地理信息生成與地圖制圖一體化的分析

單 悅

（沈陽市勘察測繪研究院有限公司，遼寧沈陽 110000）

0.引言

在應用需求上，地圖制圖和地理信息系統沒有很大聯系，過去都是建立各自的數據庫，滿足地理信息研究需求。但在具體工作過程中，應用不同的數據庫極易浪費大量數據信息，從而給數據信息的更新和維護造成一定負面影響。這就要求不斷探索其一體化，以便二者在同一系統中發揮巨大效果和作用。

1.地理信息生成與地圖制圖

1.1 制圖數據和建庫數據的差異

制圖數據和建庫數據存在很多方面的差異，仔細分析可以從以下幾個方面進行總結，首先從概念和側重點來分析，GIS 數據庫主要反映的是空間地理的實際位置和屬性以及數據之間的拓撲關系，數據庫建立的過程中注重的是地理物體的空間物質，側重反映了空間的信息屬性，而制圖數據所反映的產品就是由地圖所輸出的有關數據，側重點在于對地球表面人文、社會和各要素進行直觀的描述，注重幾何圖形的客觀數據。在數據的表達方式上，前者將目標的對象抽象為點線面的幾何類型，而后者更加擅長于用地圖上特殊的記號和注釋來表達地圖上各種點線面的變化。在數據連續性方面，建庫數據具有標準的分類和分層編碼，圖形的產生具有連續性的特點，表達方式也是更加完整，而后者為了能夠達到地圖的美觀設計，需要用人為的操作去進行空間實體的斷開，相比之下這種方式所能夠實現的難度比前者更加簡便。綜上所述，為了能夠將制圖工作進行標準化設計，地圖的制圖通常不能夠維護地圖的完整性，所以二者的不同之處在于數據的連續性不同，完整性不同等[1]。

1.2 一體化重要價值

衛星遙感是空間數據進行采集和分類的主要技術手段，而GIS 技術則是對于空間信息數據進行分析的重要工具，這二者是當前地理信息工作系統最為主要的技術手段，既存在著一定的聯系也存在一定的區別，將二者進行一體化設置，可以使得信息系統具有動態、多時采集的能力。地理信息系統一體化，遙感影像可以為GIS 系統提供及時的位置信息，同時遇到了突發的情況遙感信息是當前唯一能夠利用的技術手段，我國當前的科技發展速度不是很快，在制圖技術落后的情況下，遙感技術是我們最為重要的技術。

2.地理信息生成體系數據與地圖制圖數據在轉換進程中呈現的問題及解決措施

首先，從地理信息生成系統的概念來看，它所反映的數據主要集中在空間地理實體位置、屬性以及拓撲關系，而且其重心主要放在空間信息及其屬性方面；地圖制圖突出的是空間數據的直觀展示，從而通過點、線、面3 種主要形式的結合來為人們呈現最直觀、最易于接受和理解的地圖形式；而地圖主要傾向于通過符號、標記等形式來傳達不同的地理空間信息數據。兩者記錄和展示空間數據的方式方法不同，但總體而言，地理信息生成系統傳遞的是完整的數據，而地圖是立體、實體的空間數據。前者側重于文字表達；后者側重于幾何展示。

其次，將地圖數據轉換為GIS 數據。地理信息體系首要由三類基本信息組成，語義描繪模型首要描繪要素的類型和分類[2]；數據項負責描繪要素的數量特征、質量特征等輔助信息；首要負責數據體是用來描繪元素的空間分布特征和空間聯系的。但是，地圖數據結構的內涵質量不能滿足空間數據轉換規范的相應要求。

最后，將GIS 數據轉換為地圖數據。直接信息和直接信息是地圖信息的兩大類，信息質量和數量都很清晰。直接信息往往是經過直接剖析取得的，反應進程是經過元素的分布和組合來完成的。因而，不能直接從空間數據轉換中獲取地圖信息，需要經過空間數據生成符號來制造地圖產品；此外，還可以經過其他途徑取得合理的地圖信息。從兩者的區別來看，地圖數據具有愈加多樣化的數據表達形式，空間數據對數據的內涵質量提出了更為嚴格的要求。因而，運用地圖符號化辦法，將地圖數據分為符號信息和空間數據，在空間數據生成進程中，可以提高地圖數據的內涵質量。

總之，解決地理信息生成系統數據與地圖制圖數據在轉換過程中存在問題的主要措施是要在制圖數據上下功夫，即建立地理信息數據庫。這個數據庫的建立要同時滿足地理信息數據庫的生成與地圖制圖的制作，因此，它的建立必須要同時滿足三大要求：第一，要有明確且易于區分的標注；第二，要有準確的線化型對象；第三，要有對應的填充對象。這幾種要求同時代表著數據庫在建立過程中需要的全部數據，這些數據可能是統一數據的不同分析結果，也可能是為了幫助繪圖者在調動數據信息時能夠更加易于理解與繪制，從而更好地為其選擇制圖工具。

3.地理信息生成與地圖制圖的一體化探究

3.1 設計方案與設計模型

建立以空間分析為最終應用目標的完整、連續的基礎地理信息數據庫，在滿足制圖規范的前提下，利用地理信息系統的制圖表達功能，更好地完成地理實體的符號表達是一體化設計方案的整體思路。換言之，為了制定切實可行的地理空間數據整編方案，合理整編已經達到數據出圖要求的數據，不僅要滿足數據入庫標準，而且還要借助數據符號化達到數據地圖制圖標準，最終順利完成數據庫整編成果。一體化設計模型不但能夠直觀呈現出實體空間位置，而且還能形象地表達數據屬性和其相互關系，同時完全符合地理信息系統軟件正常運行標準。地理信息系統與地圖制圖一體化設計模式主要涵蓋以下幾點：首先，地理信息系統軟件分析模型是在基礎地理信息數據庫中的點、線、面等元素基礎上繪制的矢量地圖，參照編碼和基礎信息分類相結合的數據字典建立地理信息標準規范即分析性模型。其次，地圖制圖數據模型，嚴格按照圖式構建圖信息的生成規則和地圖制圖的規范建立的數據模型。從上述內容可以推斷，因為缺少必要的輔助制圖元素，只分析了對應模型的信息，導致相關制圖工作失敗[3]。為了更好地滿足制圖要求，相關工作人員有必要通過一些機制來有效補償丟失的數據。

3.2 數據篩選

按照地圖制圖的要求，相關人員可以利用GIS 軟件提取的SQL 語句完成數據篩選與分類，在篩選過程中，相關人員要確保原有數據在要素種類的劃分上是一致的，這樣能夠減少符號化后的處理難度。在技術應用環節，基于GIS 的檢測數據可以按照要素種類進行劃分，其中地形圖可以根據居民地、水系、管線、行政區域、植被等多種類型進行劃分；在土地調查圖制圖中，則可以根據權屬界線、權屬區、形成界限、線狀地物等方法進行劃分。根據集成GIS 數據要求地圖制圖中按照不同屬性對應的國標碼來分類提取數據，如在地形圖中提取國道數據時，則可以在SQL 語句中通過“IfGB=4201013orGB=4201014，ThenMovetoLayer=101”的方法，將“半依比例建成國道的中心線、依比例建成國道的中心線”等數據納入圖層中，滿足地圖制圖要求。

3.3 數據轉換

在地圖制圖中，需要按照多樣化的梯形圖建立數據庫，在對地圖進行藝術設計之后，將GIS 數據導入不同功能的設計軟件就能實現圖形編輯。但是根據現有的經驗可知，GIS技術與設計軟件分屬于不同類型，難以完全實現數據轉換，導致GIS 數據的坐標信息以及屬性信息等轉換困難，其中常見的方法如下。（1）基于集成GIS 數據的成圖數據轉換方法。該模式適用于普通的地圖制圖要求，在GIS 軟件編制后，通過文件轉化方法將地圖要素體現在特定的板式，最終形成地形圖。該轉化方法為在GIS 軟件中設定相應的圖面尺寸，并將編輯后的地圖數據轉化為PDF 文件模式，在轉換期間，選擇CMYK 模式（添加地圖板式），最后將PDF 文件導入地圖制圖軟件中。（2）做非圖數據分層轉換。這種轉換方法常見于專題地形圖編制中，制圖中需要將GIS 原始數據逐層導入地圖制圖軟件中，再分層套合數據。這個過程需要工作人員先檢查地圖數據是否可以符號化，在實現去符號化后，將其中的特殊數據轉換為點、線、面的數據，再將其導入制圖軟件中；在制圖軟件的支持下，可以分層套合數據，這個過程為確保每一層導出的數據都是精準的，需要將圖像與地圖數據一起導出，此時在重組圖像時就可以實現圖廓套合。

3.4 提取表面標記

在集成GIS 處理中，地圖制圖技術中要求相關人員能夠在提取其中的關鍵數據后，以表面注記的方法展示地圖的關鍵資料，包括行政區域、水系、道路等。常見的表面注記分為3 種類型，即點狀、線狀以及面狀，其中點狀常見于景點、居民地、單位注記中；線狀注記見于道路、管道、水系注記中；面狀符號注記見于海洋注記中。根據現行的地圖制圖要求，對地圖編制過程中的每一種注記應確定相應的排列方式。在現行的集成地理信息系統中，GIS軟件通常會提供特定屬性信息用于提取表面注記，而被提取的注記也需要固定在具體位置上[4]；針對無法提取的注記，則需要通過人工的方法調整注記擺放情況。

3.5 自動拼版技術

當集成GIS 在地圖制圖幅編制結束后，應經過拼版、排版等方法進行加工，最終形成印前數據。現階段，隨著地圖制圖技術的發展，基于GIS 技術的制圖方法已經發生了明顯變化，尤其是Preps 軟件以及InDesign 軟件的出現為地圖拼版提供了新的方向，這些技術的基本處理如下：先從GIS 制圖軟件中導出PDF 文件，然后可在InDesign軟件排版，最后經Preps 軟件實現大版拼接。在地圖制圖中，因為書籍裝訂等方法，當多個書帖拼接裝訂后處在中縫的位置無法打開，影響了畫面的完整性，所以需要在圖形設置中需要留白1mm～2mm。除此之外，地圖制圖在InDesign 軟件排版期間可能出現暗碼，導致圖面上出現不明確的頁碼，因此在排版環節需要考慮這種情況。

3.6 空間數據地圖表達

根據空間數據對應的地理編碼、地圖符號等確定對應管理，滿足地圖符號化處理；考慮到地圖與空間數據表達之間的矛盾，可能導致地圖空間數據的信息缺失，因此，在地圖制圖中應重視GIS 地理信息補充。（1）按照對應管理轉換空間數據。在空間數據地圖表達期間，地圖符號與空間數據之間存在對應關系，因此，相關人員需要按照要素編碼實現地圖符號化以及附加處理過程。要求相關人員能夠除去地圖符號以外的無關信息符號，這是因為這些信息與目標之間無關聯，可能會影響正常的地圖信息識別能力。例如，在高程點符號化過程中，高程注記應考慮到注記的位置、形式等。（2）補充地圖信息。正確配置屬性注記，如等高線注記、橋梁分式注記；正確配置地名注記，若沒有地圖注記的位置信息，則可以參照國家測繪局的測量結果進行調整；針對河流漸變問題，部分空間數據難以真實反映出河流的變化，因此需要作出補充。

3.7 地圖制圖編制

3.7.1 地圖編制

當GIS 系統提取地區地形資料后，地圖編制主要分為普通地圖與專題地圖等編制的要求，需要確保地圖能夠全面反映出特定范圍內的自然要素分布，能夠體現出目標地區的一般特征。在專題地圖編制中，可以遵照地圖主題并突出其中的一種或幾種要素，提供專題化地圖內容。

3.7.2 普通地圖的編制

（1）設置圖面參數，目前，在計算機Windows 操作系統中，GIS 數據能夠做大比例尺的縮放，但是為了滿足地圖最終使用的要求，在制圖中需要確定詳細的比例尺，其中包括地圖參數、輸出比例以及圖面尺寸；（2）提取要素符號化；（3）提取注記；（4）綜合制圖。地圖的編制是一個復雜的過程，需要按照紙張尺寸設計比例尺，此時的比例尺與GIS 數據的比例尺不一致，因此需要通過制圖綜合的方法加以處理，該加工步驟實際上是提高地圖內容的精準性，并能夠概括地圖的組合形式。現階段的集成GIS能夠提供平滑、抽稀等工具，滿足綜合分析要素的功能，因此可考慮到對GIS 軟件做二次開發，實現地圖制圖自動化。

3.7.3 專題地圖的編制

（1）地理底圖是承載地圖專題內容的核心，地圖上包括居民地、道路及其附屬物、水系、行政區域劃分界限等，并且相關人員可以按照專題題圖的使用要求設置不同的比例尺。在操作中，可以先用GIS 軟件編輯，期間可采用常規地圖制圖方法，先在GIS 軟件中設置地理信息提取的流程后，再將地圖逐層導入CorelDraw 軟件中，并經過軟件的相關功能設置新的組合成圖結構，按照軟件功能實現要素符號化等處理過程。（2）針對其中的專題編制內容，考慮到專題編制的特殊要求，相關人員可以結合部門提供的資料以及GIS 系統檢測的結果，并結合實際情況選擇下列表達方法，包括質底法、動線法、定制法等，這些方法都可以在CorelDraw 軟件中完成。

4.結語

關于地理信息生成與地圖制圖一體化這個問題的分析與思考，是要立足于地理信息數據以及一體化的方案設計和模型設計的基礎上的，在設計方案與模型以及建立信息數據庫的過程中，需要不斷地進行分析，并進行正確的信息標注，從而有效地減少地理信息數據重復與信息多余的現象發生，也使得相關工作人員的工作效率因此而得到有效提升，使得地理信息系統更加具有實用性。