趙玉靈， 楊金中， 付宗堂

(1.中國國土資源航空物探遙感中心，北京 100083； 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083)

遙感地質(zhì)圖圖例的制作與研究

趙玉靈1， 楊金中1， 付宗堂2

(1.中國國土資源航空物探遙感中心，北京 100083； 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100083)

適時規(guī)范各應(yīng)用領(lǐng)域遙感地質(zhì)調(diào)查圖件圖例，實現(xiàn)圖例標(biāo)準(zhǔn)化和自動化是十分必要的。從圖例編制與拓展原則出發(fā)，分析了圖例的主要內(nèi)容與表達(dá)形式，針對不同類別的圖例探討了圖例的生成方法、編排及表達(dá)。通過利用Font Creator和 ArcGIS軟件共設(shè)計制作了遙感地質(zhì)圖件圖例455種。這些圖例可應(yīng)用于區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)地質(zhì)遙感調(diào)查、基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測、礦產(chǎn)資源開發(fā)遙感監(jiān)測和遙感影像圖等諸多領(lǐng)域，能基本滿足實際工作的需求，也可為遙感地質(zhì)圖件的標(biāo)準(zhǔn)化研究提供技術(shù)支撐。

遙感地質(zhì)圖； 標(biāo)準(zhǔn)圖例； 制作

0 引言

圖例是集中于地圖一角或一側(cè)的地圖上各種符號和顏色所代表內(nèi)容與指標(biāo)的說明，有助于讀者更好地認(rèn)識地圖。對于地質(zhì)圖，圖例是傳遞地質(zhì)信息的重要組成部分，對圖上符號提供解釋以及對符號的內(nèi)涵加以說明。地質(zhì)圖作為地質(zhì)工作的重要成果之一，其功能很大程度上取決于圖例的總體功能。

遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)已廣泛涉及區(qū)域地質(zhì)遙感調(diào)查、基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查、礦產(chǎn)資源遙感調(diào)查、礦山開發(fā)狀況遙感監(jiān)測和礦山環(huán)境遙感動態(tài)監(jiān)測等諸多領(lǐng)域。長期以來，各遙感地質(zhì)專題圖的圖式圖例比較龐雜，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范； 已有的圖式圖例不夠全面，有交叉重疊，也存在遺漏，需要通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一線型和統(tǒng)一充填花紋等來滿足遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的需求。隨著遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，遙感地質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)展，新成果層出不窮，迫切需要補(bǔ)充和完善遙感地質(zhì)領(lǐng)域的圖式圖例。通過制定一部專門適用于遙感地質(zhì)領(lǐng)域的圖式圖例標(biāo)準(zhǔn)，以推動遙感技術(shù)健康蓬勃的發(fā)展。

本文依據(jù)筆者承擔(dān)的中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目“制定《遙感地質(zhì)圖圖式圖例》”的相關(guān)工作，介紹了遙感地質(zhì)圖圖例的制作原則和工作方法，其目的在于敬請廣大遙感地質(zhì)科技人員在《遙感地質(zhì)圖圖式圖例》標(biāo)準(zhǔn)正式頒布前的試用過程中，不吝提出寶貴意見和建議，使該標(biāo)準(zhǔn)稿更加完善和實用。

1 圖例編制與拓展原則

1.1 編制原則

1)繼承性原則。遙感地質(zhì)圖圖例是在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《區(qū)域地質(zhì)圖圖例(1∶50 000)》(以下簡稱“GB/T 958—1999”)，《地質(zhì)圖用色標(biāo)準(zhǔn)(比例尺1∶500 000～1∶1 000 000)》(以下簡稱“GB/T 6390—1986”)和《地質(zhì)圖用色標(biāo)準(zhǔn)及用色原則(比例尺1∶50 000)》(以下簡稱“DZ/T 0179—1997”)等基礎(chǔ)上制定的，重點對遙感地質(zhì)解譯圖件中涉及的圖例作了規(guī)定。對各相關(guān)行業(yè)已有的國標(biāo)、行標(biāo)和局標(biāo)中的圖式圖例，盡量沿用，不再重新定義[1-3]。

2)通用性原則。在同一種遙感地質(zhì)圖件中，一種圖例只能代表一種內(nèi)容含義。相同性質(zhì)或同一圖例在不同遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域多次出現(xiàn)，應(yīng)盡可能予以統(tǒng)一。

3)系統(tǒng)性原則。以規(guī)范遙感地質(zhì)調(diào)查成果圖件的圖式圖例為目標(biāo)，分門別類地開展各專題圖式圖例的編制工作。按照表達(dá)內(nèi)容的差異，系統(tǒng)地規(guī)范各專題圖式； 在同一圖種上，按類型、成因等形成完整的圖例體系。

4)實用性原則。設(shè)計的各種符號，力求做到含義確切、繪制方便； 使用的背景色盡量源于中性色調(diào)，避免用圖者的視覺疲勞，且便于計算機(jī)制圖。

1.2 拓展原則

1)GB/T 958—1999中已經(jīng)規(guī)定的地質(zhì)符號，一律延用。僅對GB/T 958—1999中未規(guī)定的、而本領(lǐng)域特定的符號進(jìn)行了規(guī)定并制作。

2)新添加的圖例按照GB/T 6390—1986和DZ/T 0179—1997色標(biāo)賦予顏色。

2 圖例的主要內(nèi)容及表達(dá)形式

2.1 圖例的主要內(nèi)容

圖例是地圖上表示地理對象的符號集合，有助于用戶更方便地理解和使用地圖[4]。圖例包括地理要素和專業(yè)要素。遙感地質(zhì)圖圖例主要用于遙感地質(zhì)解譯產(chǎn)品體系中專業(yè)要素的表達(dá)。根據(jù)上述圖例編制和拓展原則，本研究涉及的圖例主要包括區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)地質(zhì)遙感調(diào)查圖例、基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測圖例、地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測圖例、礦產(chǎn)資源開發(fā)遙感監(jiān)測圖例和遙感影像圖圖例等。

2.2 圖例的表達(dá)形式

圖例按照表達(dá)形式分為點、線和面3種[4-9]。

1)點狀符號。由圖元大小(長×寬/mm×mm)和圖元顏色(RGB值)定義。遙感地質(zhì)圖圖例中的點狀符號主要表征圖面面積小于4 mm2的地質(zhì)信息，如泉點、火山口和礦山的井口、硐口等。每一個點狀符號均規(guī)定具體的圖元大小，并令其不隨工作比例尺的改變而發(fā)生圖元大小的變化。

2)線狀符號。由線型、顏色和線寬定義。遙感地質(zhì)圖圖例中的線狀符號主要表征斷裂、褶皺軸和地質(zhì)體邊界等信息。每一個線狀符號均規(guī)定具體的線型、顏色和線寬。例如，遙感解譯新提取的斷裂可根據(jù)深斷裂、區(qū)域斷裂、一般斷裂和推測斷裂等分類規(guī)定不同的線型和線寬。

3)面狀符號。由背景色(RGB值)、填充圖元和圖元周期定義。遙感地質(zhì)圖圖例中的面狀符號的背景色主要用來分類，同一類中的不同程度劃分采用顏色梯度表示； 面狀符號填充的圖元表示地物的性質(zhì)。例如，在生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的面狀符號中，棕色點狀圖元填充表示沙質(zhì)荒漠化，而背景色的顏色梯度則表示沙質(zhì)荒漠化的程度是輕度、中度或重度。顏色以R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三原色的值組合而成。

3 圖例的分類

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，將各種圖例劃分為區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)地質(zhì)遙感調(diào)查圖例、基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測圖例、地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測圖例、礦產(chǎn)資源開發(fā)遙感監(jiān)測圖例和遙感影像圖圖例等5大類[10]。各類圖例分類情況如表1所示。

表1 遙感地質(zhì)圖圖例分類表

續(xù)表

每個大類下面再細(xì)分出亞類，如區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)地質(zhì)遙感調(diào)查圖例包括第四系堆積物圖例、地質(zhì)構(gòu)造圖例、多光譜遙感蝕變異常圖例、高光譜礦物填圖圖例和找礦預(yù)測圖例5個亞類； 基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測圖例包括冰川、海岸線、潮灘、濕地、荒漠化、石漠化等(現(xiàn)狀與變遷)的線狀和面狀圖例2個亞類； 地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測圖例包括崩塌、滑坡、泥石流、不穩(wěn)定斜坡、地面塌陷和地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害的點狀、線狀、面狀及地面沉降(或地表形變)圖例4個亞類； 礦產(chǎn)資源開發(fā)遙感監(jiān)測圖例包括礦產(chǎn)資源規(guī)劃圖例、礦產(chǎn)資源開發(fā)狀況圖例、礦山地質(zhì)環(huán)境問題圖例(礦山占地變化圖例、礦山開發(fā)占地圖例、礦山地質(zhì)環(huán)境評價圖例、礦產(chǎn)資源開發(fā)點狀圖例、礦山環(huán)境污染圖例)等7個亞類。每個亞類又進(jìn)一步細(xì)分出許多種具體圖例，如礦產(chǎn)資源規(guī)劃圖例亞類包括重點開采區(qū)邊界、鼓勵開采區(qū)邊界、限制開采區(qū)邊界、禁止開采區(qū)邊界、國家規(guī)劃礦區(qū)邊界、生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理區(qū)邊界、自然保護(hù)區(qū)邊界、水源保護(hù)地邊界、地質(zhì)遺跡保護(hù)區(qū)邊界、礦產(chǎn)資源保護(hù)區(qū)邊界、礦業(yè)活動用地邊界、采礦權(quán)界線(符合規(guī)劃)邊界、采礦權(quán)界線(不符合規(guī)劃)邊界、探礦權(quán)界線(符合規(guī)劃)邊界、探礦權(quán)界線(不符合規(guī)劃)邊界等15種具體圖例。

4 圖例生成方法

要制作符合規(guī)范要求的符號通常有以下方法[4-5, 9-10, 12, 14]： ①利用軟件制作，如ArcGIS，AutoCAD和CorelDraw等,但制作的符號只能以位圖符號形式導(dǎo)入，在矢量化過程中由于其分辨率有限常造成符號不夠美觀； ②在操作系統(tǒng)中增加新字體和符號，把制作好的新字體和符號直接安裝在Windows Fonts子目錄下，則在Mapinfo，ArcView和ArcGIS 等GIS 軟件系統(tǒng)中就會增加對應(yīng)的新字體和符號； ③通過GIS接口編寫符號制作系統(tǒng)，以實現(xiàn)對符號制作的可視化操作，這需要具有相當(dāng)?shù)木幊袒A(chǔ)，一般使用者實現(xiàn)起來有一定難度。

本研究使用Font Creator軟件，其編輯功能可以對任何TrueType字體和基于OpenType字體技術(shù)的字符組進(jìn)行簡單的選擇和修改，將圖像轉(zhuǎn)變?yōu)檩喞?，?chuàng)建新的字體或符號，修改單個字形的輪廓，添加或編輯合成符號，調(diào)整字符距離，編輯修改字體名稱，轉(zhuǎn)換單個字符或整個字體等。Font Creator軟件也可以制作專業(yè)符號庫，適用于ArcGIS style manager。在使用時，需要考慮ArcGIS中對于符號單位、尺寸和定位等方面的對應(yīng)性和通用性，從而更靈活地加以運用[13-17]。

構(gòu)成地圖符號的6個圖形變量包括形狀、尺寸、方向、亮度、密度和顏色。其中，以形狀、尺寸和顏色最為重要，形狀變量是視覺上區(qū)別幾何圖形的單體。

圖例生成的總體思路是為每個圖例符號生成一個圖例單元，再將所有的圖例單元組成最后的圖例。圖例單元是一個地圖符號的注解，由一個地圖符號以及描述該符號的文字組成。本文中圖例單元是基于Font Creator軟件進(jìn)行制作完成，詳細(xì)制作步驟不再贅述，點線面圖例符號在ArcGIS中完成[14]。

5 圖例的編排與表達(dá)

每一種具體圖例符號按照名稱、符號、圖元參數(shù)(大小或線型、周期、顏色等)和背景色(RGB值)分別進(jìn)行說明[4,9,12]。

表2—4分別列舉了部分點狀、線狀和面狀符號的代表性圖例。

表2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題圖例(固體廢棄物)示意圖例

表3 基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境遙感圖例(線狀)示意圖例

表4 地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查圖例(面狀)示意圖例

根據(jù)當(dāng)前遙感地質(zhì)圖件編輯的需求，在GB/T 958—1999和GB/T 6390—1986等已經(jīng)規(guī)定的圖例基礎(chǔ)上，本研究共設(shè)計制作了5大類18亞類的遙感地質(zhì)圖例455種，其中包括點狀圖例77種、線狀圖例80種和面狀圖例298種。根據(jù)上述圖例的編制和拓展原則，經(jīng)廣泛征求全國32家遙感技術(shù)研究應(yīng)用單位、上百名專家的意見，本研究涉及的圖例正在具體工作中試用，反響良好。

6 結(jié)論

隨著遙感技術(shù)、GIS制圖技術(shù)的迅猛發(fā)展與廣泛應(yīng)用，遙感技術(shù)已經(jīng)深入國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域，其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍產(chǎn)生了巨大的變化。與時俱進(jìn)，適應(yīng)新時期遙感地質(zhì)調(diào)查工作的新要求，適時統(tǒng)一遙感地質(zhì)圖圖例具有重要的意義，將為相關(guān)成果的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化打好基礎(chǔ)。

根據(jù)遙感地質(zhì)調(diào)查的專業(yè)需求，通過對比、分析和篩選前人成果圖件中的圖例，反復(fù)征求專家意見后，共設(shè)計制作遙感地質(zhì)圖圖例455種，涉及區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)地質(zhì)遙感調(diào)查圖例、基礎(chǔ)地質(zhì)環(huán)境遙感監(jiān)測圖例、地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測圖例、礦產(chǎn)資源開發(fā)遙感監(jiān)測圖例和遙感影像圖圖例5大類18亞類，包括點狀圖例77種、線狀圖例80種和面狀圖例298種，基本滿足當(dāng)前遙感地質(zhì)調(diào)查工作的需求。建議利用這些圖例進(jìn)行示范性試用，再根據(jù)應(yīng)用結(jié)果進(jìn)行修改與完善，盡早作為推薦性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行發(fā)布和實際應(yīng)用。

但是，遙感地質(zhì)圖圖例的制作是一項長期、復(fù)雜的工作。應(yīng)根據(jù)遙感地質(zhì)調(diào)查技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域和范圍的變化，通過一定時間的磨合和溝通，進(jìn)一步開展遙感地質(zhì)圖圖例的修訂和增補(bǔ)工作，確保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足實際工作的需求。

志謝： 本文是在中國地質(zhì)調(diào)查局“制定《遙感地質(zhì)圖圖式圖例》”項目成果基礎(chǔ)上撰寫的。在項目進(jìn)行過程中，得到了白冶、杜子圖、劉紀(jì)選、劉心季、唐文周、甘甫平、劉德長、劉占聲、朱谷昌、劉剛、齊澤榮、張振德、趙福岳、范景輝、閆柏琨、童立強(qiáng)、楊自安、陳微、陳華、王艷、張玲、金鼎堅、李曉琴、張幼瑩、王建超和楊蘇明等多位專家的指導(dǎo)和幫助； 碩士研究生婁亞晴、潘毅也參與了部分研究，謹(jǐn)此一并表示感謝。

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[2] 全國國土資源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB 6390—86地質(zhì)圖用色標(biāo)準(zhǔn)比例尺1∶500 000～1∶1 000 000[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1986. National Standardization Technical Committee of National Land and Resources.GB 6390—86 Colour Standard for Use in the Geological Map Scale(1∶500 000～1∶1 000 000)[S].Beijing:Standards Press of China,1986.

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(責(zé)任編輯： 陳理)

Research on the design of the legend for geological map interpreted through remote sensing image

ZHAO Yuling1, YANG Jinzhong1, FU Zongtang2

(1.ChinaAeroGeophysicalSurveyandRemoteSensingCenterforLandandResources,Beijing100083,China；2.SchoolofLandScienceandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China)

With the development and increasing application of geological remote sensing technology, a large quantity of research and surveying results have been achieved in various fields of geological investigation. Nevertheless, there are not uniform legends for geological maps. To some extent the lack of the standard legends for geological maps has long affected the width and depth of geological remote sensing investigation. Based on the establishment and development of the principle of legend, the authors analyzed the main content and expression form of the legend, discussed the different categories of legend arrangement and expression method, and the generation of the legend. The results show that it is very necessary to design and automate the standard legends for geological map interpreted through remote sensing image. The standard legends will meet or exceed our requirements and provide technical support for standardization of remote sensing geological maps.

remote sensing geological map; standard legend; design

10.6046/gtzyyg.2017.02.33

趙玉靈,楊金中,付宗堂.遙感地質(zhì)圖圖例的制作與研究[J].國土資源遙感,2017,29(2)：226-231.(Zhao Y L,Yang J Z,Fu Z T.Research on the design of the legend for geological map interpreted through remote sensing image[J].Remote Sensing for Land and Resources,2017,29(2)：226-231.)

2015-12-16；

2016-01-18

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目“制定《遙感地質(zhì)圖圖式圖例》”(編號： 12120113024000)資助。

趙玉靈(1971-),女,博士,教授級高工,主要從事遙感地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境遙感調(diào)查和數(shù)據(jù)庫等方面的研究工作。Email： 1398991855@qq.com。

TP 79

A

1001-070X(2017)02-0226-06