基于ArcGIS 和Illustrator 的水利专题图制作及应用

刘 浩，李 根

（1.湖北省荆门市水文水资源勘测局，湖北 荆门 448000；2.湖北省水文水资源应急监测中心，武汉 430071）

1 数据来源

地图中使用的数据按照类型分为点、线、面3类，来源分为水文测站数据和基础矢量数据， 性质为矢量图层。 湖北省荆门市水文水资源勘测局共设有水文监测站点163处，其中水文站13处、水位站20处、雨量站91处、土壤墒情站3处、水质监测站23处、地下水站点13处，其经纬度通过GPS测量获得（WGS84坐标系）。 基础矢量数据来自1∶100万全国基础地理数据库，数据是经过国家测绘地理信息局同意，在全国地理信息资源目录服务系统中免费向公众下载和使用。 数据含行政区（面），行政境界点（领海基点），行政境界（线），水系（点、线、面），公路、铁路（点、线），居民地（点、面），居民地地名（注记点），自然地名（注记点）等12类要素层矢量数据，数据年份为2017年，平面坐标系为2000国家大地坐标系。

2 数据处理流程

数据处理主要分为两部分。 在Arcmap10.2中完成所有数据整理，涉及经纬度数据的导入和展点、坐标系转换、要素名称标注、创建书签、图例、指北针、比例尺的制作、数据合理性检查等。将处理完的数据导入Illustrator中， 对数据要素进行符号化处理和修饰，完成专题图的制作。

数据导入。 在Execl中按照站点类型创建站点列表，按照序号、经度、纬度、站点名称、测站类型、站类级别等进行分类， 保存格式为SCV或XLS等。 打开Arcmap10.2， 点击菜单栏-文件-选择-添加数据-添加保存的SCV或XLS格式文件-打开内容列表框-选择表格-显示XY坐标数据-X为经度、Y为纬度-坐标系选择WGS1984-生成站点数据-点击鼠标右键-数据-导出数据-选择导出的文件夹-保存格式为Shapefile，最终形成站点数据。

坐标系转换。由经纬度生成的站点，其坐标格式为WGS1984， 为保证数据的一致性， 坐标系选择CGCS2000。 打开ArcTooibox找到数据管理工具-投影和变换-要素-投影-选择要投影数据-选择保存位置-选择输出坐标系。

要素显示。 为避免Arcmap在导入到Illustrator中，因要素颜色过多无法识别， 导致转换成位图数据的情况，需对添加要素进行简单的符号化处理。对点要素以黑色的圆进行显示、线要素设置成黑色线，线宽设置为0.8～1mm、面要素中的轮廓线与线要素设置方式一致，轮廓面要素不进行填充。

要素名称标注。将所有要素添加到绘图面板，在工具栏空白处点击右键—勾选标注—打开标注管理器—对需要进行标注的要素进行快速标注， 需注意所有要素均需显示标注， 在标注时可不考虑摆放位置，在Illustrator中对标注和要素进行重新摆放。

创建书签。 Illustrator中没有坐标系概念，而书签则很好地解决了这一问题， 书签的作用是存储图纸在某种比例尺下固定视图， 点击菜单栏—视图—创建书签。 当制作好的图纸在Illustrator中需要新增图层时，可以根据书签范围，按照原有位置固定摆放。

制作图饰。 布局视图中—点击菜单栏插入—图例—比例尺—指北针，按照图幅情况进行摆放，遵循指北针在图纸上部，图例、比例尺在图纸下部的原则。

导入Illustrator。 将上述操作过程进行检查，保证所需的数据和要素均已完成录入，避免出现遗漏。点击文件—导出生成ai格式文件，在Illustrator中进行符号化处理。

3 符号化处理

3.1 面状要素符号化

面状符号指的是在地图上呈面状分布的地理要素，面状符号的制作主要包括内部颜色填充、透明度调整，描边、不规则填充等。

内部颜色的填充。 选择要素进行内部颜色的填充，双击填充，可以根据规范要求输入相应RGB颜色值，调整填充颜色。

透明度调整。通过调整面要素透明度，达到美观的同时，显示面图层以下的所有要素，使地图更富有层次感。

修改描边。描边本质上是线状符号，可以按照线状符号制作的一般方法来绘制。

不规则填充。绘制好面要素填充符号，框选制作的符号—对象—图案—通过修改距离及大小， 达到想要的填充样式。

3.2 线要素符号化

线状符号指的是在几何上呈带状分布的地物，是组成地图图面的基础骨架，通常用来表示道路、河流、国界等符号。 线状符号的制作主要涉及宽度、颜色、线条样式等，对于一些特殊的线状符号，结构更加复杂，并且具有自己的特性，处理时在满足美观的同时还需兼顾空间位置的精准性。 本文以县级行政边界和河流为例，对不同类型线要素进行符号化处理。

县级行政边界符号化： 对这类简单的线要素处理，主要是通过修改颜色、宽度和虚线间隔及重复排列呈现出形态表达，该方法对于高速、国道、县道一般的分界线适用。

特殊线要素的处理：以河流符号为例，在1∶100万全国基础地理数据库中的河流、道路、行政分界等均是实地绘制，从GIS导入到Illustrator后，线要素节点和拐点密集，在制图过程中对这类特殊符号的处理难度较大， 可以提前在GIS中使用概化工具或导入到Illustrator中使用平滑工具，对节点进行抽稀处理。 其次是图纸表达中为表现水流具有方向性，常采用渐变的方式进行绘制，水系由上游开始，由细至粗渐变，由支流汇入主流， 在GIS中一般采用分段式线宽或制图表达来呈现，工作量异常之大，而Illustrator提供的艺术画笔快速解决了这类特殊要素的符号化处理。画笔功能包括书法画笔、散点画笔、毛刷画笔、图案画笔和艺术画笔5种，该方法可处理和解决一些特殊要素，如堤防、国界线、铁路等。其处理流程为：创建由细至粗的矢量图—拖入到符号库—保存为艺术画笔—选择河流—加载导入的艺术画笔—调整艺术画笔大小。

3.3 点要素符号化

点状符号在地图中用以标识地理空间上的所在位置， 一般的点状符号在Illustrator中只需要使用绘图工具来制作即可，如钢笔、多边形生成工具等，通过控制矢量图形的“描边“填充”和“图形样式”可以得到任意线型和矢量图形的描边。 对于特殊的点状符号， 用一般的制作方法不能完整地表现出地理位置和空间关系的属性，可通过“变换”功能对点状图元进行“移动”“缩放”“旋转”“对称”等操作将图元进行任意变换和组合，从而制作出种类多样、满足需求的点状符号。

3.3.1 点要素替换

ArcGIS导出到Illustrator后， 以圆形矢量图形式表现，按照规范要求制作符号，导入符号库。 以乡镇要素标注为例， 将绘制好的符号导入到符号库，替换掉由ArcGIS导出的要素符号， 重复上述操作，直到每个要素均替换完成，确保每个要素均进行了字符链接，在后续只需修改链接的符号，就可以进行批量修改。当出现如村名等大批量修改时，Illustrator软件自身无法进行批量替换，需要借助第三方插件和脚本。 Avenza Mapublisher绘图插件可以完成对要素的批量替换，但该软件为专业地图软件，目前均为收费版本，对个人用户而言，有一定门槛。 笔者推荐使用脚本工具，可以某一点为参考点，批量替换要素从而建立字符链接， 提高制图效率。 对于省、市、县、镇、村、景点、站点等这类符号的处理可直接采用上述方式。

3.3.2 旋转

如水文站等点要素， 需按照所在水系区分左右岸，同时角尖要与河流垂直。 可以点击要素，右键点击断开字符链接，对符号进行旋转和缩放。

3.3.3 要素摆放

当站点与站点要素距离较近，出现压盖、重叠等情况时，可以根据站点等级高低，从左至右摆放，标注名称相同则采用最高等级标注。

3.4 要素标注

地图标注主要是配合符号来说明符号所无法表达的有关定性、定量等方面的问题，是制图中工作量最大的一部分， 按照特点分为一般要素标注和特殊要素标注。

3.4.1 一般要素标注

一般要素标注使用于大多数的符号标注， 技术难度相对较小，难点主要在于数据量较大。主要方式是在绘制过程中根据标注的内容调整字体、大小、颜色、按照从上到下，从左至右，从面、线、点要素等，分等级进行标注。

3.4.2 特殊要素标记

特殊要素标记以河流为例， 河流标注字体为宋体左斜，可直接下载“东体”进行字体替换。根据笔者实际操作， 部分Illustrator版本存在字体不兼容的情况，无法加载“东体”，可以全选河流标注，点击工具栏效果—扭曲和变换—自由扭曲完成字体左斜。

3.4.3 文字整形

以河流为例， 河流名称以沿河展开的方式进行标注，导入到Illustrator标注均是一个词组，无法单独分开。 通过全选文字，点击字符窗口，设置所选字符的字间距， 点击对象—拼合透明度—将所有文字转换为轮廓，转换后逐一对文字进行调整。当完成对所有文字标注后，可对文字进行批量矢量化，这样能够避免在更换电脑后字体无法匹配的情况。 点击选择—对象—所有文本对象-对象-拓展。

3.5 图饰修整和成果导出

图饰修整是出图工序中最后一步， 当完成对所有要素符号化处理后，对指北针、图例、比例尺、图框等进行合理布置，完成最终出图效果。

指北针、图例、比例尺。遵循布局合理的原则，对要素进行有序摆放，因比例尺已在Gis中完成最终制作，不需要对其进行缩放，指北针和图例可根据图幅大小，在适当位置进行摆放。

图框。 图框的制作可以使用纯色和花纹进行修饰，纯色是对线条宽度和颜色进行调整，花纹的制作可以按照线状符号制作的一般方法来绘制， 也可在出图后进行二次创作， 在网络上收集部分花纹边框图片， 将专题图最终成果导入到Adobe Photoshop进行修图处理。

成果导出。Illustrator支持如bmp、png、jpg、TIFF等多种格式导出，png和jpg经过压缩算法压缩后的图像，由于体积较小利于传输，但由于经过压缩，图像信息损失较多，在导出和传输过程中容易失色；TIFF保存的文件比较大， 且也是许多印刷品选择保存的格式，它保存的图失真度极小，因此在成果导出时，建议采用TIFF格式。

4 结语

（1）目前国内外绘制地图的相关软件很多，例如ArcGIS、MapGIS、MapInfo、Global Mapper、AutoCAD等专业绘图软件， 在分析和出图方面得到了用户高度认可，但地图绘制中对要素符号化的处理过于繁琐，也是不可避免的难点。 因此，近年通过CorelDRAW、Adobe Illustrator、Adobe Photoshop等平面设计软件进行地图二次加工，以增强出图的可视化，越来越受用户青睐，其中Adobe Illustrator在制图过程中，使用透明、阴影、复杂的图形样式、层级符号及其他特殊效果，在众多软件中脱颖而出。

（2）将ArcGIS与Adobe Illustrator软件相结合，发挥了两个软件的各自优势，并且进行互补，明显提高了专题制图效率，同时也使成图效果比单一使用GIS软件效果更加美观， 内容层次更加丰富。 当符号库完备、 技术流程相对固定之后， 使用ArcGIS和Adobe Illustrator制图将会更加便捷。 这次虽以水文站网图制作为例， 但其中许多方法同样适用于其他专题类地图的制作。