地理國情監測數字影像圖冊的制作

河南省測繪發展研究中心 劉曉陽

地理國情監測數字影像圖冊的制作

河南省測繪發展研究中心 劉曉陽

地理國情監測是指利用測繪技術和GIS技術監測城市建筑物、道路、水系、綠地分布的等各方面監測要素的動態變化，分析其時空特征，以及變化發展程度和趨勢，從而揭示經濟社會發展和自然資源環境的空間分布規律，并形成權威、標準和具有現勢性的地理國情信息產品。目前，地理國情監測在我國尚處于啟動階段，系統完整的監測體系還未形成。河南省測繪局選用1962年、1971年、1984年、1996年、2001年、2005年、2008年和2010年共8個監測年份的遙感影像數據，以1∶10 000比例矢量數據作為基礎的數據源，鄭汴一體化區域監測面積約2 025 km2，重點對鄭州市、開封市以及中牟縣主城區8個監測年份的建成區范圍、建成區住宅、道路、綠地、河流、人口和GDP等監測要素進行解譯、信息提取和數據反演，實現研究區域內8個重要年份地理國情的動態監測。經過一年來的探索和研究，本文，筆者獲得了地理研究的第一手資料，并向國家測繪局和省政府提交了研究成果，主要包括數據庫成果、圖件成果、系統成果和文字成果。

一、地理國情監測數字影像圖冊

圖件成果最直觀地反映了城市的變化，是一本內容翔實，反映測繪在國民經濟中發揮基礎作用的圖冊，當前國務院出臺了《關于支持河南省加快建設中原經濟區的指導意見》，它是河南省經濟、文化發展的一次重大歷史機遇。圖冊主要包括目錄、鄭汴一體化區域行政區劃圖、鄭州市和開封市建成區全要素分布圖、道路要素分布圖、建筑物要素分布圖、綠地要素分布圖、各年代建成區范圍對比圖和各年代遙感影像疊加建成區范圍圖等內容。

數字影像綜合圖冊，版面設計為A3規格，使用橫版打印，寬為42 cm，高為29.7 cm，根據鄭州市、開封市和中牟縣3個建成區范圍，設定鄭汴一體化區域行政區劃圖的比例尺為1∶320 000，鄭州市圖的比例尺為1∶100 000，開封市圖的比例尺為1∶45 000，中牟縣圖的比例尺為1∶25 000。

二、專題圖制作流程

1.鄭汴一體化區域行政區劃圖制作。行政區劃圖表示內容包括：

（1）居民地。居民地用點駐記表示，其中鄉鎮信息全部表示，村莊信息取舍表示，行政事業單位表示省直和市直的黨政機關。

（2）道路。道路用線段表示，其中，鐵路、高速路、國道、省道全部表示，其他等級道路根據情況來取舍。

（3）水系。水系表示主要的河流，水庫和湖泊。

（4）政區。政區表示縣界及其以上的界線和政區，周邊的市域政區界和市注記均看可表示。政區圖把鄭州、開封、中牟及港區分為4個面，采用不同的顏色渲染。鄭汴一體化區域行政圖劃圖如圖1所示。

圖 1 鄭汴一體化區域行政區劃

2.行政區劃圖的制作流程。

（1）在ArcGIS中新建1個工程，加載居民地、道路、水系、政區界。在Page and Print Setup窗口中，定義紙張的大小，Size設置為A3，Orientation設置為Landscape。Map Page Size定義圖幅有效內容大小，Standard Sizes設置為custom，Width設置為37.5 cm，Height設置為25.2 cm。

（2）定義視圖的比例尺為1∶320 000。點擊Layout View狀態框，將圖幅內容全部顯示。

（3）在Insert Title選項中。加上圖名，在Properties Change Symbol窗口中設置字體為華文楷體，SIZE設置為30 cm。

（4）在Insert Legend跨度中，加上圖例，在legend Item窗口中選中要說明的圖層，在legend Title窗口中加圖例名，并定義Color，Size和Font的數值。

（5）在Export Map選項中輸出地圖，并在Photoshop軟件中打開，修飾圖面使其完整。

3.鄭州市、開封市，中牟縣各監測年點監測要素分布圖制作。

（1）在ArcGIS中新建1個工程，加載建成區范圍線、主干道、次干道、綠地和建筑物等要素。

（2）生成監測要素統計表。在EXCEL中打開統計表，插入圖表和柱形圖，并選擇數據區域，包括建成區面積、建筑物用地、城市綠地、公共綠地和道路。加圖表的標題中X軸設置為字段名，Y軸設置為具體數值。

（3）在Insert Title選項中，加上圖名，在Insert Legend選項中，加上圖例，在Export Map中輸出分布圖，并加載監測要素統計表。

4.鄭州市、開封市，中牟縣各監測年點單要素分布圖選項的制作。單要素分布圖制作流程與全要素分布圖制作流程類似。其中；鄭州市建成區2012年監測年份監測要素分布圖如圖2所示。鄭州市建成區2010年監測年份綠地要素分布圖如圖3所示。

5.各年代遙感影像疊加建成區范圍圖制作。遙感影像疊加建成區范圍圖內容包括：都市區范圍的線和已糾正的遙感影像。都市區是由具有一定人口規模的中心城市和周邊與之有密切聯系的區域所組成。都市區既不是指特大城市，也不是城鎮群體的簡單組合，而是一種更高層次、更復雜的新型地域空間。遙感影像疊加建成區范圍圖制作流程如下：

圖 2 鄭州市建成區2010年監測年份監測要素分布

圖 3 鄭州市建成區2010年監測年份綠地要素分布

（1）糾正原始影像。在ERDAS IMAGINE9.1中打開2個影像Viewer1和Viewer2，在Tile Viewers中將2個影像平鋪顯示。

（2）打開2個影像文件。其中1個未糾正，另1個有坐標系。

（3）改變控制點的顏色。在Gcp Tools選項中選擇Color。

（4）在需要糾正的區域，均勻分布選擇點并計算誤差。

（5）當誤差符合要求時，在Geo Correction Tools選項中選擇重采樣。

6.在ArcGIS中新建1個工程，加載建成區范圍線和已糾正的影像，加上圖名和圖例，并定義比例尺，最后輸出地圖。

三、圖冊的效果

通過對鄭州市、開封市、中牟縣的各要素的動態監測，筆者得出以下結論：以鄭州為例，2010年鄭州市建成區周長為257.844 km，建成區面積為290.962 km2，建筑物面積為83.488 km2，綠化覆蓋面積為61.529 km2，道路長度為1 418.873 km，道路面積為27.335 km2，路網增量為8.382 km。模擬分析可知，鄭州都市區是以老城區和鄭州新區為核心，進行復合型、生態型發展，近年來，鄭州市區交通情況得到了大大改善，交通基礎設施的建設力度也在不斷加大，主城區交通對周邊縣的輻射能力也隨之進一步增強。

中原經濟區地理國情監測——鄭汴一體化區域數字影像圖冊，由河南省測繪局制作，實現了測繪信息的共建共享；同時，也支持各廳局部門根據自己的信息化管理特點管理需要的專題信息，實現動態維護。