趙婷婷,劉萬(wàn)增

(國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心,北京 100830)

0 引 言

地理信息是人類(lèi)認(rèn)識(shí)和利用自然,開(kāi)展經(jīng)濟(jì)、政治、軍事活動(dòng)必不可少的基本信息,地圖是對(duì)地理信息的直觀和形象表達(dá),為政府制定經(jīng)濟(jì)政策、編制長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、合理配置生產(chǎn)力等宏觀決策提供了直觀科學(xué)的表達(dá)手段.當(dāng)前,我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)、國(guó)家安全、應(yīng)急救災(zāi)等對(duì)決策用圖質(zhì)量、現(xiàn)勢(shì)性和服務(wù)效率等提出了更高的要求,一是成圖效率,決策用圖主要面向重大活動(dòng)或戰(zhàn)略決策,需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提供,通常為幾個(gè)小時(shí)或更短時(shí)間;二是成圖質(zhì)量,決策用圖的服務(wù)對(duì)象主要是政府部門(mén),其決策事關(guān)重大,要求地圖內(nèi)容、質(zhì)量和現(xiàn)勢(shì)性,不容有半點(diǎn)差錯(cuò).因此,如何在最短的時(shí)間內(nèi)提供高質(zhì)量、高現(xiàn)勢(shì)性、內(nèi)容豐富的輔助決策用圖已成為我國(guó)測(cè)繪部門(mén)面臨的迫切問(wèn)題.

目前,測(cè)繪行業(yè)地圖編制主要采用GIS軟件和地圖出版軟件,或者采用兩種軟件相結(jié)合方式,后者是將GIS軟件處理后的數(shù)據(jù)輸出能夠識(shí)別的交換格式(如AI等),再導(dǎo)入地圖出版軟件中作為底圖進(jìn)行成圖.這種制圖方法主要有3個(gè)弊端:一是難以利用空間數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)制圖,因GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成純圖形數(shù)據(jù),沒(méi)有空間數(shù)據(jù)原有的地理參考與屬性信息,而這些信息是制圖的重要依據(jù)[1-3];二是難以利用已有制圖數(shù)據(jù)再制圖,因每種地圖都單獨(dú)編制,處理好的數(shù)據(jù)很難復(fù)用,數(shù)據(jù)重復(fù)生產(chǎn),地圖生產(chǎn)效率低[4];三是由于空間數(shù)據(jù)和制圖數(shù)據(jù)不同步,難以利用制圖成果更新空間數(shù)據(jù)庫(kù)[1].本文針對(duì)決策用圖制圖方法存在的以上不足,基于加拿大Avenza公司最近推出的MAPublisher軟件,依托現(xiàn)有的空間數(shù)據(jù)庫(kù),提出基于MAPublisher軟件的決策用圖精細(xì)化高效制圖技術(shù)方法.

1 基于MAPublisher的制圖方法

通過(guò)對(duì)近幾年決策用圖編制與服務(wù)情況分析,本研究選用需求量較大的分縣圖為研究對(duì)象,總結(jié)MAPublisher軟件特點(diǎn),詳細(xì)介紹基于MAPublisher軟件的高效制圖方法.

1.1 MAPublisher軟件特點(diǎn)

MAPublisher是加拿大Avenza公司于2015年推出的Illustrator插件,是一個(gè)基于Adobe Illustrator(以下簡(jiǎn)稱(chēng)AI)開(kāi)發(fā),且可以處理GIS和地圖數(shù)據(jù)的軟件,集成了GIS軟件和地圖出版軟件的優(yōu)勢(shì).MAPublisher提供50余種制圖和GIS工具,與Illustrator本身已具備的大量繪圖工具結(jié)合,可以生產(chǎn)精美的達(dá)到出版級(jí)的地圖.它的優(yōu)勢(shì)有以下幾個(gè)方面:

1)從任意數(shù)據(jù)創(chuàng)建自定義的地圖

支持大多數(shù)常用的GIS數(shù)據(jù)完整無(wú)損導(dǎo)入,包括來(lái)自ArcGIS、MapInfo、AutoCAD、Google Earth、FME Desktop、PostGIS等平臺(tái)的數(shù)據(jù)[5],格式有shp、mdb、gdb、mxd、pdf、tab、mif、dxf、dwg、kml、kmz、ffs、wms等,且可以同時(shí)操作多種地圖數(shù)據(jù)文件來(lái)創(chuàng)建地圖,可以進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,并疊加各種不同的數(shù)據(jù)源.

2)強(qiáng)大的地圖編輯工具和編輯能力

支持50余種GIS數(shù)據(jù)用制圖工具進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、投影轉(zhuǎn)換、比例尺變換、數(shù)據(jù)裁剪、主題和風(fēng)格創(chuàng)建、格網(wǎng)和圖例建立等操作,在一個(gè)圖形設(shè)計(jì)環(huán)境下操作GIS地圖數(shù)據(jù),在利用AI強(qiáng)大的圖形設(shè)計(jì)、編輯和輸出功能的同時(shí),也具有保持?jǐn)?shù)據(jù)準(zhǔn)確的地理坐標(biāo)、嚴(yán)密的比例尺控制和編輯其屬性數(shù)據(jù)的能力.

3)輸出多種格式GIS數(shù)據(jù)

將加載的矢量與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)、新增數(shù)據(jù)等編輯保存后,可以輸出為多種不同的GIS數(shù)據(jù)格式,用來(lái)更新作為資料來(lái)源的空間數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫(kù),輸出到Web或GeoPDF格式,可以發(fā)布地圖進(jìn)行在線(xiàn)共享[6-7].

1.2 基于MAPublisher的高效制圖技術(shù)流程

基于MAPublisher軟件的高效制圖的主要技術(shù)流程可分為:基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)處理、地圖編制、地圖整飾、地圖輸出等幾個(gè)階段,具體流程如圖1所示.

圖1 地圖編制技術(shù)流程圖Fig.1 Technical fl ow of map compilation

1.3 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)處理

1)數(shù)據(jù)選取

根據(jù)分縣圖需要表示內(nèi)容,確定采用國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)中最新的全國(guó)1∶250 000 DLG數(shù)據(jù)(gdb格式)、1∶50000 DLG數(shù)據(jù)(gdb格式)、1∶50 000DEM數(shù)據(jù)(gdb格式)和全國(guó)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)(gdb格式),使用的數(shù)據(jù)圖層見(jiàn)表1.

表1 數(shù)據(jù)圖層Tab.1 Data layers

2)數(shù)據(jù)導(dǎo)入

首先,從鄉(xiāng)鎮(zhèn)界數(shù)據(jù)中選取某縣的行政境界面,通過(guò)MAPublisher的Import工具導(dǎo)入到AI軟件中,同時(shí)將數(shù)據(jù)投影變換為適合該縣的投影,然后根據(jù)制圖區(qū)域的大小和版心尺寸進(jìn)行比例尺設(shè)定、裁切框確定,并保證制圖區(qū)域基本處于中心位置,正北定向.再使用批量導(dǎo)入工具,選擇裁切框,批量導(dǎo)入制圖所需的其他全部數(shù)據(jù).

1.4 地圖編制

結(jié)合MAPublisher與AI兩者的功能,對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理、分層要素處理、圖層內(nèi)容組織管理、符號(hào)樣式設(shè)計(jì)與配置、注記的生成與關(guān)系處理、比例尺制作、圖廓整飾等工作,形成一系列地圖表達(dá)規(guī)則,編制出分縣圖的基礎(chǔ)樣貌,再整體調(diào)整、檢查圖面的內(nèi)容,完成地圖編制工作;同時(shí)生成分縣圖模板,用于分縣圖的批量生產(chǎn),能極大提高制圖效率.

1)圖層組織管理

在導(dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí),每類(lèi)要素均會(huì)創(chuàng)建一個(gè)圖層,可以在MAPublisher的MAPViews工具中查看與管理包含投影和坐標(biāo)信息的圖層,同時(shí)在AI的圖層工具中也可以查看與管理圖層.對(duì)于地圖制作來(lái)說(shuō),數(shù)據(jù)的圖層組織管理是非常重要的.

因地圖數(shù)據(jù)圖層之間的前后關(guān)系與被著色順序密切相關(guān),為了避免壓蓋,一般按照?qǐng)D名、圖廓、圖例、點(diǎn)狀要素、線(xiàn)狀要素、面狀要素的順序,自上而下進(jìn)行排列,而相同要素根據(jù)相互壓蓋關(guān)系等情況,再進(jìn)行個(gè)別圖層排序的調(diào)整.

對(duì)于同類(lèi)型同屬性的線(xiàn)狀數(shù)據(jù)(如道路、水系、界線(xiàn)等),可使用MergeLayers工具進(jìn)行合并處理;對(duì)于同類(lèi)型不同屬性的數(shù)據(jù),可根據(jù)需要采用要素分層管理,可以使用MAPSelections面板;基于屬性表達(dá)式、人工交互選擇和空間過(guò)濾來(lái)選擇所需的數(shù)據(jù)圖層,也可使用SplitLayer工具基于屬性將圖層分成多個(gè)圖層.以行政境界線(xiàn)層為例,按照屬性GB提取國(guó)界、省界、地級(jí)界和縣界,使用切割圖層工具根據(jù)屬性字段分成各界線(xiàn)圖層.分縣圖內(nèi)容要素較多,有近50個(gè)圖層,如圖2所示.

圖2 地圖符號(hào)樣式Fig.2 Map symbol style

2)符號(hào)樣式設(shè)計(jì)與配置

地圖符號(hào)是地圖中各種圖形、記號(hào)和文字的總稱(chēng),由形狀、尺寸、定位點(diǎn)、文字、色彩等因素構(gòu)成[8].在地圖編制過(guò)程中,由于地圖符號(hào)的重復(fù)使用率很高,需要制作統(tǒng)一的符號(hào)庫(kù),可以使用MAPThemes中的一系列工具來(lái)設(shè)計(jì)、制作符號(hào)和樣式.

以點(diǎn)符號(hào)樣式設(shè)計(jì)與配置為例,在MAPThemes中新建點(diǎn)樣式,加載任一點(diǎn)層數(shù)據(jù),根據(jù)某一屬性進(jìn)行分類(lèi),再調(diào)用符號(hào)庫(kù)中設(shè)計(jì)好的點(diǎn)狀符號(hào),根據(jù)不同分類(lèi)規(guī)則來(lái)配置不同的符號(hào)樣式[9],能將選定的圖層自動(dòng)應(yīng)用到要素類(lèi)型相同的樣式上.同理也可實(shí)現(xiàn)線(xiàn)狀和面狀符號(hào)樣式設(shè)計(jì)配置.地圖符號(hào)樣式如圖2所示.

3)注記

MAPublisher中有3種生成注記的方法,分別是LabelFeatures、MAPTaggerTool和MAPLabelPro.在分縣圖編制過(guò)程中,主要使用MAPLabelPro標(biāo)注引擎進(jìn)行智能標(biāo)注.它的功能類(lèi)似于ArcGIS中的Maplex,在標(biāo)注前,需要對(duì)所有的圖層進(jìn)行配置,通常是先設(shè)置圖層,指定屬性標(biāo)注源,再設(shè)置注記輸出圖層及隱藏圖層,最后設(shè)置注記優(yōu)先級(jí)、定義注記樣式和規(guī)則.這樣能夠快速、智能和高效地標(biāo)出注記,也可以實(shí)現(xiàn)多圖層之間的注記沖突檢測(cè)、避開(kāi)指定要素等;且注記規(guī)則可以被存儲(chǔ)為配置文件,能夠復(fù)用.

4)比例尺和圖廓整飾

根據(jù)分縣圖的要求,還需要添加一系列整飾內(nèi)容,如位置圖、圖名、圖例、比例尺、指北針、經(jīng)緯網(wǎng)、圖框等.

1.5 地圖整飾

分縣圖編制過(guò)程中,內(nèi)容要素比較多,一般有近50個(gè)圖層,要正確處理好各要素之間的關(guān)系,各要素間相互關(guān)系應(yīng)協(xié)調(diào)一致,如境界與河流、各道路之間、道路與水系等的關(guān)系.

1.6 地圖輸出

通過(guò)對(duì)分縣圖進(jìn)行檢查修改后,可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為jpg或pdf等格式,連接繪圖儀直接打印輸出成圖,再進(jìn)行圖面內(nèi)容整體檢查修改工作,完成地圖的全部編制工作.

2 制圖效果和效率比較

通過(guò)實(shí)際編制地圖測(cè)試,編制一幅A1尺寸的分縣圖,采用ArcGIS和AI相結(jié)合方式編制成圖通常需要2~3工作日,而基于MAPublisher制圖方式達(dá)到相同的圖面效果只需要1~1.5工作日,制圖時(shí)間縮短了一半.實(shí)例證明MAPublisher的特性能有效提高AI環(huán)境下地圖制圖的工作效率,且能達(dá)到精細(xì)化制圖的效果,與現(xiàn)有的其他制圖軟件系統(tǒng)相比較見(jiàn)表2,基于AI+MAPublisher制圖,在制圖效率和精細(xì)化方面的優(yōu)勢(shì),能夠滿(mǎn)足決策用圖的需求.

表2 采用不同軟件系統(tǒng)編圖的比較表Tab.2 Comparison table by using diあerent map compilation software systems

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)基于MAPublisher軟件的決策用圖精細(xì)化高效制圖技術(shù)研究,生成分縣圖模板,并應(yīng)用到分縣圖實(shí)際編制工作中,大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短了成圖周期,提高了生產(chǎn)效率和地圖精細(xì)化程度,增強(qiáng)了地圖的藝術(shù)性.運(yùn)用該制圖技術(shù),同樣生成其他類(lèi)型的決策用圖模板,并能快速編制精美的地圖,驗(yàn)證了該方法的可行性;還可以應(yīng)用在應(yīng)急測(cè)繪保障專(zhuān)題圖、新聞地圖等編制方面,節(jié)約地圖編制時(shí)間,有效提升地圖編制效率,具有一定的推廣應(yīng)用前景.

由于MAPublisher軟件未開(kāi)放二次開(kāi)發(fā)接口,有些可自動(dòng)化的工作不能在模板中實(shí)現(xiàn),可基于AI進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),進(jìn)一步優(yōu)化高效制圖流程,提高制圖效率.