基于ArcGIS的多级比例尺电子地图制作方法

孙丽敏，鲍立尚

（1.甘肃省基础地理信息中心，甘肃 兰州730000）

基于ArcGIS的多级比例尺电子地图制作方法

孙丽敏1，鲍立尚1

（1.甘肃省基础地理信息中心，甘肃 兰州730000）

提出基于ArcGIS软件制作多级比例尺电子地图的方法，应用于甘肃省警用地理信息平台13～14级电子地图生产。经该方法生产出的电子地图要素满足了显示比例尺的要求，使得电子地图的生产更加快捷、高效。

多级比例尺；电子地图；制作方法

1 多级比例尺电子地图分析

多级比例尺电子地图的源数据通常为一个或多个比例尺地形图数据，其制作过程是通过调整地图负载量，模拟不同分辨率空间尺度下地理要素变化的连续性，根据某一比例尺衍生或派生出其他比例尺的不同空间信息，实现多个显示比例尺之间的连续、协调切换[1-5]。

在制作多级比例尺电子地图的过程中，考虑到各级地图数据的更新，应尽量使用同一数据源。因此多级比例尺电子地图数据处理、制作的核心主要是根据显示比例尺对同一比例尺数据源进行地理要素内容的选取，以此来解决地图负载量和多级显示比例尺之间的矛盾。

2 各要素选取方法的研究

2.1 数据处理

为便于地图要素自动选取，需要对源数据进行处理。

1）水系数据。进行悬挂点处理，采集面状水系的水系结构线，构建水网，并在水系交叉口处进行打断处理。

2）道路数据。进行悬挂点处理，道路交叉口处打断。

3）数据字段。为了不对源数据进行删除操作，对所有要素层增加“visible”字段，赋值使其默认为“0”，通过控制visible的值实现不同级别比例尺显示不同的内容。增加“level”字段，按各显示级别赋相应属性。

2.2 点状地名

国家测绘地理信息局先后组织生产的1∶25万、1∶5万点状地名数据库是中小比例尺地名数据的主要数据源。本文将以点状地名为例，综合考虑居民点的行政等级和图面负载量等因素，研究其自动选取方法。

1）按照显示比例尺进行地物要素与注记符号的设置。

2）利用ArcGIS的高级智能标注引擎Maplex Label Engine，以地名点行政等级即重要性设置地名的标注规则，调整不同标注位置参数，根据标注间动态避让，计算出图上所有标注的最佳放置位置，得到不同显示比例下标注的地名。

3）在不同显示比例尺下选择标注的地名要素。为保证各级电子地图显示要素的一致性，在下一级更大显示比例尺状态下需要修改上级已选择的点状地名数据的重要性，保证在下级比例尺下被选择。

影响点状地名选择的关键因素是设置不同的动态标注参数，在实际应用时需要根据实际情况实验不同参数的效果。

2.3 点状居民地

点状居民地是不依比例尺表示的居民点要素，主要是指单幢房屋、普通房屋、蒙古包、放牧点等。该层数据采集密度大，分布较分散，严重影响图面清晰度，增加地图负载量。本文研究点状居民地数据层制图表达的意义及与地名定位要素的关联。设定其与地名定位要素及真形居民地的空间位置关系，完成点状居民地的自动选择。首先根据显示比例尺分别设置点状居民地与真形居民地，人工地名层中乡镇、行政村、自然村3层要素空间位置距离关系，然后利用ArcGIS的Select by Location，选择一定距离范围内的点状居民地，选择距离值按照显示比例尺越大值越大的原则来确定，达到每一级居民地分布显示的层次性。

2.4 道路、水系

道路、水系等线状地物自动选择的基本思想是根据道路、水系要素的等级、长度来简化路网、水网[6]。以道路为例，首先分析制图区域内路网道路类型的分布特征，根据道路类型属性值设定等级。经多次实验证明，道路划分等级越少，简化效果越明显。如果乡村路、小路比较多，则乡村路、小路划为最低级，如表1所示。

表1 道路等级对照表

其次，根据道路属性表中长度值字段，分析确定简化的最小长度值。最小长度参数在一定程度上决定了所生成的简化道路集合的间隔长度或分辨率。利用ArcGIS10.0中的Thin Road Network工具，该工具可在保证道路网连通性的情况下，删除“重要性级别较低，且长度小于指定值”的道路，从而实现路网的取舍表示。该工具的结果就是等级、可见性锁定、分辨率以及道路几何形态和连通性等方面要求之间的一种平衡折中。在不同显示比例尺下需要调整道路等级表，调整简化的最小长度。为取得最佳取舍效果，可以指定不同长度，反复进行路网的简化，或者长度、等级这2个参数组合进行。

2.5 其他要素

其他地物要素如线状、面状居民地等，可以根据属性代码来统一选择，决定是否显示。或者设定不同显示比例下要素显示符号的样式、颜色等，从视觉上弱化其形状碎部特征，使电子地图的显示具有相似性。

3 应用实例

本文依托甘肃省警用地理信息平台建设项目，应用于甘肃省警用电子地图13～14级矢量电子地图生产。13级警用电子地图显示比例尺为1∶48 000；14级警用电子地图显示比例尺为1∶96 000。采用源数据比例尺为1∶5万。应用本文方法对点状自然村级地名、居民地、水系、道路等制图要素进行自动选取。

3.1 点状地名

以点状地名中自然村级地名为例，图1是源数据中自然村级地名点数据；图2是自动选取后自然村级地名点数据。二者在第14级显示比例尺下对比，综合选择后的自然村级地名点数据占自然村总数的40%左右。

图1 1∶5万自然村综合前（显示比例1∶96 000）

图2 1∶5万自然村综合后（显示比例1∶96 000）

3.2 点状居民地

在地名层综合基础上，进行点状居民地的自动选择。分别设置真形居民地周围400 m、乡镇级地名周围400 m、行政村级地名周围250 m、自然村级地名周围200 m，空间位置距离内的点状居民地被选中并显示，距离外的不显示。图3为源数据，图4为经处理后得到的点状居民地。

图3 源数据中点状居民地图面显示（显示比例1∶48 000）

图4 点状居民地自动选择后图面显示（显示比例1∶48 000）

3.3 道路、水系

根据表1设定道路等级，采用本文提出的数据处理方法，设置最小长度参数10 km。在保证道路网状结构连通性的情况下，对10 km以内的路网（图5源数据）进行数据选择，得到自动选择后的路网图面显示效果（图6）。

图5 自动选择前道路图面显示（显示比例1∶96 000）

图6 自动选择后道路图面显示（显示比例1∶96 000）

水系要素与道路相同，需要分析水系数据，设定水系等级及水网简化的最小长度参数。

4 结 语

基于ArcGIS主流地理信息平台进行各要素的自动选取，具有可操作性、普适性，相较于一般电子地图生产方法更加快捷、科学，达到了改进作业方法、提高工作效率的目的。由于各制图区域的差异，本方法中相关参数的设置和等级划分需因地制宜。

[1] 胡志蕊，祝国瑞，徐智勇. LOD技术与制图综合在多尺度地图适时显示中的应用研究[J].测绘科学，2006,31(5):78-79

[2] 成建国. “数字城市”建设中的地图综合技术[J].地理空间信息，2006,4(1):69-71

[3] 江南，曹亚妮，赵军喜，等.不同密度区电子地图多尺度显示模型的建立与应用 [J].武汉大学学报：信息科学版，2013,38(4):465-469

[4] 江南，白小双，曹亚妮，等.基础电子地图多尺度显示模型的建立与应用[J].武汉大学学报：信息科学版，2010，35(7):768-771

[5] 白小双，江南，肖颖俊.中小比例尺基础电子地图多尺度显示的尺度划分 [J].测绘科学，2014,39(5):126

[6] 王有弢.网络电子地图要素自动综合方法研究 [J].矿山测量，2013(6):52-55

[7] 屈鹏，鲍立尚，李霞.基于ArcGIS的居民点综合[J].测绘与空间地理信息，2012,35(8):143-144

P208

B

1672-4623（2015）04-0171-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.04.061

孙丽敏，工程师，主要从事GIS数据处理等方面的研究。

2015-04-02。