1:50000基本比例尺地形图一键成图技术研究

2020-02-03王玉丽

电子技术与软件工程 2020年14期

王玉丽

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830002）

1:50000基本比例尺地形图在我国经济社会发展中应用广泛，是国防建设、国民经济建设的基本用图，1:50000 基本比例尺地形图表示了地表上居民地、道路、水系、境界、土质、植被等基本地理要素，是反映工程选址、规划设计、行政管理等信息的基础载体。目前国家1:5 万比例尺数据库更新工程已建设完成，基本比例尺数据库文件成文国家、省市基础测绘部门下发的主要数字产品。传统制图方式多数基于geoway、autocad 等制图软件，通过逐层符号化，逐要素编辑等步骤开展制图工作，生产周期长，且多数为人工检查产品质量，需要探究新的技术路线和制图方法实现快速制图目的。利用数据库数据开展1：50000 基本比例尺地形图制图工作，不断满足各行业建设发展用图需要。

1 关键技术手段

1.1 地理数据库

地理数据库是应用计算机数据库技术对地理数据进行科学的组织和管理的硬件与软件系统，自然地理和人文地理诸要素文件的集合，是地理信息系统的核心部分。它包括一组独立于应用目的的地理数据的集合、对地理数据集合进行科学管理的数据管理系统软件和支持管理活动的计算机硬件。地理数据库属于空间数据库，表示地理实体及其特征的数据具有确定的空间坐标，为地理数据提供标准格式、存贮方法和有效的管理，能方便、迅速地进行检索、更新和分析，使所组织的数据达到冗余度最小的要求，为多种应用目的服务。

地理数据库对地理属性数据可采用通用数据库管理系统进行管理，而对地理空间数据则需采用专门的空间数据管理系统进行管理，并在两者之间建立有效的连接。地理数据库是地理信息系统中最主要的数据基础，应用于地理过程、地理环境分析评价与制图。

个人地理数据库是地理数据库其中之一，是可存储、查询和管理空间数据和非空间数据的Microsoft Access 数据库，在Microsoft Access 数据文件中存储和管理的ArcGIS 地理数据库的原始数据格式,数据格式的大小有限制且仅适用于Windows 操作系统，具有较小的数据集,是单个用户和较小的工作组,允许多位读取者和一位写入者。

1.2 制图表达

制图表达是一个要素类属性，用于指定和存储一系列规则，这些规则将指定要素类中要素的绘制方式。一个要素类可具有多个制图表达，从而允许同一数据能够针对不同的用途以不同方式进行显示。制图表达规则包含符号图层和几何效果，以定义制图表达中一组相关要素的绘制方式。制图表达规则可存储在样式中，以便在其他制图表达中共享和重复使用这些规则。

在基于GIS 数据的制图中，大部分都是使用的数据+符号应用的这种模式。对应在ArcGIS 体系里面，就是数据+地图文档的模式。这种模式的好处就是能够保存数据和地图的独立性，任何的地图渲染都不会影响数据本身。通过在地理数据库中随地图数据一起存储基于规则的复杂符号，要素类制图表达为地图符号系统的使用提供了更大的灵活性和控制力。在地理数据库中创建要素类制图表达的不同方式，将符号化图层转换为要素类制图表达。

图1：软件总体框架图

图2：应用展示子系统开发架构图

图3：系统主界面

1.3 面向对象

OOAD（Object Orient Analysis & Design，面向对象分析和设计）方法是当前主流的软件开发方法，通常采用基于UML（统一建模语言）的图示法来表示信息系统建设中所涉及的各类概念、关系及方法。在应用系统建设之前，通过需求捕获和领域分析，抽象出业务领域模型，制定与模型相关的元数据，在此基础上设计出系统的整体架构、接口、数据结构。常用的面向对象分析和设计方法工具有Visio、Enterprise Architecture、IBM ROSE 等。本项目中将主要用到Visio 和Enterprise Architecture 工具进行面向对象分析和设计。

2 软件总体设计

2.1 技术指标

1:50000 DLG 数据一键成图软件主要实现1:50000 DLG 数据的一键成图（符号化和图幅整饰等），能够生成基本满足《 GBT 20257.3-2017 国家基本比例尺地图图式第3 部分：1:25000、1:50000、1:10000 地形图图式》的MXD 文件（ArcGIS 格式）和AutoCAD格式的DWG 文件。满足以下两方面的技术指标要求：

2.1.1 1:50000 DLG 数据一键成图工具

根据提供的满足《1:50000 数据库更新工程地形要素数据说明》数据标准的标准分幅的1:50000 DLG 数据（MDB 格式）和元数据文件（XLS 格式），能够自动生成基本满足《 GBT 20257.3-2017 国家基本比例尺地图图式第3 部分：1:25000、1:50000、1:10000地形图图式》的MXD 文件（ArcGIS 格式）。

2.1.2 DWG 输出插件

根据1:50000 DLG 数据一键成图工具生成的标准分幅的MXD文件（ArcGIS 格式），在AUTOCAD 中能够自动生成基本满足《 GBT 20257.3-2017 国家基本比例尺地图图式第3 部分：1:25000、1:50000、1:10000 地形图图式》要求的DWG 格式文件。

2.2 软件功能设计

2.2.1 基于模板库的一键成图技术

基于国家新的《 GB/T 20257.2-2017 国家基本比例尺地图图式第2 部分：1:5000 1:10000 地形图图式》规范要求，制作了1:50000 DLG 地形图图式的模板库，程序可以基于模板库自动生成符合国家要求的制图数据。如果将来国家图式调整，只要修改模板库即可，而不用修改程序。

2.2.2 生成两套符合国家标准的制图数据

通过系统可以生成两套不同数据格式的符合国家标准的制图数据：一个是在ArcGIS 环境下的制图成果数据，另外一个是AutoCAD 环境下的制图成果数据。满足不同软件平台下的制图要求。

2.3 软件总体框架

2.3.1 总体框架

软件总体框架图如图1 所示。

（1）RealStyle.Common.DLL：1:50000 DLG 数据一键成图软件基础动态链接库。提供了一些基础核心的算法和类库。

（2）RealStyle.LocalUser50000.dll：提供了1:50000 DLG 数据一键成图软件许可的核心算法和类库。

（3）OneKeyToCartograhic.exe：基于1:50000 原始库体DLG数据生成图库一体化数据可执行程序。

（4）MDB2DWG.dll：AUTOCAD2012 下的1:50000 DLG 图库一体化数据生成DWG 数据的插件。注意：因为其中使用了ArcGIS Engine 10.1，而ArcGIS Engine 10.1 只支持在32 位操作系统下使用，因为需要安装AUTOCAD2012 32 位版本。

（5）RealStyle.RepresentationExtend.dll：通过新疆1:50000 DLG 数据一键成图软件生成的图库一体化数据，在ArcMap 环境下浏览和打印的程序符号动态链接库。目前支持ArcGIS 10.1 和ArcGIS 10.5 环境两个不同的版本。

2.3.2 开发框架设计

如图2 所示，该程序模块主要包含了四个方面，即：系统主框架模块、功能模块、系统配置模块及数据控制模块。

系统主框架模块为一键成图工具和DWG 输出插件最主要的应用程序。

功能模块包括三部分，即：功能操作模块、功能界面模块和功能逻辑模块。通过功能操作模块，可以获取系统实现该功能所需要的各种资源；功能界面模块主要是实现人机之间的交互功能；逻辑模块主要是为该项功能的逻辑实现提供保证。

系统配置模块主要是负责对该系统所有的配置信息进行逻辑管理。

数据控制模块主要是进行系统数据的基层操作，对系统的数据进行物理管理。