地理數據庫驅動的地形圖制圖表達技術及集成應用研究

張秋月

摘 要 地形圖作為基礎地理信息最直觀的表達載體，在國民經濟與國防建設中獲得廣泛的應用，多種地理信息數據除了應用到各行各業的用戶當中外，圖形化的制圖數據在其中同樣發揮著至關重要的作用。長期以來，在經濟發展水平與技術條件的限制影響下，國家基本比例尺地形圖的更新非常緩慢，內容陳舊，大多數是20世紀的測繪或修測，而用戶地形現勢圖的需求基本是幾個月或幾年，因此對其進行更新刻不容緩。基礎地形圖具有可靠性高、更新速度快和現實性強的特點，可以為制作和更新地形圖提供有效的數據，但是基于地形圖在生產技術更新方面存在缺陷，致使更新速度與現勢性遠比不上基礎數據圖，為此需要不斷改造升級地形圖的制圖與技術的更新。

關鍵詞 地理數據庫驅動；地形圖；制圖表達技術；集成應用

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）211-0119-02

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，國家基礎地理數據庫實現了逐步建設和更新，國家已經建成1︰100萬、1︰25萬和1︰5萬的數據庫并實現了動態化的更新，更新速度為一年一次，關于1︰1萬的基礎地理數據庫在全國大范圍內已經建立，更大比例尺寸的地理框架在許多城市也已經建立，各地根據自身發展情況和經濟條件，實現了快速化的更新。

1 地理數據庫驅動的地形圖制圖表達理論

地理數據庫在一定程度上可以將空間對象抽象為3種類型，即點、線、面，以標準分類與編碼標準分層為依據，可以將空間地理實體各方面數據的集合較為直觀的反映出來，即位置、屬性和拓撲關系等，國家基本比例尺地形圖具有四大基本特征，肩負著重要職責，即信息負載和存儲、注記和地圖整飾、地圖模擬和模型、認知和感受，在地圖符號、標記和整飾的幫助下，根據制圖規范規定的樣式可以實現對地理信息的有效傳達。

地理信息系統源自于計算機輔助地圖技術，其技術發展能夠有效推動地圖制圖技術的發展，但是基于地理表達對象，二者特質相同，要求和基礎相同，在具體應用中范圍不同。然而，在多種原因的影響下，如應用需求等，地圖制圖和空間數據管理在當初數字化環境下沒有得到有效的統一和融合，導致嚴重限制了后續的發展，制圖和數據庫一體化的實現成為急需要解決的重大科技問題。

基于當下地理數據庫和地形圖產品二者相輔相成和各自獨立的局面，在數據庫一體化制圖技術的影響下逐漸將一體化的思想提出來，即先將基礎地理數據庫建立起來并將制圖數據庫衍生出來，然后在GIS軟件所具有的制圖表達功能的幫助下，采用符號化的形式來完整的表達地理數據，最終確保用圖者的需求能夠得到最大限度的滿足。

2 地形圖制圖技術研究

2.1 含義和重要性

第一，含義：地理數據庫驅動的地形圖制圖技術主要借助地理數據，采用一體化模型擴展存儲制圖數據的模型，將基本素材庫結合起來，自動配置和派生制圖信息，如專用符號庫、圖廓整飾庫等，然后經過智能優化和交互調整，生產出與國家標準相符的地形圖制圖數據，這對于一體化的存儲與管理地理和制圖數據至關重要。

第二，重要性：其可以有效彌補當下地形圖生產的空白。與當下測繪行業發展模式相適應，可以在地圖制圖方面應用屬性管理技術，有助于在關系數據庫的支持下進行地圖編輯操作，并且在傳統GIS數據生產流程后期有助于地理信息數據的建庫，從而可以實現地圖出版處理，即配置符號、圖廓整飾和注記處理等。同時，有助于集成管理和聯動更新“地形-制圖”。基于數據庫的地形圖制圖可以憑借數字地圖制圖功能，通過對制圖工作中所有工作內容的抽象，可以促進制圖模型的形成，然后在地形數據庫中存儲，供制圖人員能夠從地形數據中將全套圖面的表達內容衍生出來，并且該模型可以在其他制圖工程中進行重復使用，以此有助于促進地圖制圖效率的極大提高。

總之，該地形圖制圖通過采用一體化存儲模型可以在地里數據庫中擴展制圖數據，這對于集成管理地理數據和制圖數據至關重要。

2.2 多源驅動的要素智能符號化

地圖符號是地圖表達地理空間信息的語言單位，根據符號的視覺變量可以將不同的空間信息傳輸表達出來，而地圖符號庫則是對信息進行描述的符號集合，地圖的基本特征之一便是采用地圖符號將地理事物的現象表達出來，用圖者通過正確解決地圖符號，可以將地圖所傳達的地理空間信息更加直觀的表達出來。

所謂的地圖要素的符號化，即地形要素的制圖配置，主要是通過配置圖面符號和特殊效果，根據制圖配置規則來符號化地形要素的過程中，一般需要嚴格遵循兩個規則，即制圖規范和配置符號的動態、可編輯。

2.3 屬性驅動的智能化注記配置

地圖注記是一種專門傳輸地圖信息的語言，可以說明和補充地圖符號，促進地圖可讀性與轉譯性的顯著提升。然而，關于這些工作十分繁瑣且復雜，自進入數字化時代后關于這方面的研究非常多，但是基于數據庫且相對成熟的注記派生算法仍然沒有形成。為此，智能化的配置地圖注記是影響與評定地圖制圖系統優劣性的重要指標。

首先完成注記配置原則的制定，并在數據庫中存儲，然后采用地理數據庫中的屬性數據將可編輯、靜態顯示、聯動更新的特性地圖注記自動派生出來，最后通過對不同權重的設置可以有效的避讓優先級或在發生沖突時將自動隱藏規則設定下來，以此注記之間、符號之間的壓蓋沖突可以得到有效解決。在該技術的幫助下，可以準確的定位和派生具有要素屬性的驅動注記，且基于邏輯性可以有效的解決注記顯示的沖突問題，從而可以促進地形圖制圖美觀性和高效性的顯著提高。

2.4 元數據驅動的智能化圖面整飾

在生產傳統分幅地形圖制圖過程中，都需要單獨的完成每幅圖的圖廓整飾，且多采用手工方式進行配置，具有較強的人工干預性，導致制圖效率不高。為此，可以在先將整飾要素構建起來的基礎上進行自動生成和配置規則，內容主要由地形數據庫元數據派生出來，定位時需要嚴格按照國家標準式規范，在后臺整飾要素素材庫的輔助支持下，可以得出圖面圖廓的整飾效果，最后在數據庫層次的支持下可以自動生成和配置整飾要素。

3 集成應用研究——國家1︰5萬地形圖制圖工程

3.1 應用

地形圖作為基礎地理信息最直觀的表達載體，已經被廣泛的應用到國民經濟與國防建設當中。針對新形勢下地形圖更新技術和測繪地理信息發展要求間的沖突，再加上基礎地形圖數據庫的完備性，早在2008年國家測繪地理信息局已經對1︰5萬地形圖制圖工程進行立項，更新后期具有更高的可靠性和更強的現勢性，在地理數據庫驅動地形圖制圖存儲模型與表達規則的幫助下，通過對快速制圖和集成管理軟件系統的研究，可以促進制圖編輯工作自動化水平的極大提高，進而關于國家基本地形圖制圖數據可以智能化的完成，即快速制圖、打印準備和集成管理，從而可以高效地完成該制圖數據庫的建設工作。

新版國家基本地形圖制圖和數據建庫是更新國家基礎地理信息數據動態項目的重要內容，在最新地形要素數據庫的基礎上，利用制圖技術可以對制圖數據進行規范、更新和印刷，最終有助于一體化的存儲和集成管理地理數據、制圖數據。

3.2 成效

為更好滿足實際應用需求，該制圖工程經過更新后具有更強的規范性、更高的可靠性與更好的現勢性，成功研發出具備全面功能、友好界面、穩定性能、實用性高和規模化的軟件系統，實現了快速制圖和建庫管理，同時通過廣泛實踐，實現了一體化的存儲和集成管理全面地理與制圖數據，對地理和制圖數據進行快速的聯動更新，可以進一步完成地形圖制圖數據的標準紙質印刷。

4 結論

綜上所述，本文在系統介紹地理數據庫驅動的地形圖制圖表達理論的基礎上，對其技術和集成應用進行了詳細的探究。

參考文獻

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