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        研析GIS的數(shù)據(jù)庫地圖制圖應(yīng)用

        2014-05-27 22:44:19姜曉虎
        數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用 2014年1期
        關(guān)鍵詞:制圖分層圖形

        姜曉虎

        摘要:GIS數(shù)據(jù)庫地圖制度在近幾年的應(yīng)用越來越廣泛,其表現(xiàn)的性能也越來越出色。本文將結(jié)合GIS系統(tǒng)的基本原理和方法,對GIS數(shù)據(jù)庫地圖制圖存在的主要問題和技術(shù)要點進(jìn)行分析。

        關(guān)鍵詞:GIS 地圖制圖 數(shù)據(jù)庫

        中圖分類號:TN206 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2014)01-0045-02

        數(shù)據(jù)庫技術(shù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和管理的重要技術(shù),在近幾年的發(fā)展速度非常快。大型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫對于空間數(shù)據(jù)存儲功能的支持不斷擴(kuò)展,使其在對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理方面也具備了極好的性能,已經(jīng)發(fā)展成為GIS基本的空間數(shù)據(jù)存儲管理方式。GIS軟件的一項重要功能就是地圖制圖以及輸出,這同樣是GIS軟件表現(xiàn)數(shù)據(jù)的方式。GIS在我國已經(jīng)發(fā)展了二十幾年,許多學(xué)者對這方面進(jìn)行了深入的研究,貢獻(xiàn)了許多關(guān)于GIS軟件的論文和書籍。但是對于GIS數(shù)據(jù)庫地圖制圖的研究卻非常少。

        1 GIS的原理和方法

        傳統(tǒng)的制圖是根據(jù)不同比例尺或不同專題圖的要求,靠制圖工作者的專業(yè)技能和專業(yè)知識來完成制圖。這種方式由主觀帶來的影響非常大,制圖工作者的能力和經(jīng)驗將直接影響到地圖的質(zhì)量高低。而運用GIS軟件進(jìn)行地圖的制作,可以幫助制圖工作來處理各種地理信息及其相互關(guān)系,使得制作出的地圖更加的準(zhǔn)確、客觀。

        用GIS軟件進(jìn)行制圖時,將地理空間上的實體抽象為點、線、面等,這些要素有自己的屬性特征和空間幾何特征。矢量型的空間數(shù)據(jù)庫內(nèi),地理空間實體全部是以點及其集合的形式來進(jìn)行幾何形態(tài)和空間位置的描述,空間實物之間的關(guān)系用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來表現(xiàn),并且建立起屬性特性和幾何特性的關(guān)系,他們通過用戶識別碼和計算機(jī)內(nèi)部代碼進(jìn)行聯(lián)系。在柵格空間數(shù)據(jù)庫中,用柵格單元之間的組合來表示空間實體,其對應(yīng)的屬性用柵格單元的值來表示,集合坐標(biāo)用柵格單元的位置來表示。在GIS系統(tǒng)中,柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)是可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換的,GIS系統(tǒng)用地學(xué)空間信息處理和計算機(jī)圖形處理方法,利用柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)混合、相互轉(zhuǎn)換,將不同類型、不同來源的數(shù)據(jù)和其屬性進(jìn)行綜合分析、處理以及有機(jī)的結(jié)合,把結(jié)果用報表、圖形的方式輸出來,或者將紙質(zhì)地圖出版出來,或者以刻錄成光盤的形式,或者借助計算機(jī)來顯示。

        GIS制圖的方法為:將原圖用掃描儀進(jìn)行掃描,以柵格的方式進(jìn)行存儲,然后將其轉(zhuǎn)化為矢量,用點文件或者線文件的方式存儲,通過區(qū)編輯,最后將圖形輸出。

        2 GIS數(shù)據(jù)庫地圖制圖的主要問題

        空間分析是GIS軟件的主要功能,因此,GIS采集數(shù)據(jù)和組織數(shù)據(jù)進(jìn)行建庫時,必須要達(dá)到進(jìn)行空間分析的要求。為了地圖表達(dá)的需要,地圖數(shù)據(jù)需要在采集數(shù)據(jù)和組織數(shù)據(jù)方面做出一定的處理。制圖數(shù)據(jù)和GIS數(shù)據(jù)側(cè)重的功能不同,直接影響了GIS數(shù)據(jù)庫進(jìn)行地圖制圖的輸出。GIS數(shù)據(jù)與制圖數(shù)據(jù)相比在進(jìn)行制圖輸出時,要進(jìn)行以下處理。

        2.1 處理共位地物沖突

        GIS數(shù)據(jù)庫需要保持地物完整以保證量算、空間分析功能的正常行使。其中的線要素需要保持連續(xù),面要素需要具備完整構(gòu)面。進(jìn)行地圖的編輯時,要對數(shù)據(jù)庫中的要素進(jìn)行一些分割處理以使地圖可以滿足制圖規(guī)范的要求。比如水系,經(jīng)過水閘、水槽、橋梁時要打斷。其他的境界跟單線水發(fā)生重合時,不但要打斷,還要用跳繪來防止重疊。在進(jìn)行地圖制圖時,因為要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,這會對數(shù)據(jù)的完整性造成破壞,會最終影響到GIS分析的準(zhǔn)確性。

        2.2 調(diào)整地物關(guān)系沖突

        GIS數(shù)據(jù)庫需要將地物的原始空間關(guān)系保持下來以使空間分析的結(jié)果盡量準(zhǔn)確,比如位置關(guān)系、方位關(guān)系分析、拓?fù)潢P(guān)系查詢等,都要建立在地物真實的空間關(guān)系上才能保證分析結(jié)果的正確性。在運用GIS進(jìn)行地圖制圖時,需要將地圖的載負(fù)量考慮進(jìn)去以保證地圖的清晰性,制圖的要點在對地圖圖形的關(guān)系進(jìn)行藝術(shù)的正確處理。在地圖制圖輸出時,如果地物的圖形位置之間的間隔比較小而給閱讀帶來困難,要根據(jù)地物的重要性差異和地物類型,或者根據(jù)特定的規(guī)則進(jìn)行地物的移位處理,這會對地物實際的位置關(guān)系產(chǎn)生影響,造成GIS分析結(jié)果的失真。

        2.3 地圖綜合和圖形的修飾處理

        在用GIS進(jìn)行地圖制圖輸出時,要對地物進(jìn)行編輯以保證地圖的美觀。比如,連接用實線代表的要素與用虛線代表的要素,就需要一定的編輯來避免虛接。大比例尺的地圖數(shù)據(jù)要生成小比例尺的進(jìn)行輸出時,要通過比較多的處理以保證視覺上的舒適。這些修飾處理同樣會對GIS的分析產(chǎn)生影響。

        此外,在進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)庫的建立時,為了數(shù)據(jù)顯示接邊、無縫的要求以及管理的方便,通常會用同樣的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),將數(shù)據(jù)組合成整體。但是在制圖時,根據(jù)制圖要求和地圖用途的差異,要選擇不同的投影方式,而且只將制圖區(qū)域輸出。因為有些GIS系統(tǒng)是不支持?jǐn)?shù)據(jù)顯示時的實時投影變化和裁切顯示的,這也會對數(shù)據(jù)庫地圖制圖產(chǎn)生影響。因為GIS數(shù)據(jù)庫的查詢和統(tǒng)計分析功能,所以,數(shù)據(jù)的完整性是必須的,不能因為制圖的需要做出改變。這就需要調(diào)整建立數(shù)據(jù)庫時的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)組織等方面的內(nèi)容,以保證數(shù)據(jù)庫既能滿足進(jìn)行空間分析的需要,又能達(dá)到制圖的要求。

        3 GIS數(shù)據(jù)庫地圖制圖的技術(shù)要點

        3.1 地圖設(shè)計和編輯要認(rèn)真準(zhǔn)確

        GIS系統(tǒng)的圖形編輯器有五項系統(tǒng)庫選擇板:顏色庫選擇板、字庫選擇板、圖案庫選擇板、線庫選擇板和子圖庫選擇板,這五項選擇板是進(jìn)行地圖設(shè)計的基礎(chǔ)。進(jìn)行地圖設(shè)計需要做好的工作包括:一是要表示的地理信息的確定;二是如何對不同信息進(jìn)行表示;三是每一種地理信息表示的詳細(xì)程度;四是對點、線、面符號進(jìn)行設(shè)計。

        3.2 地理信息特征點的采集要正確

        線編輯是整個數(shù)字地圖制圖中進(jìn)行圖形編輯非常重要的環(huán)節(jié),占的比重也非常大,包括將用線型表示的信息,比如運河、鐵路、行政界限等進(jìn)行矢量化。尤其是在進(jìn)行等高線的數(shù)字化時,一旦采點不夠準(zhǔn)確合理,會導(dǎo)致等高線變形,直接影響到地圖的精度。通常來說,曲線段(比如等高線等)上曲率變化大的位置是地理信息特征點的位置。

        3.3 采點密度的掌握要正確

        在地圖制圖進(jìn)行線編輯時,如果線上的采點少會造成曲線數(shù)字化后會不夠光滑或者嚴(yán)重的變形,反之,如果采點過于密集會增加數(shù)據(jù)量,使存儲的負(fù)擔(dān)加重,導(dǎo)致數(shù)據(jù)的冗余。另外,不同曲率的曲線的采點密度是不同的,曲率大的采點密度也大,相反,曲率小的采點密度也小。只有采點密度的掌握正確,才能夠保證曲線的光滑,將曲線最真實的特征反映出來,將最詳實可靠的數(shù)據(jù)源提供給地理信息系統(tǒng)。

        3.4 要運用色彩的作用

        作為地圖的重要語言,色彩的運用能夠使地圖信息的表現(xiàn)力增強(qiáng),還可以增加地圖符號表示地理信息的種類以及區(qū)分地圖內(nèi)容的能力,增強(qiáng)地圖的清晰度和美學(xué)價值。GIS有顏色色譜庫,對庫中的顏色進(jìn)行了編號,稱為色號。在進(jìn)行地圖的制作時,可以根據(jù)地形的特征用同一種色號的線型來表示同一高程的等高線。完成線編輯后,還可以選擇不同色號的線型進(jìn)行面的編輯,最后再將線參數(shù)的色號進(jìn)行統(tǒng)一修改。

        3.5 充分運用分層的功能

        GIS對于圖形信息的處理有分層的功能,比如分層操作、分層管理和分層存放,可以對多個任意圖層進(jìn)行打開、關(guān)閉,任意顯示工作區(qū)的現(xiàn)有圖層,還能將指定的圖層從多個圖層文件中分離出來。因為圖形信息可以進(jìn)行分層的存放,因此可以通過不同圖層的組合來形成專題地圖。比如在制作城市地圖集時,地勢圖、交通圖、城鎮(zhèn)體系圖的設(shè)計和編輯可以運用圖形信息的分層功能,將這三幅圖共用的城市地理底圖進(jìn)行掃描,把圖中的主要地理信息,即經(jīng)緯度、居民地、交通線、境界線、地形、水系等進(jìn)行一次性的信息采集,以防止重復(fù)勞動,再借助分層功能進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)分層,然后疊加起來,編輯、組合成新的專題圖。地圖信息的疊加要根據(jù)每幅圖所負(fù)載數(shù)據(jù)的詳細(xì)度和要表達(dá)的主題內(nèi)容來完成。

        4 結(jié)語

        人類終將進(jìn)入全面信息化的階段,而地圖作為提供服務(wù)信息的產(chǎn)品,其需求將逐漸增加。對于地圖制圖專家來說,由傳統(tǒng)地圖制圖向數(shù)字化地圖制圖將是他們面臨的挑戰(zhàn)。通過新型技術(shù)的運用,將催生更多更優(yōu)秀的數(shù)字地圖的出現(xiàn),為人類面臨的環(huán)境、資源等問題的集成研究和綜合分析提供便利。而目前,我們的首要任務(wù)是順應(yīng)信息發(fā)展的方向,學(xué)習(xí)更多更專業(yè)的技能。

        參考文獻(xiàn)

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