福州市行政區電子地圖的設計與研究

官文潔

(福州市勘測院　福建福州　350003)

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福州市行政區電子地圖的設計與研究

官文潔

(福州市勘測院福建福州350003)

為專題地圖生產在理論、方法和技術上提供參考，文章結合《福州市行政區電子地圖》設計與制作過程，介紹了行政區電子地圖的編制方法，探討了電子地圖的總體技術路線、電子地圖設計、制圖加工、地圖數據整理等技術問題。

行政區；電子地圖；地圖設計；制圖加工

0　引言

目前，“數字福州”建設正積極穩步推進，福州市數字城市地理空間框架已趨于完善。福州市“空間地理基礎數據庫”數據共享服務平臺、公眾版電子地圖服務平臺已基本建成。福州市五大基礎空間數據庫(DLG、DOM、地址編碼、地下綜合管線、DEM)陸續建成并投入使用，為“數字福州”邁向“智慧化”提供基礎空間數據。福州市行政區電子地圖的編制，將為政府重大決策、電子政務建設、應急指揮、社會公眾服務等提供統一、權威的空間定位基礎，對促進我市信息化建設具有重大意義。

1　總體技術路線

福州市行政區電子地圖包括矢量電子地圖與影像電子地圖。

(1)矢量電子地圖以2012年福州市大都市基礎測繪1∶2 000、中心城區1∶500數字線劃地形圖為基礎資料；以現勢好、精度高的1∶500規劃竣工數據、最新的高分辨率航空影像數據等為補充數據，對矢量電子地圖進行更新。

(2)影像電子地圖以現勢性2012年福州市大都市基礎測繪1∶2 000正射影像數據為基礎，融合2015年福州城區正射影像數據。

對上述數據更新、融合后，在此基礎上進行地圖編制，緩存切片最終形成矢量電子地圖、影像電子地圖(網絡發布格式)，見圖1。

2　電子地圖編制

2.1編制技術路線

矢量電子地圖以DLG數據框架(河流、道路、建筑物)為主要數據源，經過圖層設計、符號設計、數據分級、可視化設置；影像電子地圖以航空影像為基礎，并配以矢量線劃和適量注記，詳見圖2。

2.2圖面設計

圖面設計是在特定的比例尺下，對圖面布局與配置、清晰度及美觀性等內容進行分析設計，即圖面內容是否滿足地圖表達的需要，包括符號(類型、樣式、大小、顏色)、注記(字體、大小、色彩)、色彩等設計，形成配圖模板，指導后續工作。

(1)圖層設計與空間配圖

電子地圖表示是通過用不同圖層表示不同內容，根據地圖表達需要，按圖層加載需要各類數據，并根據符號庫文件和字體文件，將地物與符號進行掛接，初步形成電子地圖。

(2)精細化編輯

根據配圖模板，將經過數據處理的數據進行符號化表示，同時對不合理的地方進行精細化編輯，以滿足在線地圖展示的需要，如圖3所示。

(3)符號庫設計

地圖符號可分為點符號、線符號、面符號和文本符號，它是地圖與GIS表達空間信息的語言單位，通過符號表達信息內容。

符號的制作是基于ARCGIS軟件平臺創建各種符號并直接應用于要素和圖形，使用“樣式(.Style)”的方式將多種符號組合到一起進行存儲、管理和共享。在Style中，根據符號的幾何類型，通過Styles Manager打開樣式管理器，可增加多個自定義的“*.Style”文件，以此管理、制作各級別的符號。

由于ARCGIS基于字體文件驅動的符號庫，對于特殊點符號，由于字體庫文件沒有符號模板，需要單獨制作字體符號，制作特殊點符號。本次項目基于AUTOCAD、Font Creator 軟件平臺制作字體文件。

特殊符號制作的程序如下：

①基于AUTOCAD或CorelDraw等繪圖軟件平臺，依據地圖符號的規格與樣式，繪制地圖符號樣本圖片(*.jpg)。

②基于Font Creator軟件平臺，將繪制好的符號樣本圖片逐個轉化成可編輯矢量字體模型數據，作適當編輯與調整后編制為字體符號，然后將制作好的字體符號進行分類整合轉化為字體符號文件庫(*.ttf)。

③基于arcgis軟件平臺，利用符號編輯工具，對字體符號逐個進行色彩、大小調整，編制成ArcGIS平臺能使用的符號，然后將制作好的符號進行分類整合形成項目要求的符號庫(*.style)，如見圖4和圖5所示。

2.3地圖配圖

地圖配圖是在ARCGIS軟件平臺中進行，主要工作如下：

(1)數據加載與圖層組織

矢量電子地圖與影像電子地圖采用的數據源不同，采用不同的圖層組織。矢量電子地圖加載數據：圖面注記(水系、交通、居民地及信息點注記等)、點狀要素(信息點位置)、線狀要素(鐵路)、面狀要素(水面、交通、居民地、綠地)等；可以調整圖層順序，使圖層由上而下為:注記層、點要素層、線要素層、面要素圖層。影像電子地圖加載時，充分考慮影像地圖的特點，減少壓蓋，保證圖面清晰、易讀，只加載道路注記、鐵路地注記、水系注記、及相對重要的信息點注記和符號等。

(2)地圖要素符號化處理

采用基于ArcGIS的電子地圖配圖，加載數據后，并設置每級的顯示比例尺，按照地圖符號樣式，根據地圖要素和地圖符號庫進行對應，將地圖要素符號化，完成電子地圖的配圖工作，使地圖美觀、清晰、易讀。如見圖6所示。

2.4地圖整飾處理

在完成電子地圖的基本配圖后，后期對電子地圖整飾處理，主要包括路口溶解、注記動態標注、注記避讓(壓蓋)、立交橋、地下通道、過街天橋以及東部辦公區圖面優化處理等。下面重點介紹福州市東部辦公區圖面優化處理的方法：

東部辦公區是福州市局級單位集中辦公場所，每一棟樓有近10家行政單位，每一個信息點都很重要，根據圖面載負量，每一棟樓只選擇有代表性的單位在圖面表達，配置對應點位符號，這樣能直觀展示到圖面的單位較有限，為化解這個矛盾，方便用戶快速定位，針對此片區域優化設計。主要思路：在18級顯示辦公區的樓棟號信息，19級將單位名稱信息跟點位信息表達對應的樓棟上，在同一棟樓的單位共用一個信息點符號。具體處理結果見圖7和圖8。

2.5地圖瓦片庫建設

電子地圖制作完成后，對其進行服務發布和瓦片制作。按照本次建設要求，對全市18～19級矢量電子地圖，影像電子地圖分別進行地圖緩存瓦片裁切。項目基于在ArcGIS Server中，將制作完成的地圖文檔(MXD或MSD)發布為地圖服務。ArcGIS 提供了一套完整的切圖方案，從地圖的發布到緩存的創建以及管理維護，都體現了工作流的思想。

(1)地圖切片技術流程

通過對保存的地圖工程文檔進行緩存切片處理，形成地圖瓦片數據庫；本次地圖瓦片庫生產包括18～19個級別，2種類型：矢量電子地圖、影像電子地圖。具體流程詳見圖9。

(2)地圖切片參數

根據項目設計要求，本項目切圖主要參數如下：

①坐標系統：本項目提供2 000國家大地坐標系統下和福州城市地方平面直角坐標系的瓦片數據，將配置好的電子地圖數據進行切圖生產。

②切圖比例尺：瓦片數據分為18～19級，切片等級與切圖比例尺之間的對應關系如表1所示。

表1　地圖切片比例尺

③成果樣圖

切片建庫后的地圖瓦片庫樣圖見圖10和圖11。

3　技術難點及解決辦法

3.1基于多源數據融合的數據更新技術

地圖的現勢性就是地圖的生命力，在城市快速發展的當下，如何保證電子地圖的現勢性，成為地圖的編制難點。經過多次試驗和研究，通過采用多源數據融合技術，可以大大提高地圖的現勢性。

地圖更新充分發揮城市大比例尺數據資源優勢，特別在城市規劃建設、竣工測量、航空影像、衛星影像及各種專項調查資料。在多源數據資料利用過程中抓住現勢性原則和精度優先的原則，首先以現勢性高的資料為更新依據，在現勢性一致的情況下以精度高的資料為依據，在保證現勢性情況下盡量提高數據源精度。目前主要采用更新源特點：

(1)最新航空正射影像現勢性高，覆蓋全面，是優先采用的更新數據源，并作為地圖更新的基本資料，其它資料在與其進行比較后選擇性采用。

(2)建筑放樣數據，現勢性超前，但數據僅限局部有工程資料的地塊，一般是重點工程或已經動工但未建設完成，是電子地圖的一大亮點。

(3)建筑竣工測量數據，現勢性強精度高，在各種資料重疊的情況下，是最優先采納的更新源，僅限局部有工程資料的地塊。

(4)其它地理國情普查、部件調查、地名普查、高分辨率衛星影像等數據資料，是更新電子地圖輔助資料。

通過以上各類更新數據資源利用，在保證地圖現勢性和精度同時，極大提高地圖實用性，及時滿足各行各業用圖需要，且大大節約建設成本，縮短成圖周期。

3.2基于網格化分級抽稀技術

信息點不僅是電子地圖展示的重要要素，而且是用戶查詢定位的后臺數據庫。由于本次項目采集的信息點非常多，且在城市中心密集存在，如全部在圖面上展示信息點符號和名稱，將極大影響地圖的美觀。如何保證地圖直觀美觀、又方便查詢定位，成為項目建設的技術難點。

經過多次試驗區數據測試研究，通過采用網格化分級抽稀信息點表達技術，全部的信息點數據導入到后臺數據庫中，供用戶查詢定位，而通過網格化分級抽稀綜合方法選取重要的、有標志意義的信息點進行圖面展示。

網格化分級抽稀綜合方法主要是根據比例尺分級設置合理空間網格大小，然后設置信息點類別權重，再根據網格與信息點的空間關系以及信息點權重關系提取要展示的信息點。通過上述自動化提取，既保證權重高的信息點能在地圖直觀表達，又使信息點在地圖合理分布、使地圖更為美觀，減少了人工挑選工作量大、密度不均勻、重點不一致等缺點。

3.3立體交通直觀表達

隨著城市交通基礎設施迅猛發展，立體交通設計與建設都十分復雜，導致人們經常出現在立體交通中走錯及迷路的情況。如何在室內提供給用戶直觀立體交通連通信息的地圖，是本次項目解決又一技術難點。

采用線面兩層數據結構，對電子地圖進行精細化編輯，達到了立體交通立體展示效果。通過比對高新影像，對一般道路、立交橋、高架橋、橋梁等交通要素的上下空間關系以及連通關系細化繪制，將立交橋、高架橋等要素根據實際層數以及連通關系分層繪制，道路連通的接口不繪制道路邊線，不連通的接口繪制道路邊線，使用戶直觀明白各層道路的連通性(圖12)。

4　結語

通過福州市行政區電子地圖建設的實踐與研究，為今后電子地圖生產、更新提供借鑒，將有效降低地理信息項目建設成本，縮短建設周期，促進地理信息在政府決策和電子政務建設中的廣泛應用，同時發揮基礎地理信息資源的最大效益。從根本上改變當前的地理信息服務模式，為政府、企業、社會公眾等提供權威高效的地理信息服務，有效緩解地理信息服務需求矛盾，大幅度提升我市地理信息公共服務能力。

[1]崔文紅.電子地圖的應用及發展趨勢[J].測繪與空間地理信息, 2008, 31(3):87-89.

[2]陳盛銀.地理信息系統電子地圖設計[J].測繪與空間地理信息, 2012, 35(12).

[3]胡珂.遙感影像與電子地圖配準及基準圖生成方法研究[D].上海：同濟大學, 2005.

[4]王均, 王紅.電子地圖符號體系與符號庫標準的研究[J].測繪科學, 2003, 28(2):12-15.

The Design And Research Of Fuzhou City Administrative Region Electronic Map

GUANWenjie

(Fuzhou Institute of Geotechnical Investigation and Surveying， Fuzhou 350003)

In order to provide references for future production of thematic maps in theory, method and technology.in this paper, combined with the “Fuzhou City Administrative Region electronic map” design and production process, the formation of the administrative region map was introduced, and several main technical problems were discussed, such as the overall implementation route for the map, the design of electronic map, the electronic map processing and map data sorting out.

Administrative area; Electronic map; Map designing;Map processing

官文潔(1967.05-),女，工程師。

E-mail:362839467@qq.com

2016-06-02

P2

A

1004-6135(2016)07-0113-06