地理数据库驱动的地形图制图表达技术及集成应用研究

张秋月

摘 要 地形图作为基础地理信息最直观的表达载体，在国民经济与国防建设中获得广泛的应用，多种地理信息数据除了应用到各行各业的用户当中外，图形化的制图数据在其中同样发挥着至关重要的作用。长期以来，在经济发展水平与技术条件的限制影响下，国家基本比例尺地形图的更新非常缓慢，内容陈旧，大多数是20世纪的测绘或修测，而用户地形现势图的需求基本是几个月或几年，因此对其进行更新刻不容缓。基础地形图具有可靠性高、更新速度快和现实性强的特点，可以为制作和更新地形图提供有效的数据，但是基于地形图在生产技术更新方面存在缺陷，致使更新速度与现势性远比不上基础数据图，为此需要不断改造升级地形图的制图与技术的更新。

关键词 地理数据库驱动；地形图；制图表达技术；集成应用

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）211-0119-02

近年来，随着我国社会经济的高速发展，国家基础地理数据库实现了逐步建设和更新，国家已经建成1︰100万、1︰25万和1︰5万的数据库并实现了动态化的更新，更新速度为一年一次，关于1︰1万的基础地理数据库在全国大范围内已经建立，更大比例尺寸的地理框架在许多城市也已经建立，各地根据自身发展情况和经济条件，实现了快速化的更新。

1 地理数据库驱动的地形图制图表达理论

地理数据库在一定程度上可以将空间对象抽象为3种类型，即点、线、面，以标准分类与编码标准分层为依据，可以将空间地理实体各方面数據的集合较为直观的反映出来，即位置、属性和拓扑关系等，国家基本比例尺地形图具有四大基本特征，肩负着重要职责，即信息负载和存储、注记和地图整饰、地图模拟和模型、认知和感受，在地图符号、标记和整饰的帮助下，根据制图规范规定的样式可以实现对地理信息的有效传达。

地理信息系统源自于计算机辅助地图技术，其技术发展能够有效推动地图制图技术的发展，但是基于地理表达对象，二者特质相同，要求和基础相同，在具体应用中范围不同。然而，在多种原因的影响下，如应用需求等，地图制图和空间数据管理在当初数字化环境下没有得到有效的统一和融合，导致严重限制了后续的发展，制图和数据库一体化的实现成为急需要解决的重大科技问题。

基于当下地理数据库和地形图产品二者相辅相成和各自独立的局面，在数据库一体化制图技术的影响下逐渐将一体化的思想提出来，即先将基础地理数据库建立起来并将制图数据库衍生出来，然后在GIS软件所具有的制图表达功能的帮助下，采用符号化的形式来完整的表达地理数据，最终确保用图者的需求能够得到最大限度的满足。

2 地形图制图技术研究

2.1 含义和重要性

第一，含义：地理数据库驱动的地形图制图技术主要借助地理数据，采用一体化模型扩展存储制图数据的模型，将基本素材库结合起来，自动配置和派生制图信息，如专用符号库、图廓整饰库等，然后经过智能优化和交互调整，生产出与国家标准相符的地形图制图数据，这对于一体化的存储与管理地理和制图数据至关重要。

第二，重要性：其可以有效弥补当下地形图生产的空白。与当下测绘行业发展模式相适应，可以在地图制图方面应用属性管理技术，有助于在关系数据库的支持下进行地图编辑操作，并且在传统GIS数据生产流程后期有助于地理信息数据的建库，从而可以实现地图出版处理，即配置符号、图廓整饰和注记处理等。同时，有助于集成管理和联动更新“地形-制图”。基于数据库的地形图制图可以凭借数字地图制图功能，通过对制图工作中所有工作内容的抽象，可以促进制图模型的形成，然后在地形数据库中存储，供制图人员能够从地形数据中将全套图面的表达内容衍生出来，并且该模型可以在其他制图工程中进行重复使用，以此有助于促进地图制图效率的极大提高。

总之，该地形图制图通过采用一体化存储模型可以在地里数据库中扩展制图数据，这对于集成管理地理数据和制图数据至关重要。

2.2 多源驱动的要素智能符号化

地图符号是地图表达地理空间信息的语言单位，根据符号的视觉变量可以将不同的空间信息传输表达出来，而地图符号库则是对信息进行描述的符号集合，地图的基本特征之一便是采用地图符号将地理事物的现象表达出来，用图者通过正确解决地图符号，可以将地图所传达的地理空间信息更加直观的表达出来。

所谓的地图要素的符号化，即地形要素的制图配置，主要是通过配置图面符号和特殊效果，根据制图配置规则来符号化地形要素的过程中，一般需要严格遵循两个规则，即制图规范和配置符号的动态、可编辑。

2.3 属性驱动的智能化注记配置

地图注记是一种专门传输地图信息的语言，可以说明和补充地图符号，促进地图可读性与转译性的显著提升。然而，关于这些工作十分繁琐且复杂，自进入数字化时代后关于这方面的研究非常多，但是基于数据库且相对成熟的注记派生算法仍然没有形成。为此，智能化的配置地图注记是影响与评定地图制图系统优劣性的重要指标。

首先完成注记配置原则的制定，并在数据库中存储，然后采用地理数据库中的属性数据将可编辑、静态显示、联动更新的特性地图注记自动派生出来，最后通过对不同权重的设置可以有效的避让优先级或在发生冲突时将自动隐藏规则设定下来，以此注记之间、符号之间的压盖冲突可以得到有效解决。在该技术的帮助下，可以准确的定位和派生具有要素属性的驱动注记，且基于逻辑性可以有效的解决注记显示的冲突问题，从而可以促进地形图制图美观性和高效性的显著提高。

2.4 元数据驱动的智能化图面整饰

在生产传统分幅地形图制图过程中，都需要单独的完成每幅图的图廓整饰，且多采用手工方式进行配置，具有较强的人工干预性，导致制图效率不高。为此，可以在先将整饰要素构建起来的基础上进行自动生成和配置规则，内容主要由地形数据库元数据派生出来，定位时需要严格按照国家标准式规范，在后台整饰要素素材库的辅助支持下，可以得出图面图廓的整饰效果，最后在数据库层次的支持下可以自动生成和配置整饰要素。

3 集成应用研究——国家1︰5万地形图制图工程

3.1 应用

地形图作为基础地理信息最直观的表达载体，已经被广泛的应用到国民经济与国防建设当中。针对新形势下地形图更新技术和测绘地理信息发展要求间的冲突，再加上基础地形图数据库的完备性，早在2008年国家测绘地理信息局已经对1︰5万地形图制图工程进行立项，更新后期具有更高的可靠性和更强的现势性，在地理数据库驱动地形图制图存储模型与表达规则的帮助下，通过对快速制图和集成管理软件系统的研究，可以促进制图编辑工作自动化水平的极大提高，进而关于国家基本地形图制图数据可以智能化的完成，即快速制图、打印准备和集成管理，从而可以高效地完成该制图数据库的建设工作。

新版国家基本地形图制图和数据建库是更新国家基础地理信息数据动态项目的重要内容，在最新地形要素数据库的基础上，利用制图技术可以对制图数据进行规范、更新和印刷，最终有助于一体化的存储和集成管理地理数据、制图数据。

3.2 成效

为更好满足实际应用需求，该制图工程经过更新后具有更强的规范性、更高的可靠性与更好的现势性，成功研发出具备全面功能、友好界面、稳定性能、实用性高和规模化的软件系统，实现了快速制图和建库管理，同时通过广泛实践，实现了一体化的存储和集成管理全面地理与制图数据，对地理和制图数据进行快速的联动更新，可以进一步完成地形图制图数据的标准纸质印刷。

4 结论

综上所述，本文在系统介绍地理数据库驱动的地形图制图表达理论的基础上，对其技术和集成应用进行了详细的探究。

参考文献

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