使用ArcGIS進行專題海圖制作的關鍵技術研究

王榮林 周菲 宋大鵬 惠大濤 孫曉萍

摘 要：當前海圖生產部門特別是海事測繪單位，制作專題海圖時缺乏一個統一的生產平臺，往往需要多種軟件搭配使用，同時處理多種不同格式數據，花費不少精力在數據格式轉換和進行符號化顯示等工作上。本文提出基于地理信息領域領軍軟件ArcGIS，探討研究制作專題海圖的關鍵技術。

關鍵詞：ArcGIS；專題海圖

0 前言

當前海事測繪部門制作專題海圖主要使用CARIS HPD數據庫進行海圖數據的存儲和管理工作，使用CARIS PCE進行海圖數據的提取和海圖編繪工作，使用CorelDRAW、Illustrator等軟件進行專題海圖的整飾工作。

1 軟件模塊功能

ArcGIS for Maritime是ArcGIS Desktop的一個擴展模塊，主要用于解決海洋、海事、水道測量中產生的數據處理加工問題。NIS模型是ArcGIS for Maritime模塊專門為海圖設計的制圖模型，以地理數據庫模型為基礎，參照IHO中物標的定義，對S57中的物標進行了合并和復雜處理，將S57原始物標進行重新整合和組織，將原始數據按物標的相似性分為43個專題層，每個專題層根據空間類型分為點線面三個不同的要素類。示例如下：

2 體系流程

首先需要將各種格式的源數據轉換至包含NIS模型的ArcGIS海圖數據庫中。其次將ArcGIS海圖數據庫中的數據提取并克隆到本地桌面端的專題海圖生產數據庫中，專題海圖生產數據庫是一個包含了NIS模型的Geodatabase，并根據感興趣區域（圖幅范圍）對數據進行批量裁剪。然后，基于專題海圖符號庫和注記配置規則，對數據進行符號化和注記配置。最后，對地圖添加標題、圖廓、經緯網等整飾信息。

3 關鍵技術研究

3.1專題海圖制作工具研發

普通公眾使用版本的ArcGIS產品中功能比較繁雜；進行符號化時需要對每一個海圖要素人工選擇符號及配置注記等，制作過程不便捷。因此應該對ArcGIS平臺進行二次開發，實現海圖數據轉換、自動符號化、自動圖廓整飾等功能并將其模塊化封裝，使用COM技術以插件的方式整合至ArcGIS Desktop中。

3.2 數據轉換

制作海圖源數據有電子海圖數據、CARIS數據、專題庫數據、外業測量cad數據等，研究實現它們到NIS模型數據的轉換方法最為關鍵。ArcGIS通過將NIS方案文件導入至geodatabase中，實現NIS模型geodatabase的構建。各類型數據結構提取以及映射文件建立好之后，采用C#和Python語言結合的方式調ArcGIS提供的接口進行數據轉換與導入功能的二次開發。

3.3 海圖符號庫制作

ArcGIS中并未提供海圖符號，這需要我們自己建立ArcGIS的海圖符號庫。經過研究《中國海圖圖式》GB 12319—1998中關于海圖符號的表達規范，分析了不同類型符號的特點，以CorelDRAW為符號繪制平臺，通過FontCreator對所有符號進行整合導出，最后形成以ArcGIS為符號庫管理軟件的海圖符號庫制作方案。

3.4 數據提取與批量裁剪

數據提取是將數據從服務端的ArcGIS海圖數據庫中提取并克隆到桌面端的過程。在海圖制作過程中，這個過程是單向的，桌面端對數據的操作結果不會影響到服務端的ArcGIS海圖數據庫。數據提取需要服務端的數據結構和桌面端的數據結構保持一致，統一采用NIS模型。根據制圖需要，確定感興趣區域（AOI），根據感興趣區域的范圍提取相關的數據，同時，設置相應的比例尺，對符合比例尺的數據進行提取。AOI和比例尺是數據提取必須選擇的兩個因素，當然也可根據數據的其他屬性，對數據進行篩選和提取。數據提取時，與AOI區域相交的數據不會被截取，而是完整的提取出來，這樣就需要對數據進行裁剪。考慮以ArcGIS的Clip工具為基礎，借助于ArcObjects提供的接口，研發一鍵批量裁剪功能。

3.5 符號化與注記配置

符號化過程依靠海圖符號庫和符號映射文件進行符號渲染。符號映射文件是根據中國海圖圖式規范和S57標準中海圖物標的規定，將海圖符號與物標類型建立一一對應的映射關系文件。遍歷NIS數據模型中的要素類，讀取每一個要素的子類型字段及其他屬性值，并結合符號映射文件，賦予相應的符號碼，再根據唯一符號碼進行符號渲染，最終對圖層進行重新排序，完成符號化。

結合ArcGIS平臺特性，在對《中國海圖圖式》GB 12319—1998中的注記規范進行研究總結的基礎上，設計注記控制文件，其以xml文件存儲。海圖注記控制文件包括兩個文件，一個是注記配置文件，一個是縮略詞文件。根據建立的注記控制文件，使用Maplex引擎自動生成海圖標注。Maplex引擎是ArcGIS平臺的高級智能標注引擎，提供了豐富的高級注記功能，可以進行復雜的注記配置。

4 總結

本文在研究多源海圖數據結構和相關制圖規范標準的基礎上，通過總結當前海圖制作模式存在的弊端，提出了基于ArcGIS的專題海圖制作的關鍵技術的探討。對專題海圖制作的效率提升、海圖成果數據的統一管理更加便利具有一定的參考價值。

作者簡介：

王榮林（1986-），男，山東人，工程師，研究方向，主要從事海圖信息服務研究。