研析GIS的數據庫地圖制圖應用

姜曉虎

摘要：GIS數據庫地圖制度在近幾年的應用越來越廣泛，其表現的性能也越來越出色。本文將結合GIS系統的基本原理和方法，對GIS數據庫地圖制圖存在的主要問題和技術要點進行分析。

關鍵詞：GIS 地圖制圖 數據庫

中圖分類號：TN206 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）01-0045-02

數據庫技術是進行數據存儲和管理的重要技術，在近幾年的發展速度非常快。大型的關系數據庫對于空間數據存儲功能的支持不斷擴展，使其在對空間數據進行管理方面也具備了極好的性能，已經發展成為GIS基本的空間數據存儲管理方式。GIS軟件的一項重要功能就是地圖制圖以及輸出，這同樣是GIS軟件表現數據的方式。GIS在我國已經發展了二十幾年，許多學者對這方面進行了深入的研究，貢獻了許多關于GIS軟件的論文和書籍。但是對于GIS數據庫地圖制圖的研究卻非常少。

1 GIS的原理和方法

傳統的制圖是根據不同比例尺或不同專題圖的要求，靠制圖工作者的專業技能和專業知識來完成制圖。這種方式由主觀帶來的影響非常大，制圖工作者的能力和經驗將直接影響到地圖的質量高低。而運用GIS軟件進行地圖的制作，可以幫助制圖工作來處理各種地理信息及其相互關系，使得制作出的地圖更加的準確、客觀。

用GIS軟件進行制圖時，將地理空間上的實體抽象為點、線、面等，這些要素有自己的屬性特征和空間幾何特征。矢量型的空間數據庫內，地理空間實體全部是以點及其集合的形式來進行幾何形態和空間位置的描述，空間實物之間的關系用拓撲結構來表現，并且建立起屬性特性和幾何特性的關系，他們通過用戶識別碼和計算機內部代碼進行聯系。在柵格空間數據庫中，用柵格單元之間的組合來表示空間實體，其對應的屬性用柵格單元的值來表示，集合坐標用柵格單元的位置來表示。在GIS系統中，柵格數據和矢量數據是可以進行轉換的，GIS系統用地學空間信息處理和計算機圖形處理方法，利用柵格數據和矢量數據混合、相互轉換，將不同類型、不同來源的數據和其屬性進行綜合分析、處理以及有機的結合，把結果用報表、圖形的方式輸出來，或者將紙質地圖出版出來，或者以刻錄成光盤的形式，或者借助計算機來顯示。

GIS制圖的方法為：將原圖用掃描儀進行掃描，以柵格的方式進行存儲，然后將其轉化為矢量，用點文件或者線文件的方式存儲，通過區編輯，最后將圖形輸出。

2 GIS數據庫地圖制圖的主要問題

空間分析是GIS軟件的主要功能，因此，GIS采集數據和組織數據進行建庫時，必須要達到進行空間分析的要求。為了地圖表達的需要，地圖數據需要在采集數據和組織數據方面做出一定的處理。制圖數據和GIS數據側重的功能不同，直接影響了GIS數據庫進行地圖制圖的輸出。GIS數據與制圖數據相比在進行制圖輸出時，要進行以下處理。

2.1 處理共位地物沖突

GIS數據庫需要保持地物完整以保證量算、空間分析功能的正常行使。其中的線要素需要保持連續，面要素需要具備完整構面。進行地圖的編輯時，要對數據庫中的要素進行一些分割處理以使地圖可以滿足制圖規范的要求。比如水系，經過水閘、水槽、橋梁時要打斷。其他的境界跟單線水發生重合時，不但要打斷，還要用跳繪來防止重疊。在進行地圖制圖時，因為要對數據進行處理，這會對數據的完整性造成破壞，會最終影響到GIS分析的準確性。

2.2 調整地物關系沖突

GIS數據庫需要將地物的原始空間關系保持下來以使空間分析的結果盡量準確，比如位置關系、方位關系分析、拓撲關系查詢等，都要建立在地物真實的空間關系上才能保證分析結果的正確性。在運用GIS進行地圖制圖時，需要將地圖的載負量考慮進去以保證地圖的清晰性，制圖的要點在對地圖圖形的關系進行藝術的正確處理。在地圖制圖輸出時，如果地物的圖形位置之間的間隔比較小而給閱讀帶來困難，要根據地物的重要性差異和地物類型，或者根據特定的規則進行地物的移位處理，這會對地物實際的位置關系產生影響，造成GIS分析結果的失真。

2.3 地圖綜合和圖形的修飾處理

在用GIS進行地圖制圖輸出時，要對地物進行編輯以保證地圖的美觀。比如，連接用實線代表的要素與用虛線代表的要素，就需要一定的編輯來避免虛接。大比例尺的地圖數據要生成小比例尺的進行輸出時，要通過比較多的處理以保證視覺上的舒適。這些修飾處理同樣會對GIS的分析產生影響。

此外，在進行GIS數據庫的建立時，為了數據顯示接邊、無縫的要求以及管理的方便，通常會用同樣的數學基礎，將數據組合成整體。但是在制圖時，根據制圖要求和地圖用途的差異，要選擇不同的投影方式，而且只將制圖區域輸出。因為有些GIS系統是不支持數據顯示時的實時投影變化和裁切顯示的，這也會對數據庫地圖制圖產生影響。因為GIS數據庫的查詢和統計分析功能，所以，數據的完整性是必須的，不能因為制圖的需要做出改變。這就需要調整建立數據庫時的數據采集和數據組織等方面的內容，以保證數據庫既能滿足進行空間分析的需要，又能達到制圖的要求。

3 GIS數據庫地圖制圖的技術要點

3.1 地圖設計和編輯要認真準確

GIS系統的圖形編輯器有五項系統庫選擇板：顏色庫選擇板、字庫選擇板、圖案庫選擇板、線庫選擇板和子圖庫選擇板，這五項選擇板是進行地圖設計的基礎。進行地圖設計需要做好的工作包括：一是要表示的地理信息的確定；二是如何對不同信息進行表示；三是每一種地理信息表示的詳細程度；四是對點、線、面符號進行設計。

3.2 地理信息特征點的采集要正確

線編輯是整個數字地圖制圖中進行圖形編輯非常重要的環節，占的比重也非常大，包括將用線型表示的信息，比如運河、鐵路、行政界限等進行矢量化。尤其是在進行等高線的數字化時，一旦采點不夠準確合理，會導致等高線變形，直接影響到地圖的精度。通常來說，曲線段（比如等高線等）上曲率變化大的位置是地理信息特征點的位置。

3.3 采點密度的掌握要正確

在地圖制圖進行線編輯時，如果線上的采點少會造成曲線數字化后會不夠光滑或者嚴重的變形，反之，如果采點過于密集會增加數據量，使存儲的負擔加重，導致數據的冗余。另外，不同曲率的曲線的采點密度是不同的，曲率大的采點密度也大，相反，曲率小的采點密度也小。只有采點密度的掌握正確，才能夠保證曲線的光滑，將曲線最真實的特征反映出來，將最詳實可靠的數據源提供給地理信息系統。

3.4 要運用色彩的作用

作為地圖的重要語言，色彩的運用能夠使地圖信息的表現力增強，還可以增加地圖符號表示地理信息的種類以及區分地圖內容的能力，增強地圖的清晰度和美學價值。GIS有顏色色譜庫，對庫中的顏色進行了編號，稱為色號。在進行地圖的制作時，可以根據地形的特征用同一種色號的線型來表示同一高程的等高線。完成線編輯后，還可以選擇不同色號的線型進行面的編輯，最后再將線參數的色號進行統一修改。

3.5 充分運用分層的功能

GIS對于圖形信息的處理有分層的功能，比如分層操作、分層管理和分層存放，可以對多個任意圖層進行打開、關閉，任意顯示工作區的現有圖層，還能將指定的圖層從多個圖層文件中分離出來。因為圖形信息可以進行分層的存放，因此可以通過不同圖層的組合來形成專題地圖。比如在制作城市地圖集時，地勢圖、交通圖、城鎮體系圖的設計和編輯可以運用圖形信息的分層功能，將這三幅圖共用的城市地理底圖進行掃描，把圖中的主要地理信息，即經緯度、居民地、交通線、境界線、地形、水系等進行一次性的信息采集，以防止重復勞動，再借助分層功能進行圖形數據分層，然后疊加起來，編輯、組合成新的專題圖。地圖信息的疊加要根據每幅圖所負載數據的詳細度和要表達的主題內容來完成。

4 結語

人類終將進入全面信息化的階段，而地圖作為提供服務信息的產品，其需求將逐漸增加。對于地圖制圖專家來說，由傳統地圖制圖向數字化地圖制圖將是他們面臨的挑戰。通過新型技術的運用，將催生更多更優秀的數字地圖的出現，為人類面臨的環境、資源等問題的集成研究和綜合分析提供便利。而目前，我們的首要任務是順應信息發展的方向，學習更多更專業的技能。

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