地理基础底图的因素;要进行地图内容的取舍、数量指标的分级、图形形状的简化等前期整合处理工作。专题地图基础数据的处理主要是对点、线、面、注记的处理,并且专题数据不需要对数据的拓扑严格要求,注重在视觉上的表现,因此,处理要求和结果较宽松。总之,经过GIS软件前端数据筛选、数据预处理等,最后通过输出一个中间交换格式数据文件,就可以将获取的简单要素数据集直接调入专题平台,实现跨平台数据共享与制图综合。

4专题地图制作中基础数据的作用

数据处理前首先要清楚地图产品所要面向的对象,制作的目的和服务的范围,只有明确地图应用领域,才能进行有目的的规划与设计,才能制作出有用的专题地图来。在专题地图编制过程中,地理底图起到建立专题地图的“骨架”的作用,被用于定向和定位专题要素。地理底图是专题地图的地理基础,专题信息的存贮、表达、传递、提取,都必须通过底图才能实现。在明确编制专题地图的任务后,首先应拟订一个大体设计方案,确定数据比例尺。应使用与编制要求基本相同比例尺的数据,这非常重要,通常它决定了数据处理的工作量。例如:采用1∶50000数据编制1∶1000000的地图是不可取的;而如果采用1∶50000数据编制1∶250000的地图,工作量是非常大的,毕竟我们是应用数据而非缩编数据。

5专题地图制作中基础数据的处理策略

获得基础数据后,如果是分幅的则需要拼接,然后进行投影、融合、消除等。具体操作:ArcGIS软件的ArcToolbox\数据管理工具\常规,如图1所示。

数据拼接是指将空间相邻的数据拼接成一个完整的目标数据,原始数据经数据提取、裁切等操作后形成若干中间结果,要对这些中间结果进行拼接形成最终结果要素类,拼接的前提是矢量数据经过了严格的接边。如果要基于一个或多个指定的属性聚合要素,可使用融合工具。融合是将输入图层中制定属性字段的属性值相同的要素进行合并,同时产生一个新的数据集。该工具最大的作用就是去掉分幅线,或按照专题设计要求合并数据中分类要素为大类要素。通过将面与具有最大面积或最长公用边界的邻近面合并来消除面,消除通常用于移除叠加操作(如相交或联合)所生成的小的狭长面,它还可以有条件的执行。如果面要素的所有部分都小于指定的大小,则会在输出中保留最大的部分,而将其他所有部分消除。此工具对制作专题非常实用,可以去掉数据中琐碎、无须表示的要素,即我们所说的根据指标“舍掉”要素。

6制图综合

因为基础数据数据量大,过多的节点和弯曲对于制作专题地图来说是冗余的,在Illustrator软件中,要求对线要素精简,即尽量去除冗余的节点,所以需要对制图数据进行制图综合,去掉或夸大制图对象的某些碎部及进行类别、级别的合并以减少数据量。我们可以采用简化线、简化面、平滑线、平滑面等工具实现,具体操作:ArcGIS软件的“ArcToolbox\制图工具\制图综合”。此工具组是对GIS数据进行制图综合时采用的,数据最终处理结果可以不考虑拓扑因素。简化线:在不改变基本几何形状的情况下,通过移除多余的弯曲简化线。②简化面:在不改变基本几何形状的情况下,通过移除多余的弯曲简化面要素。③平滑线:对线中的尖角进行平滑处理以使制图更加美观或改善制图质量。④平滑面:对面轮廓中的尖角进行平滑处理以使制图更加美观或改善制图质量。如果要精确控制线划简化精度,还可以利用ArcMAP中的编辑工具对数据进行线的简化。以上工具应根据具体情况综合运用,合理设置参数以便按要求获得最好的成果。

7数据转换

图形和属性是地图的重要组成要素,是创建各种专题图的基础。数据转换格式之前应按照专题地图的制图目的和要求选择需要转换的要素,就是考虑一下需要表现哪些内容,如何分层,用哪些属性值标注注记等。专题平台所需求的GIS数据应是点、线、面、注记4种数据类型。这里我们采用AutoDeskMap软件直接调入Shape数据,将要素分层、生成注记等,最终导出DWG格式,此时DWG数据是带有属性信息的。如果需要交互生成注记,则可以采用注释文字方式,即利用定义的“注释模版”依据属性字段将所需要的文字标注出来。

8处理实例

GIS数据转换为DWG格式后,即可以导入Illustrator软件,导入的数据为简单要素数据集(点、线、面、注记),然后即可进行专题编辑,如符号化、整饰等。图2、图3是利用GIS数据处理前后的对比效果。以上左图为原始GIS基础数据“骨架线”,数据由折线构成,棱角突出、节点密集;右图为经过制图综合处理后的数据,已转化为曲线,由简要均匀的节点控制曲线圆滑度,符合Illustrator软件对线划的要求。

图3为原始数据与综合后数据在Illustrator软件中配置符号后的效果,可见左图线划抖动,区域面棱角分明,图面效果不佳;右图经综合化简后曲线柔润,区域面界线分明,符合视觉感观。数据经过处理化简后应用于大面积区域,成图效果尤为明显,制图文件数据量也要小得多。

结语

随着测绘信息化的不断深入和国家基础地理信息数据库建库工作的完成,这种基于地理信息数据编制专题地图的数据处理方法,具有高效、处理便捷、转换灵活的优点,必将成为编制各种专题图的主要方式。

参考文献

[1]李慧,马英莲.基于专题地图编制中GIS数据应用的研究[J].测绘技术装备,2009,11(2):30-31.

[2]丁旭华.谈专题地图编制中基础地理数据的选择和利用[C]//浙江测绘.2012

论文作者:张冲1,于兴超,贾占永

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/5/22

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