福州市行政区电子地图的设计与研究

官文洁

(福州市勘测院　福建福州　350003)



福州市行政区电子地图的设计与研究

官文洁

(福州市勘测院福建福州350003)

为专题地图生产在理论、方法和技术上提供参考，文章结合《福州市行政区电子地图》设计与制作过程，介绍了行政区电子地图的编制方法，探讨了电子地图的总体技术路线、电子地图设计、制图加工、地图数据整理等技术问题。

行政区；电子地图；地图设计；制图加工

0　引言

目前，“数字福州”建设正积极稳步推进，福州市数字城市地理空间框架已趋于完善。福州市“空间地理基础数据库”数据共享服务平台、公众版电子地图服务平台已基本建成。福州市五大基础空间数据库(DLG、DOM、地址编码、地下综合管线、DEM)陆续建成并投入使用，为“数字福州”迈向“智慧化”提供基础空间数据。福州市行政区电子地图的编制，将为政府重大决策、电子政务建设、应急指挥、社会公众服务等提供统一、权威的空间定位基础，对促进我市信息化建设具有重大意义。

1　总体技术路线

福州市行政区电子地图包括矢量电子地图与影像电子地图。

(1)矢量电子地图以2012年福州市大都市基础测绘1∶2 000、中心城区1∶500数字线划地形图为基础资料；以现势好、精度高的1∶500规划竣工数据、最新的高分辨率航空影像数据等为补充数据，对矢量电子地图进行更新。

(2)影像电子地图以现势性2012年福州市大都市基础测绘1∶2 000正射影像数据为基础，融合2015年福州城区正射影像数据。

对上述数据更新、融合后，在此基础上进行地图编制，缓存切片最终形成矢量电子地图、影像电子地图(网络发布格式)，见图1。

2　电子地图编制

2.1编制技术路线

矢量电子地图以DLG数据框架(河流、道路、建筑物)为主要数据源，经过图层设计、符号设计、数据分级、可视化设置；影像电子地图以航空影像为基础，并配以矢量线划和适量注记，详见图2。

2.2图面设计

图面设计是在特定的比例尺下，对图面布局与配置、清晰度及美观性等内容进行分析设计，即图面内容是否满足地图表达的需要，包括符号(类型、样式、大小、颜色)、注记(字体、大小、色彩)、色彩等设计，形成配图模板，指导后续工作。

(1)图层设计与空间配图

电子地图表示是通过用不同图层表示不同内容，根据地图表达需要，按图层加载需要各类数据，并根据符号库文件和字体文件，将地物与符号进行挂接，初步形成电子地图。

(2)精细化编辑

根据配图模板，将经过数据处理的数据进行符号化表示，同时对不合理的地方进行精细化编辑，以满足在线地图展示的需要，如图3所示。

(3)符号库设计

地图符号可分为点符号、线符号、面符号和文本符号，它是地图与GIS表达空间信息的语言单位，通过符号表达信息内容。

符号的制作是基于ARCGIS软件平台创建各种符号并直接应用于要素和图形，使用“样式(.Style)”的方式将多种符号组合到一起进行存储、管理和共享。在Style中，根据符号的几何类型，通过Styles Manager打开样式管理器，可增加多个自定义的“*.Style”文件，以此管理、制作各级别的符号。

由于ARCGIS基于字体文件驱动的符号库，对于特殊点符号，由于字体库文件没有符号模板，需要单独制作字体符号，制作特殊点符号。本次项目基于AUTOCAD、Font Creator 软件平台制作字体文件。

特殊符号制作的程序如下：

①基于AUTOCAD或CorelDraw等绘图软件平台，依据地图符号的规格与样式，绘制地图符号样本图片(*.jpg)。

②基于Font Creator软件平台，将绘制好的符号样本图片逐个转化成可编辑矢量字体模型数据，作适当编辑与调整后编制为字体符号，然后将制作好的字体符号进行分类整合转化为字体符号文件库(*.ttf)。

③基于arcgis软件平台，利用符号编辑工具，对字体符号逐个进行色彩、大小调整，编制成ArcGIS平台能使用的符号，然后将制作好的符号进行分类整合形成项目要求的符号库(*.style)，如见图4和图5所示。

2.3地图配图

地图配图是在ARCGIS软件平台中进行，主要工作如下：

(1)数据加载与图层组织

矢量电子地图与影像电子地图采用的数据源不同，采用不同的图层组织。矢量电子地图加载数据：图面注记(水系、交通、居民地及信息点注记等)、点状要素(信息点位置)、线状要素(铁路)、面状要素(水面、交通、居民地、绿地)等；可以调整图层顺序，使图层由上而下为:注记层、点要素层、线要素层、面要素图层。影像电子地图加载时，充分考虑影像地图的特点，减少压盖，保证图面清晰、易读，只加载道路注记、铁路地注记、水系注记、及相对重要的信息点注记和符号等。

(2)地图要素符号化处理

采用基于ArcGIS的电子地图配图，加载数据后，并设置每级的显示比例尺，按照地图符号样式，根据地图要素和地图符号库进行对应，将地图要素符号化，完成电子地图的配图工作，使地图美观、清晰、易读。如见图6所示。

2.4地图整饰处理

在完成电子地图的基本配图后，后期对电子地图整饰处理，主要包括路口溶解、注记动态标注、注记避让(压盖)、立交桥、地下通道、过街天桥以及东部办公区图面优化处理等。下面重点介绍福州市东部办公区图面优化处理的方法：

东部办公区是福州市局级单位集中办公场所，每一栋楼有近10家行政单位，每一个信息点都很重要，根据图面载负量，每一栋楼只选择有代表性的单位在图面表达，配置对应点位符号，这样能直观展示到图面的单位较有限，为化解这个矛盾，方便用户快速定位，针对此片区域优化设计。主要思路：在18级显示办公区的楼栋号信息，19级将单位名称信息跟点位信息表达对应的楼栋上，在同一栋楼的单位共用一个信息点符号。具体处理结果见图7和图8。

2.5地图瓦片库建设

电子地图制作完成后，对其进行服务发布和瓦片制作。按照本次建设要求，对全市18～19级矢量电子地图，影像电子地图分别进行地图缓存瓦片裁切。项目基于在ArcGIS Server中，将制作完成的地图文档(MXD或MSD)发布为地图服务。ArcGIS 提供了一套完整的切图方案，从地图的发布到缓存的创建以及管理维护，都体现了工作流的思想。

(1)地图切片技术流程

通过对保存的地图工程文档进行缓存切片处理，形成地图瓦片数据库；本次地图瓦片库生产包括18～19个级别，2种类型：矢量电子地图、影像电子地图。具体流程详见图9。

(2)地图切片参数

根据项目设计要求，本项目切图主要参数如下：

①坐标系统：本项目提供2 000国家大地坐标系统下和福州城市地方平面直角坐标系的瓦片数据，将配置好的电子地图数据进行切图生产。

②切图比例尺：瓦片数据分为18～19级，切片等级与切图比例尺之间的对应关系如表1所示。

表1　地图切片比例尺

③成果样图

切片建库后的地图瓦片库样图见图10和图11。

3　技术难点及解决办法

3.1基于多源数据融合的数据更新技术

地图的现势性就是地图的生命力，在城市快速发展的当下，如何保证电子地图的现势性，成为地图的编制难点。经过多次试验和研究，通过采用多源数据融合技术，可以大大提高地图的现势性。

地图更新充分发挥城市大比例尺数据资源优势，特别在城市规划建设、竣工测量、航空影像、卫星影像及各种专项调查资料。在多源数据资料利用过程中抓住现势性原则和精度优先的原则，首先以现势性高的资料为更新依据，在现势性一致的情况下以精度高的资料为依据，在保证现势性情况下尽量提高数据源精度。目前主要采用更新源特点：

(1)最新航空正射影像现势性高，覆盖全面，是优先采用的更新数据源，并作为地图更新的基本资料，其它资料在与其进行比较后选择性采用。

(2)建筑放样数据，现势性超前，但数据仅限局部有工程资料的地块，一般是重点工程或已经动工但未建设完成，是电子地图的一大亮点。

(3)建筑竣工测量数据，现势性强精度高，在各种资料重叠的情况下，是最优先采纳的更新源，仅限局部有工程资料的地块。

(4)其它地理国情普查、部件调查、地名普查、高分辨率卫星影像等数据资料，是更新电子地图辅助资料。

通过以上各类更新数据资源利用，在保证地图现势性和精度同时，极大提高地图实用性，及时满足各行各业用图需要，且大大节约建设成本，缩短成图周期。

3.2基于网格化分级抽稀技术

信息点不仅是电子地图展示的重要要素，而且是用户查询定位的后台数据库。由于本次项目采集的信息点非常多，且在城市中心密集存在，如全部在图面上展示信息点符号和名称，将极大影响地图的美观。如何保证地图直观美观、又方便查询定位，成为项目建设的技术难点。

经过多次试验区数据测试研究，通过采用网格化分级抽稀信息点表达技术，全部的信息点数据导入到后台数据库中，供用户查询定位，而通过网格化分级抽稀综合方法选取重要的、有标志意义的信息点进行图面展示。

网格化分级抽稀综合方法主要是根据比例尺分级设置合理空间网格大小，然后设置信息点类别权重，再根据网格与信息点的空间关系以及信息点权重关系提取要展示的信息点。通过上述自动化提取，既保证权重高的信息点能在地图直观表达，又使信息点在地图合理分布、使地图更为美观，减少了人工挑选工作量大、密度不均匀、重点不一致等缺点。

3.3立体交通直观表达

随着城市交通基础设施迅猛发展，立体交通设计与建设都十分复杂，导致人们经常出现在立体交通中走错及迷路的情况。如何在室内提供给用户直观立体交通连通信息的地图，是本次项目解决又一技术难点。

采用线面两层数据结构，对电子地图进行精细化编辑，达到了立体交通立体展示效果。通过比对高新影像，对一般道路、立交桥、高架桥、桥梁等交通要素的上下空间关系以及连通关系细化绘制，将立交桥、高架桥等要素根据实际层数以及连通关系分层绘制，道路连通的接口不绘制道路边线，不连通的接口绘制道路边线，使用户直观明白各层道路的连通性(图12)。

4　结语

通过福州市行政区电子地图建设的实践与研究，为今后电子地图生产、更新提供借鉴，将有效降低地理信息项目建设成本，缩短建设周期，促进地理信息在政府决策和电子政务建设中的广泛应用，同时发挥基础地理信息资源的最大效益。从根本上改变当前的地理信息服务模式，为政府、企业、社会公众等提供权威高效的地理信息服务，有效缓解地理信息服务需求矛盾，大幅度提升我市地理信息公共服务能力。

[1]崔文红.电子地图的应用及发展趋势[J].测绘与空间地理信息, 2008, 31(3):87-89.

[2]陈盛银.地理信息系统电子地图设计[J].测绘与空间地理信息, 2012, 35(12).

[3]胡珂.遥感影像与电子地图配准及基准图生成方法研究[D].上海：同济大学, 2005.

[4]王均, 王红.电子地图符号体系与符号库标准的研究[J].测绘科学, 2003, 28(2):12-15.

The Design And Research Of Fuzhou City Administrative Region Electronic Map

GUANWenjie

(Fuzhou Institute of Geotechnical Investigation and Surveying， Fuzhou 350003)

In order to provide references for future production of thematic maps in theory, method and technology.in this paper, combined with the “Fuzhou City Administrative Region electronic map” design and production process, the formation of the administrative region map was introduced, and several main technical problems were discussed, such as the overall implementation route for the map, the design of electronic map, the electronic map processing and map data sorting out.

Administrative area; Electronic map; Map designing;Map processing

官文洁(1967.05-),女，工程师。

E-mail:362839467@qq.com

2016-06-02

P2

A

1004-6135(2016)07-0113-06