綜合性醫院的室內電子地圖制作技術方法研究

王璐，高文靜，張曼

(西安市勘察測繪院，陜西 西安 710000)

1 引 言

我國城市發展迅速，大型公共服務資源配置逐漸完善，大型綜合性醫療實體不斷新建和擴建，大型綜合性醫院建筑內部的構造也越來越復雜。如何快速便捷地在綜合性醫院內到達目的地，室內電子地圖是室內導航定位的重要數據支撐，使得人們對室內電子地圖的需求也日益增加[1]。本文從空間認知和地圖表達效果的角度出發，針對醫院的結構特點和特定需求，對矢量要素進行分類處理，研究室內電子地圖的制作技術方法，優化了電子地圖表達效果。

2 研究方法

隨著智慧醫療、掌上醫院的廣泛應用，醫院更注重患者就醫導診流程的服務需求。綜合性醫院相比較一般醫院具有體量大，建筑結構較復雜，可接納服務的患者人數較多，功能性科室細化，分類明確等特點。綜合性醫院對于減少患者時間損耗、提高就診效率的需求也較高，這使得綜合性醫院對室內地圖的需求也隨之增加，便于在室內地圖的基礎上擴展科室搜索、路線規劃的應用。本文針對省會城市某一大型綜合性三甲醫院為實例，以CAD源數據為基礎數據，進行了室內電子地圖的制作和表達效果研究，實現了該醫院各層電子地圖的生產，具體生產流程圖如圖1所示。

圖1 室內電子地圖生產流程

2.1 數據處理

室內電子地圖的數據源格式一般為CAD格式的設計圖紙，CAD數據交互性強，方便瀏覽，但數據結構復雜，需進一步將其轉換為符合制圖要求的數據。室內地圖主要是為正確表達地物之間的位置關系和屬性信息，要素類型主要分為三類：①表示室內固定位置的點狀要素，如消防設備、ATM機等；②表示室內線狀分布的地物線狀要素，比如建筑物邊線、墻體等；③表示室內面狀分布的面狀要素，主要包括房間、辦公室等[2]。數據處理首先利用ArcGIS將CAD格式的設計文件數據轉換為矢量格式的點、線、面、注記數據。利用原始CAD數據，按樓層圖形文件分別處理，將注記數據轉換為shp格式點層，線數據轉換為shp格式線層，保留原始圖層屬性信息，在線層編輯時刪除多余線，提取建筑物結構線，設施范圍線等。利用處理好的線數據轉面，建立地理數據庫，進行屬性信息的記錄與修改。

2.2 要素分類和屬性處理

室內地圖的要素分類不同于室外地圖，沒有一定的規范性，更注重小區域、大比例尺、高精度和精細化的內部元素展現。室內建筑類型多樣，使得室內地圖數據更加復雜，既包括衛生間、問訊處、ATM、母嬰室等在內的室內公共設施，也包括扶梯、電梯、樓梯、出入口等在內的室內通行設施；既包括詳細的屬性信息，也包括精準位置的空間信息，需要根據實際情況分類[3]，本文針對綜合性醫院的具體內部結構框架和功能區劃情況，在一般室內地圖要素分類的基礎上，進一步改進優化，主要將室內要素分為四大類：基礎框架要素、公共設施要素、醫療保健服務要素、其他輔助要素。其中醫療保健服務要素根據具體功能科室的劃分，又分為26個小類，具體分類如表1所示。

室內地圖要素大類與對應小類 表1

基礎框架要素主要包括建筑物外部輪廓墻體、內部區域劃分墻體、通行設施，其中通行設施包括樓梯、直梯、扶梯、出入口、安全出口等?；A框架要素主要是讓用戶快速地整體認知室內空間布局。

公共設施要素主要是面向用戶提供基礎服務的設施場所或區域。主要包括衛生間、休息區、母嬰區、咨詢處、掛號收費處等。

醫療保健服務要素針對醫院具體功能科室劃分為26個小類，主要包括體檢中心、癌癥中心、病理科、超聲影像科、產科、兒科、耳鼻喉科、婦科、風濕科、骨外科、感染科、肝膽外科、呼吸內科、口腔科、老年內科、麻醉科、皮膚科、乳腺科、神經科、眼科、消化內科、心血管科、腫瘤外科、重癥醫學科、藥房區、行政辦公區。具體每個小類，根據名稱又可具體細劃為門診區、病房區、手術區等，以兒科、眼科為例，如表2所示。

要素小類與對應名稱 表2

其他輔助要素是維系建筑物正常運轉但普通用戶不關心的區域[4]。

矢量數據的屬性信息主要包括要素類型(點要素、線要素、面要素)、大類、小類和名稱，具體要素名稱主要來自原始數據注記，不明情況下要實地調繪，同時檢查已有原始注記名稱是否正確，有無調整。

2.3 數據拓撲處理

按照制圖的需求，對已經處理好的矢量點、線、面圖層進行拓撲關系處理，處理中始終保持各圖層拓撲一致性，保證數據拓撲關系的正確性與合理性[5]。

2.4 符號設計與圖面整飾

室內地圖的符號化原則就是在實現對室內空間符號化映射的基礎上，追求符合人眼視覺感受的符號化成果，提高用戶對情境的準確認知[6]。符號設計的目的就是要簡單直觀表達實物的用途，針對醫院出入口較多，各種通行設施和衛生間等公共服務設施也分散于各個區域的特點，對這幾類地點都設計了直觀易懂的圖示符號，方便用戶快速識圖。符號的顏色主要以黑白灰為主，突出顯示，形狀為圓形，避免符號邊角同其他要素的壓蓋，主要的幾種符號如表3所示。

室內地圖符號 表3

醫院的室內地圖要直觀表達各個功能分區的用途和位置，對所有要素進行分類分色顯示，調整名稱注記、符號的位置和大小，合理布局，避免壓蓋，達到整體美觀協調，幫助用戶快速識別，便于空間認知[7]。本文實例醫院門診樓一層的室內地圖效果如圖2所示，局部放大圖如圖3所示。

圖2 醫院一層室內地圖

圖3 一層局部放大圖

2.5 室內電子地圖切片與發布

在ArcGIS平臺下將整理好的室內地圖矢量數據存儲于數據庫中，作為電子地圖的基礎數據，根據瓦片的級別選擇適當的矢量數據內容，將整合好的數據進行統一處理[8]，包括地圖投影變換、要素空間處理、拓撲關系檢查，將動態標注轉換為獨立的注記。處理好的室內地圖為了優化地圖的顯示效果，需要進行地圖配圖，協調整體色彩，調整符號以及注記的大小、壓蓋、方向等問題。配圖完成后，利用ArcGIS server將配置好的各級電子地圖進行地圖切片處理，發布室內電子地圖服務。具體的地圖發布流程如下：

(1)利用ArcMap連接ArcGIS serve，將配置好的地圖配圖文檔通過共享于服務，新建一個連接，連接到ArcGIS serve服務器，設置服務名稱，發布服務。

(2)在服務編輯器中修改地圖服務屬性，在緩存設置中使用緩存中的切片，選擇切片方案(可選建議方案)，根據需求設置緩存級別。

(3)分析是否有錯誤，若無錯，直接發布；若有錯誤，返回上一步修改后再發布。

為了方便用戶認知室內地圖和室外地圖的位置關系，增強識圖的連續性，可將室內地圖的獨立坐標系統一到室外地圖的坐標系下，顯示建筑物標準層的布局，建筑物出入口與外部道路的位置關系，其具體內部墻體和注記信息不顯示，室內外一體化顯示如圖4所示。

圖4 醫院門診部室內外一體化顯示

3 結 論

本文面向綜合性醫院，利用原設計CAD數據，在ArcGIS平臺下轉換為矢量數據，針對綜合性醫院的特點分析，對要素進行分類、屬性處理以及符號設計，根據用戶快速識圖的需求，優化配圖設計，并進行室內外一體化表達，最終以電子地圖的要求，對醫院室內地圖切片處理并發布服務。該方法對于其他建筑物的室內電子地圖制作有一定參考作用，在今后的工作中，將進一步研究室內地圖的三維立體表達，優化展示效果，提高地圖質量。