ArcGIS制圖表達在1:10000地形圖制作中的應用研究

唐亞蕾 李翔

1.吉林省地理信息院 吉林 長春 130062 2.吉林省鑫科測繪有限公司 吉林 長春 130062

1 引言

1:10000地形圖作為我國基本比例尺地形圖的重要組成部分，主要應用于地形的研究與評價，包括城市、鄉鎮、農村、礦山建設的規劃、設計等，以及土地、水電、林地等自然資源的普查，還可以作為更小比例尺地形圖和各種專題圖的基礎資料。在具體的生產以及應用中，地圖制圖仍是必要的手段。在生產過程中，制圖顯示更易讀，更易于地物的判讀。這是因為地理信息主要是是為了滿足GIS空間分析的需要；制圖信息則需要符合制圖規范和人體視覺的要求，它在符號的顯示及顏色的甄別上更接近于自然實體[1]。

目前的制圖軟件主要包括專業圖形軟件和GIS軟件。專業圖形軟件例如Photoshop和Coredraw等，具有強大的圖形編輯和美化功能，但是不能很好的對GIS數據進行符號移植；GIS軟件例如ARCGIS、Map GIS等軟件能夠很好的進行數據庫的管理，也可以基于自身的制圖功能進行基礎的應用。

2 ArcGIS符號制作

符號是以圖形方式對地圖中的要素進行綜合表達，在ArcGIS軟件中，根據幾何類型可以將符號分為標記、線、填充和文本四類。ArcGIS可以創建符號用于圖層表達，也可以將多種符號組合并存儲起來。

在創建符號時，我們可以先創建一個新的樣式，樣式是一種容器，是對可重復使用的符號的分類存放。利用樣式來存儲、組織、共享符號可以確保地圖的一致性，提高制圖的標準化程度。

在ArcGIS符號中，標記用于表達點狀地物，也可以用來裝飾其他類型的符號；線符號主要用來表達線狀地物和區域的范圍邊界；填充符號主要用來表達面狀區域的填充顯示；文本符號主要用來表達注記屬性，包括字體、大小、顏色、位置等。符號的級別用于確定符號屬性的表達順序，當符號具有多個圖層時，可使用符號級別來確定圖層的顯示順序。符號級別是用來優化多層符號之間的關系，例如，確保可以用來公路的輪廓邊線顯示于公路填充面的下方。

創建標記符號用于繪制點狀地物，可以在Font Creator等中其他符號軟件制作后完成后導入ArcGIS中進行微調、顏色變換后使用。使用標記符號時，符號選擇器 對話框中可以修改符號的方向。用0 到 360 度（以東為基準方向按逆時針旋轉）表示符號的旋轉角度。

創建線符號用于表達線狀數據，包括道路、水系等，可以利用線符號的組合來達到顯示復雜線符號的目的。符號越復雜，繪制和導出性能受到的影響越大。這就需要根據要素的重要程度來決定符號的復雜程度，做到制圖和信息的平衡。雖然簡單的線符號功能有限，但是繪制速度快。復雜的組合線符號繪制速度就會變慢。

創建填充面符號可以用來表達林地、稻田、沼澤地等面狀區域地物，主要包括使用顏色填充、標記符號填充、線符號填充、圖片填充等方式。為了達到較快的繪制速度，根據情況對面輪廓使用較簡單的線符號。

創建文本符號用來表達地圖上的性質、名稱、描述等文字內容，文本符號主要約束顯示效果，包含字體、樣式、格式、效果等功能。文本還有一個重要功能就是牽引線容差，牽引線容差是指錨點與相連文本之間的最小距離。如果距離小于牽引線容差，則不會顯示牽引線。

3 ArcGIS 制圖表達

ArcGIS作為一款專業的地理信息數據處理軟件，包括了數據輸入、數據處理、制圖輸出等一系列GIS功能。制圖表達作為制圖功能的重要組成部分，可以將要素幾何數據和符號信息一起存儲在要素類中，從而允許用戶對要素的外觀顯示進行自定義。還可以通過一系列附加控制，可以使符號信息滿足具體的制圖規范。制圖表達作為數據庫的一部分存儲在地理數據庫的系統表和要素類自身中，因此可以隨時根據需要打開制作好的數據及符號表達。

利用GIS數據制圖需要考慮的問題包括：基于規則的一般符號化和特殊符號化；制圖符號沖突處理；基于規則的注記和沖突處理；圖廓整飾[2]。

制圖表達是要素類屬性之一，可以在ArcCatalog 或 ArcMap 的目錄 窗口中以及使用制圖表達管理地理處理工具進行創建和管理。也可以基于 ArcMap 中符號化的圖層直接創建。制圖表達由許多定義各類要素顯示方式的制圖表達規則組成。制圖表達 工具條中包含的工具用于編輯單個要素制圖表達的外觀。

制圖表達的規則包含符號圖層和幾何效果以定義制圖表達中一組相關要素的繪制方式。制圖表達規則可存儲在樣式中，以便在其他制圖表達中共享和重復使用這些規則。ArcGIS制圖表達的使用主要包括下面三個方面。

（1）ArcGIS 中將符號化方案轉化為制圖表達。之后再使用要素類屬性，在選項下的制圖表達編輯制圖表達的符號，便于符號的重用和共享的實現[3]。

（2）在ArcCatalog 中的要素類的屬性中創建新規則，但這只針對簡單要素類，即沒有制圖表達屬性的要素。這個在沒有數據可用的情況下，制定新規則，建立方案和制圖規范是非常有用[3]。

（3）添加制圖表達地理處理工具創建制圖表達。每個圖層可以創建和引用多個制圖表達方案，每個制圖表達規則又由點、線、面等符號圖層組成[3]。

4 制定數據規則

在ArcGIS中只有簡單的要素類才具有制圖表達。地理數據庫中的要素類都可以使用制圖表達。制圖表達以地理數據庫工作空間擴展的形式實現，并且由地理數據庫管理。含有制圖表達的要素類會包含兩個必須字段：RuleID 是一個整型字段，用于保存對每個要素的制圖表達規則的引用，制圖表達規則本身將存儲于地理數據庫系統表中；Override是一個 BLOB 字段，用于保存特定于要素的制圖表達規則的覆蓋值。

制圖表達規則是指使用一個基本符號或者多個基本符號完成構造符號，然后關聯圖層中的要素并表達成最終的點、線、填充符號。制圖表達規則可以僅使用符號圖層創建，也可以包含各種幾何效果以創建復雜的制圖表達。幾何效果會首先對表達要素進行幾何處理，它代表一個全局影響。

按照《基礎地理信息1:10000地形要素數據規范》，吉林省的1:10000地形圖采用標準分幅采集，使用高斯-克呂格投影，按3°分帶。分幅數據空間存儲單元為3′45"（經差）×2′30"（緯差）。數據分層包括定位基礎、水系、居民地及設施、交通、管線、境界與政區、地貌、植被與土質、地名共九大類39個圖層。

為了實現制圖規則在數據生產中能夠批量使用，需要根據圖層的數據規定進行點、線、面、屬性方面的處理，包括圖層轉換、屬性自動添加，根據模版更新數據、匹配制圖規則等，采用ArcGIS Python腳本開發實現。

通過要素類圖層的分類碼GB字段關聯制圖規則，在要素圖層屬性框內切換到“Symbology”，在“Value FIeld”以GB字段為依據分類，然后根據制圖規范形成符號表達。然后可以在ArcMAP中利用“Convert Symbology to Representation”將制圖表達存儲到地理數據庫中，結果如圖1所示。

圖1 制圖表達制作

制作制圖表達符號將主要的地物分為點、線、面、注記四大類，根據特點制作符號并關聯需要的屬性，如有向點的角度字段、高程點的高程字段。如表1所示。

表1 符號分類樣式

然后在此基礎上可以更高級的實現河流水系漸變，點狀符號方向的關聯等。但是還有一些地物的編碼對應不同的地類，如針葉林、闊葉林、針闊混交林對應的GB碼都是“810501”，需要根據TYPE屬性項的值進行區分。制圖規則如表2所示。

表2 制圖表達規則

在ARCGIS中可以輸出多種格式的制圖結果，為了之后在外業平板中使用，我們選取了帶地理坐標的TIFF文件。結果如圖2所示。

圖2 制圖顯示結果

5 總結與分析

經過試驗與應用，實現了利用ArcGIS制圖表達功能對1:10000數據進行制圖顯示，利用ArcGIS Python腳本實現批量制作分幅地形圖的功能，對于后續的電子調繪起到了很大的判別作用。相比手動制作符號化地圖，大大提高了工作效率，減少了出錯的概率，目前根據需要已經在單位應用生產。

當然還有一些特殊的符號表達在這里并沒有完全實現，例如陡坎根據坡底線的長短生成， 在以后會逐漸提高并完善功能，增加圖廓整飾的自動化功能。