官文潔

(福州市勘測院　福建福州　350003)

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淺談?wù)?wù)電子地圖制作

官文潔

(福州市勘測院福建福州350003)

政務(wù)電子地圖是面向電子政務(wù)應(yīng)用需求、以在線形式提供服務(wù)的地圖形式，是適合于網(wǎng)絡(luò)一站式服務(wù)的電子地圖，具有地圖特性和綜合特性。文章結(jié)合福州市1:500地形圖數(shù)據(jù)更新項目的政務(wù)電子地圖生產(chǎn)工作實踐，分析和總結(jié)了電子地圖的生產(chǎn)工藝流程，并著重介紹了電子地圖制圖規(guī)范，尤其是政務(wù)電子地圖的的制作過程如何快速提取加工、圖面注記及興趣點表達等關(guān)鍵技術(shù)方法。

政務(wù);電子地圖 ;規(guī)范;生產(chǎn)工藝流程

0　引言

政務(wù)電子地圖是一種以基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以GIS和計算機系統(tǒng)為處理平臺，以政府行政辦公部門為服務(wù)對象，面向電子政務(wù)應(yīng)用需求，覆蓋市域，多要素實體化的以在線形式提供服務(wù)的地圖形式，具有地圖特性和綜合特性等。

目前的政務(wù)電子地圖一般都是在數(shù)字線劃圖的基礎(chǔ)上，刪除一些測繪專業(yè)要素(如測量控制點、等高線等)，增加一些具有普遍共享性的社會經(jīng)濟類圖層數(shù)據(jù)(如行政機關(guān)、公共服務(wù)及設(shè)施和名勝古跡等)，以形成各政府部門在政務(wù)管理中普遍需要共享的各類地理空間框架專題數(shù)據(jù)。同時要對各類地理空間框架專題數(shù)據(jù)進行內(nèi)容提取與組合、符號化表現(xiàn)等一系列加工處理，以形成適合于網(wǎng)絡(luò)一站式服務(wù)的電子地圖。

福州市政務(wù)電子地圖是在1∶500數(shù)字線劃圖的基礎(chǔ)上，提取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的建筑物、植被、水系、交通以及地名點、興趣點等圖層，增加一些具有普遍共享性的社會經(jīng)濟類圖層數(shù)據(jù)(如行政機關(guān)、公共服務(wù)及設(shè)施、名勝古跡等)，以形成各政府部門在政務(wù)管理中普遍需要共享的各類地理空間框架專題數(shù)據(jù)。

1　技術(shù)路線

福州市政務(wù)電子地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)的目標(biāo)是將所有相關(guān)的數(shù)據(jù)有效地組織起來，并根據(jù)其地理分布建立統(tǒng)一的空間索引，進而可以快速調(diào)度數(shù)據(jù)庫中任意范圍的數(shù)據(jù)，達到對整個數(shù)據(jù)的無縫漫游和管理。數(shù)據(jù)組織管理遵循了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的原則進行。

本項目根據(jù)現(xiàn)有的資源以及對電子地圖各類應(yīng)用情況的分析與充分調(diào)研，通過提取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中的重要建筑物、植被、水系、交通以及興趣點等圖層，通過多方收集資料，豐富完善興趣點信息，補充具有普遍共享性的社會經(jīng)濟類信息，以形成各政府部門在政務(wù)管理中普遍需要共享的各類地理空間框架專題數(shù)據(jù)。同時按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制作，進行圖層合并、信息錄入、拓?fù)錁?gòu)建、接邊，組成電子地圖框架數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)集成、美化、符號化、顯示級別配置等處理，輸出色彩協(xié)調(diào)、符號形象、圖面美觀的視屏顯示地圖[1]。技術(shù)路線流程圖如圖1：

2　數(shù)據(jù)庫及組織設(shè)計

2.1數(shù)據(jù)內(nèi)容設(shè)計

現(xiàn)有的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包含多個大類、各類下又包含多個圖層。由于電子地圖表達信息量的有限性，需要對數(shù)據(jù)進行圖層提取、圖層數(shù)據(jù)合并、屬性字段合并等操作。目前，一般提取建筑物、植被、水系、交通以及地名點、興趣點等圖層組成電子地圖框架數(shù)據(jù)。對電子地圖框架數(shù)據(jù)建設(shè)按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制作，來建立集中管理、集中服務(wù)的空間數(shù)據(jù)庫。

(1)數(shù)據(jù)范圍

本次配合福州市1:500地形圖數(shù)據(jù)更新項目所生產(chǎn)加工涉及的數(shù)據(jù)范圍為福州市中心城區(qū)約400km2數(shù)據(jù)，如圖2：

(2)數(shù)據(jù)格式、分幅及組織

數(shù)據(jù)格式為ARCGIS的shp格式，數(shù)據(jù)采用整幅圖及分層分要素的組織管理；

(3)數(shù)據(jù)內(nèi)容圖層名稱及屬性字段

政務(wù)電子地圖與影像政務(wù)電子地圖采用的數(shù)據(jù)源不同，采用不同的圖層。矢量政務(wù)電子地圖基于ARCGIS加載各圖層數(shù)據(jù)，包括圖面注記(道路注記、鐵路地注記、水系注記、興趣點注記等)，興趣點、綠地面、水系面、交通面、居民地面，并調(diào)整圖層順序，圖層由上而下順序為注記圖層、點要素圖層、線要素圖層、面要素圖層。影像政務(wù)電子地圖加載圖面注記(道路注記、鐵路地注記、水系注記、興趣點注記等)、興趣點、影像數(shù)據(jù)。

政務(wù)電子地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)采用分層方法進行管理和使用，數(shù)據(jù)庫建設(shè)參照《地理信息公共服務(wù)平臺電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范》(CH/Z 9011-2011)[2]，且參考數(shù)據(jù)的實際情況進行統(tǒng)一設(shè)計，數(shù)據(jù)集命名遵循統(tǒng)一規(guī)范，數(shù)據(jù)庫主要數(shù)據(jù)集如表1。

表1　數(shù)據(jù)庫主要數(shù)據(jù)集

電子地圖中各數(shù)據(jù)層疊放順序設(shè)計為：由下而上為面、線、點。

數(shù)據(jù)層命名方式為：“數(shù)據(jù)比例尺代碼”+“數(shù)據(jù)層內(nèi)容標(biāo)識”+“數(shù)據(jù)層幾何類型標(biāo)識”[3]。例如，1∶500數(shù)據(jù)中的政區(qū)圖層名稱為“KAREPL”。

(4)信息點分類

興趣點共分5級，主要的一級類包括：機關(guān)事業(yè)及社會團體、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、住宿賓館、餐飲美食、旅游交通、金融業(yè)、文化藝術(shù)業(yè)、休閑娛樂業(yè)、購物、通信傳媒、企業(yè)、地產(chǎn)小區(qū)(表2)。

表2　信息點分類

2.2數(shù)據(jù)組織方式[4]

項目成果數(shù)據(jù)在同一空間內(nèi)以數(shù)據(jù)層為單位組織不同的要素類，同一類要素以不同的幾何特征再分不同的圖層。各數(shù)據(jù)內(nèi)容代碼詳見表3。

表3　各數(shù)據(jù)內(nèi)容代碼表

3　電子地圖建設(shè)主要過程[5]

本次電子地圖建設(shè)工作，通過收集1∶500數(shù)字線劃圖等數(shù)據(jù)資料，并充分利用各類成果資料及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等作為基本工作底圖和作業(yè)依據(jù)，參考相關(guān)規(guī)范及業(yè)主的實際要求等，按照一定的規(guī)則分層、標(biāo)準(zhǔn)分類編碼等進行數(shù)據(jù)加工，矢量地圖以矢量要素數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，經(jīng)過數(shù)據(jù)分級與可視化設(shè)置而成；影像地圖以航空影像為基礎(chǔ)，并配以矢量線劃和適量注記。采用數(shù)據(jù)處理技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)對原有數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換、空間定位、空間轉(zhuǎn)換等技術(shù)處理，建設(shè)一套統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的政務(wù)電子地圖數(shù)據(jù)庫。并建設(shè)相應(yīng)18～20級的瓦片數(shù)據(jù)庫。本次電子地圖制圖具體實施流程詳見圖3。

3.1資料收集

收集本項目生產(chǎn)所需要的基礎(chǔ)地形圖資料，主要包含更新入庫后的福州市區(qū)400km21∶500 DLG數(shù)據(jù)庫。

3.2數(shù)據(jù)分析

針對政務(wù)電子地圖的特定要求，福州市1∶500政務(wù)電子地圖是在矢量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中進行提取加工而成，即刪除一些測繪專業(yè)要素，增加一些具有普遍共享性社會經(jīng)濟類信息的政務(wù)電子底圖，其主要包括交通及輔助設(shè)施、水系、植被、建筑物、地名點、信息點等通用類地理空間信息資源。

3.3圖層重組

按照即定政務(wù)電子地圖所需要的數(shù)據(jù)內(nèi)容，從福州市更新后的1∶500地形圖矢量數(shù)據(jù)資料中提取有用的數(shù)據(jù)，如水系、道路、房屋等，進行構(gòu)面、拓?fù)錁?gòu)建等加工處理。

3.4興趣點圖面加工

考慮圖面信息的承載量，為平衡圖面豐富性與美觀性，通過提取興趣點來完善圖面信息。興趣點圖面加工主要內(nèi)容為興趣點圖面顯示控制，興趣點圖面控制原則通過要素顯示級別控制、顯示優(yōu)先級、網(wǎng)格化相結(jié)合來控制圖面表達。

(1)取重要信息興趣點作為上圖要素，根據(jù)顯示級別對信息表達進行控制。如顯示級別中“18”表示在18-19級顯示，“19”表示僅在19級顯示。

(2)同一級別中，興趣點過于密集，需要信息避讓時，根據(jù)權(quán)重按優(yōu)先級別進行顯示。權(quán)重數(shù)值越小，注記標(biāo)注的優(yōu)先級別越高。對于權(quán)重級別相同遇到避讓時，再進一步細分優(yōu)先級別。例如，省直機關(guān)、省級企事業(yè)單位中按順序顯示：中共福建省委、福建省人民政府、福建省人大、福建省政協(xié)、福建省紀(jì)委、各廳局組成單位、事業(yè)企業(yè)單位。

(3)慮圖面信息承載的疏密均衡，在重要信息優(yōu)先表達后，使用網(wǎng)格化管理補充興趣點，以圖面距離6cm×3cm進行篩選興趣點。

3.5圖面注記加工

此次政務(wù)電子地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)圖面注記加工要素包括興趣點名稱注記、道路名稱注記、水系名稱注記、鐵路名稱注記、山名注記五類注記構(gòu)成。加工的內(nèi)容包括圖面注記符號表達、圖面注記顯示優(yōu)先級控制、圖面注記圖級控制。

(1)圖面注記符號表達制作：本次圖面注記符號表達基于ARCGIS 軟件符號制作模塊完成，主要工作包括設(shè)置各種圖面注記字體、顏色、襯底、大小等因子。所有圖面注記字體采用黑體；圖面注記大小、顏色、襯底參考《天地圖電子地圖符號與注記說明2015》[1]中規(guī)定的設(shè)置。

(2)圖面注記顯示比例尺、顯示優(yōu)先級控制：圖面注記顯示比例尺是設(shè)置此類圖面注記是否在本次電子地圖中某一個比例尺是否顯示，顯示優(yōu)先級是設(shè)置在某一比例尺下，哪一類圖面注記優(yōu)先顯示。

3.6屬性加工[6]

對原數(shù)據(jù)中存在大量的制圖信息和業(yè)務(wù)信息如地名、房屋結(jié)構(gòu)、層高等信息都是以注記方式離散地表示在圖面上等，政務(wù)電子地圖需要按照數(shù)據(jù)庫建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，將這些信息輸入到相應(yīng)的屬性字段。

3.7拓?fù)涮幚?/p>

對房屋/水系/綠地等面狀要素需要建立嚴(yán)格的拓?fù)潢P(guān)系。主要如：

(1)通過重復(fù)處理去除同一要素的重復(fù)，保證同一地物在同一圖層中具有唯一性；

(2)房屋：房屋以輪廓實線構(gòu)面，房屋附屬物(陽臺、室外樓梯等)不參與構(gòu)面；

(3)城市綠地：大于5m2綠地(包括花圃、綠化帶)應(yīng)按實際邊界構(gòu)面；面積小于5m2的可根據(jù)具體情況不構(gòu)面；

(4)水系：大于5m2的池塘，內(nèi)河等水域按實際邊界構(gòu)面；

(5)道路：道路以地形圖上邊線及相關(guān)要素進行構(gòu)面，并根據(jù)政務(wù)電子地圖特殊性進行平滑等美觀處理。

3.8接邊處理

成果數(shù)據(jù)中要對相同數(shù)據(jù)(或不同數(shù)據(jù))不同圖幅間要素不一致的情況進行接邊。主要如以下情況處理：

(1)線要素接邊處理；

(2)接邊處存在坐標(biāo)差的要處理兩邊要素到坐標(biāo)一致；必要時接邊處需連接成一條線；

(3)接邊處同要素的兩相鄰線編碼應(yīng)一致，不一致的查找原因修改正確；

(4)面要素接邊處理內(nèi)容；

(5)接邊處存在坐標(biāo)差的要處理兩邊要素到坐標(biāo)一致；必要時需連接成一個面，并且屬性應(yīng)保持一致，不一致的查找原因修改；

(6)接邊處同要素的兩相鄰面要素編碼應(yīng)一致，不一致的查找原因修改正確；

(7)信息點要素接邊處理。

注記類要素接邊后，應(yīng)刪除多余的重復(fù)注記，如單位注記，注記應(yīng)該完整、正確。

3.9數(shù)據(jù)集成

矢量電子地圖與影像電子地圖采用的數(shù)據(jù)源不同，采用不同的圖層組織。本次電子地圖基于ARCGIS軟件平臺，加載組織集成矢量電子地圖數(shù)據(jù)與影像電子地圖數(shù)據(jù)。矢量電子地圖加載數(shù)據(jù)包括圖面注記(道路注記、鐵路地注記、水系注記、興趣點注記等)，興趣點、綠地面、水系面、交通面、居民地面，并調(diào)整圖層順序，圖層由上而下順序為注記圖層、點要素圖層、線要素圖層、面要素圖層。影像電子地圖加載圖面注記(道路注記、鐵路地注記、水系注記、興趣點注記等)、興趣點、影像數(shù)據(jù)。對集成后的數(shù)據(jù)根據(jù)不同需求可進行適當(dāng)?shù)拿撁芴幚怼?/p>

3.10電子地圖表現(xiàn)

為了向用戶提供色彩協(xié)調(diào)、符號形象、圖面美觀的視屏顯示地圖，除了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)加工外，還需要使用專業(yè)GIS制圖軟件對圖層要素顏色、符號、文字大小、位置、密度等進行配置，使圖面美觀、整潔。即在完成地圖文檔的基本配置后，還需要對電子地圖進行道路路口溶解、注記動態(tài)標(biāo)注、注記避讓等圖面整飾處理。地圖的注記是地圖內(nèi)容的重要組成部分，字體、字號、文字排列和色彩選擇。經(jīng)過詳細制作得到滿足要求的電子地圖數(shù)據(jù)。主要有去除鋸齒、智能注記標(biāo)注、地圖配色方案、符號化等處理。

(1)去除鋸齒

為了使電子地圖圖面整潔美觀，除了制定合理的配色方案，按照要素屬性進行符號化外，還要實現(xiàn)去除鋸齒，消除面狀要素邊線的鋸齒，使矢量地圖要素平滑顯示。

(2)智能注記標(biāo)注

POI信息是電子地圖中很重要的信息之一。然而，地圖上顯示的內(nèi)容并不是越多越好。POI能以簡潔的符號或標(biāo)注表達方式來傳達給用戶更多的有用信息。如果注記過于密集，有可能出現(xiàn)符號/注記壓蓋或重疊的現(xiàn)象，既影響用戶獲取準(zhǔn)確的信息，又無助于電子地圖美觀。本次智能標(biāo)注主要方法有:

①符號注記過密問題的處理

(a)數(shù)據(jù)根據(jù)內(nèi)容重要性分級:在信息點標(biāo)注中，依據(jù)比例尺不同、圖面疏密程度不同等存在注記顯示過密、重疊等現(xiàn)象，為了解決這些問題，對信息點層之間的要素進行優(yōu)先級別設(shè)置，按優(yōu)先級分為黨政、道路名、興趣點、地名點、山體水系等幾大類。在圖面標(biāo)注過密發(fā)生沖突的時候，優(yōu)先級高的類的要素點則被保留，低的則被舍棄。

(b)根據(jù)當(dāng)前顯示比例設(shè)置各層顯示類:信息點層內(nèi)部，例如黨政一類中，又細分為幾個小類。其中行政駐地最優(yōu)先顯示，包括縣級政府駐地，鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府駐地和行政村駐地。國家權(quán)力機構(gòu)和各事業(yè)單位其次，如派出所，法院等。社會團體和企事業(yè)等單位優(yōu)先級最低。興趣點一類中，大廈、大酒店、風(fēng)景區(qū)等優(yōu)先顯示，學(xué)校醫(yī)院餐館等其次，小商鋪等其他零售類顯示級別最低(見圖4)。

(c)設(shè)置圖層間標(biāo)注優(yōu)先級。

②符號和注記顯示不同步問題的處理

針對符號直接標(biāo)注時，點符號及注記密度過高的時候出現(xiàn)只有符號顯示但是注記不顯示的情況，處理方法是將符號和注記連接在一起。

③智能標(biāo)注

對實體數(shù)據(jù)中需要標(biāo)注的圖層進行標(biāo)注規(guī)則配置來實現(xiàn)智能標(biāo)注，極大地減少注記的編輯工作量，主要包含線標(biāo)注、點標(biāo)注。標(biāo)注規(guī)則包含注記大小、方向、相對位置及重復(fù)性等進行配置來實現(xiàn)。

④符號化

符號體系構(gòu)成制作原則以符號的類型為基礎(chǔ)，對地圖顯示的符號參照有關(guān)的地理空間信息分類編碼和各類地圖圖式進行相關(guān)制作。有機的地圖符號體系應(yīng)建立地圖內(nèi)容的整體感、差異感和立體感，其中的差異感又具體細化為質(zhì)量差異、數(shù)量差異和等級差異。地圖符號主要通過顏色、形狀、大小來表達地理要素的復(fù)雜變化和有機聯(lián)系，讓使用者正確地感知。本次符號化部分示意詳見表4、圖5。

表4政務(wù)電子地圖部分顯示符號的形狀、顏色方案參考示意

3.11地圖瓦片庫建設(shè)

電子地圖制作完成后，需要對其進行服務(wù)發(fā)布和瓦片制作，通過對保存的地圖工程文檔進行緩存切片處理，形成地圖瓦片數(shù)據(jù)庫；以滿足電子地圖發(fā)布使用。地圖瓦片(tile)是WebGIS中常使用的一種技術(shù)，通過地圖瓦片可以有效縮短服務(wù)器的地圖生成時間和地圖傳送時間，提高系統(tǒng)相應(yīng)速度，以此實現(xiàn)電子地圖的網(wǎng)絡(luò)共享，提升電子地圖的訪問效率。地圖瓦片根據(jù)指定的尺寸和圖片格式，將指定范圍內(nèi)的地圖切割成若干行列的矩形圖片。對電子地圖海量數(shù)據(jù)顯示也是電子地圖研究的熱點。按照本次建設(shè)要求，需要對矢量政務(wù)電子地圖，影像政務(wù)電子地圖分別進行瓦片裁切。在ArcGIS Server中，將制作完成的地圖文檔(MXD或MSD)發(fā)布為地圖服務(wù)。

4　結(jié)語

本文通過對福州市政務(wù)電子地圖制作工作方法的研究，基本掌握了一套快速、實用的電子地圖制作的技術(shù)工藝。完善了我院電子地圖數(shù)據(jù)的生產(chǎn)工藝流程，包括各級地圖的源數(shù)據(jù)規(guī)定、制圖要素要求、精度要求、生產(chǎn)流程設(shè)計等；完善了我院電子地圖制圖規(guī)范，包括制圖要素設(shè)計、注記及POI標(biāo)注設(shè)計、制圖符號庫設(shè)計與制作、電子地圖數(shù)據(jù)切片及發(fā)布規(guī)范等；使福州市政務(wù)電子地圖在內(nèi)容、表達方法等方面與過去的電子地圖既有一定的差別，又形成了一套不但符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求又滿足地區(qū)特性的電子地圖成果,很大程度上提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，并且為實現(xiàn)電子地圖常態(tài)化的更新維護提供一定了基礎(chǔ)。

[1]天地圖電子地圖符號與注記說明[Z].2015.

[2]CH/Z 9011-2011 地理信息公共服務(wù)平臺電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范[S].

[3]龍毅,蔣成環(huán),張亮,等.電子地圖的基礎(chǔ)理論與框架體系[J].現(xiàn)代測繪,2005,28(3):7-11.

[4]劉建國,闞明哲.長春市政務(wù)電子地圖制作設(shè)計與實現(xiàn)[J].測繪與空間地理信息,2013,36(7):78-80.

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[6]晁春浩.北京政務(wù)電子地形圖的研制[J].北京測繪,2008(3):34-37.

Discussion on the making of government electronic map

GUANWenjie

(Fuzhou Institute of Geotechnical Investigation and Surveying,Fuzhou 350003)

Oriented e-government applications demand, in the form of online service, e-government map is suitable for the electronic map of a network of one-stop service, with map features and comprehensive characteristics. Combined the e-government map production practice in the Fuzhou 1:500 topographic map data update project, analysis and summary of the production process of the electronic map are concluded, especially the electronic map drawing specifications. Most of all, the key techniques are introduced such as making process of the E-government map how to quickly extract processing and drawings note and points of interest expression.

Government affairs；Electronic map；specification；The production process

官文潔(1967.05-),女，工程師。

E-mail:362839467@qq.com

2016-05-20

TU198

A

1004-6135(2016)06-0099-06