《江苏省第一次地理国情普查成果图集》的制图综合与快速成图研究——以宿迁市宿城区为例

谢 燕杨 柳黄亚萍

(江苏省基础地理信息中心,江苏 南京210013)

0 引 言

地理国情作为我国重要的基本国情,主要包括基本地理国情信息、城市化建设进程、地表覆盖变化、生态环境变化等内容[1]。开展常态化地理国情监测已成为我国测绘事业发展的新目标,是科学、准确、及时掌握国情国力的重要手段[2]。《江苏省第一次地理国情普查成果图集》(以下简称“《普查图集》”)的编制,全面反映了江苏省地理国情现状,重点展示了全省地表覆盖现状、基础设施建设、生态发展建设等情况及各种基础地理信息,是对江苏省自然地理和人文地理情况的高度概括。《普查图集》由序图、省级地理国情普查、市县地理国情普查、典型遥感影像解译样本4个图组构成,不仅为政府科学决策、宏观管理提供了有利依据,更使得地理国情普查成果为社会大众所了解,是测绘部门将国情普查成果充分开发利用的重要举措。

大型综合性地图集的编图程序与制印工艺复杂,是一项耗时耗力的系统工程[3]。市县地理国情普查图组是《普查图集》的主体部分,也是在图集编制过程中最耗时的环节。尽管计算机制图技术不断提高,但在地图快速缩编、复杂符号制作等方面仍然难以达到快速优质的应需要求[4]。本文以市县地理国情普查图组中宿迁市宿城区为范围,通过对地图集数据进行生产制图,探索快速优质的地图集制作方法。

1 研究过程

《普查图集》是以江苏省第一次地理国情普查成果数据为基础,以1∶1万、1∶5万等基础地理信息数据和交通、水系等行业专题数据为补充,采用数据库技术、制图技术将普查成果与数据进行挖掘整理,用地图、影像、图表等直观的地图语言客观全面反映江苏省自然地理和人文地理国情要素的分布和数据特征的产物。

在《普查图集》的地理底图制作过程中,除了传统制图一直存在的成图慢、周期长的问题以外,最突出的问题在于地表覆盖数据过于精细,尤其在比例尺缩小后的图面效果易形成碎片化的细小图斑,椒盐现象严重,十分影响图面美观,对数据的制图综合要求较高。因此地表覆盖数据融合,即细小图斑的制图综合是否合理,对综合成果的质量有决定性作用[5]。本文着重从地表覆盖数据出发,研究地理底图的制图综合与快速成图方法。

地图制图综合是要对地图内地理要素及其属性进行综合,根据图集需求及规范对地理要素的质量、形状和数量进行取舍,本质是保留重要特征地物,合理舍弃次要特征地物,尽可能将地理实体特征正确直观地反映在地图上[4]。为了使细小图斑制图综合能够按要求完成,作业前需要对地理要素设定相应的综合规则,使得人工和计算机在处理地物综合时候能够保证一定客观性。本文中所涉及的规则主要包括地物重要性规则和地物选取综合规则两大类。

1.1 地物重要性规则

地理要素地物的重要性级别的确定是地图使用者根据自身的需要和研究目的对地理要素进行的分级。其重要性确定可由许多要素决定,如地理空间实体的大小尺寸、周围环境等。针对江苏省地理国情数据[5],设定一级地类的重要性强弱顺序为:居民地(大类编码05)、水系(10)、耕地(01)、园地(02)、草地(04)、林地(03)、交通(06)、其他土地(07、08、09)。国情图集的地理要素制图综合涉及到所有的地类图斑,先综合哪些,后综合哪些,需要根据重要性程度排列,不能随机操作。越先被综合的地理要素,所受的干扰因素越少,而越后综合的所受的干扰因素越多。由于在《普查图集》预先设定的比例尺下,道路要素将用线类型表示,因此地表覆盖中的道路类别(面状)将首先被综合。综合过程即将其图形进行拆分,并与周边图斑进行合理地合并融合。按照地物的重要性顺序,江苏省地图册的地表覆盖综合顺序为:交通(06)、其他土地(07、08、09)、林地(03)、草地(04)、园地(02)、耕地(01)、水系(10)、居民地(05)。

1.2 地物选取综合规则

地物选取规则是制图综合的正式开始,需要遵循相应的选取原则:① 遵守从高等级到低等级;② 针对不同区域(苏南与苏北的地物特征差异)的不同标准,将空间地物的差异性影响减少到最小。图斑根据选取内容进行选取综合,最重要操作是将细小图斑与邻近图斑进行融合。融合操作后,被融合的对象(细小图斑)继承了融合对象(邻接大图斑)的属性值,将有效减少图面椒盐现象。在细小图斑的融合对象挑选中,同地类、同属性、同级别中,属性面积大的优先选取保留,各类要素确定最小上图面积,并对未达到要求的图斑数据进行数据综合。各类地物要素选取最小面积规则如下。

(1)水系:水系要素需正确反映河系类型与水网结构。线状水系要素选取图上长度大于1 cm的图斑;线状沟渠网格密集区域需进行适当综合,保持网格间距大于图上距离3 cm×3 cm;面状水体要素要选取面积大于图上面积1 mm2的图斑,当图斑宽度大于等于图上距离0.4 mm时,需保持面状要素类型,当宽度不足图上距离0.4 mm时,要将面状要素删除,用相应的线状要素代替表示。

(2)道路:道路要素需保持交通成网特征。线型密集区域按照图上距离大于1 cm×1 cm网格进行综合;图上长度不足1 cm且平行间距不足3 mm的短小岔线需酌情删去。

(3)居民地:面状居民地要素选取图上面积大于2 mm2的房屋建筑区图斑,当图斑间距小于图上距离0.4 mm时,应对要素进行合并。宿迁地区特有的“L”型、“回”型建筑图斑保留了他们独有的建筑特征。

(4)地表覆盖:种植土地与林草覆盖要素(大类编码01、02、03、04)与构筑物(07)选取图上面积大于2 mm2的图斑表示;人工堆掘地(08)与荒漠与裸露地表(09)选取图上面积大于4 mm2的图斑表示。在选取要素的狭长图斑中,若间距小于图上距离0.2 mm时,同类要素应适当合并,不同类要素应共线表示。

在地表覆盖的数据综合之前,需先对水系、道路、境界线、房屋建筑区进行数据综合处理,并将水系、道路、房屋建筑区作为例外因子,为后期对地表覆盖数据替换融合做数据预处理工作。此外,对地理单元处理和构筑物进行处理,使得地图集具有更为丰富的专题数据,综合展现地理国情普查成果。

在对原始地表数据的处理完成后,要根据不同比例尺精度的要求因地制宜,制定水路避让、注记冲突处理、境界跳绘、水系渐变等制图知识规则;通过对地图要素表达、注记风格、图廓整饰的设计,定制相应符号化方案、配色方案、注记方案与图廓整饰方案,并进行国情地图模板定制,开发快速成图模型,将江苏省地理国情数据库快速升级为图库一体化的数据模式,加快完成快速成图。

2 研究结果及分析

实验数据取自宿迁市宿城区的地理国情普查成果数据。宿迁总体呈西北高、东南低的格局,平原广阔,河网密布,为典型苏北水乡。整体地形西南、西北部为岗丘,农村地区许多村落沿河分布成长条状型。在《普查图集》设计中,宿城区地图成图比例尺为1∶140 000。根据本文技术路线,对宿城区地表覆盖数据进行综合处理、质量检查、模板升级等操作,完成了《普查图集》中宿城区的成果图制作。

2.1 地表覆盖数据缩编综合效果良好

在实施地表覆盖数据制图综合方案后,江苏省地理国情制图综合成果令人满意。从1∶40 000比例尺下土地覆盖数据综合前后的对比图组(图1)可以看出,整体图面的椒盐现象得到明显改善,制图综合效果明显。从1∶10 000比例尺下的土地覆盖数据综合前后的对比图组(图2)可以看出,面状道路被剖分综合至两边要素中,不足上图面积的面状水系以及其他土地覆被的细小图斑按照综合规则被分割合并至邻近图斑中。

图1 综合前与综合后的地表覆盖数据(1∶40 000)

图2 综合前与综合后的地表覆盖数据(1∶10 000)

2.2 《普查图集》成图规范统一,生产效率提高

图3 宿城区地理国情成果图(1∶140 000)

通过对地图点线面符号定制、对地图输出模板定制、地图表达规则定制,尤其是在制图表达发生重叠时刻显示顺序定制,改善了自动化制图产生的注记交错重叠的现象,使得输出的图集的色彩、符号、注记合理规范。在《普查图集》中市县地理国情普查图组中的宿城区成果图(3),在主图基础上编制组合多种比例尺的专题图。模板的制作极大简化了复杂地图设计过程,节省了制图成图时间,对图集进行规范统一,提高了图集质量。

3 结 语

江苏省地理国情普查成果图集的制作是一项繁琐工作,利用知识规则的制定,综合规则的确定对其数据综合缩编过程进行优化,使得地图制作过程变得简便、快速,大大缩短了编制时间。通过对ArcGIS符号库中符号样式的扩展与部分功能的二次开发,定制符合江苏省地理国情规范图式的制图表达与模板升级功能,简化了复杂的专题地图编制环节,节省了制图时间,并保证了图集的整体性和统一性,达到了快速优质应需的要求。