郝思寶，于婷婷，閆 昶

(江蘇省地質(zhì)測(cè)繪院，江蘇 南京 211102)

0 引言

自然資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量來(lái)源，是國(guó)家綜合國(guó)力的重要組成部分。為貫徹落實(shí)黨中央關(guān)于“加快建立自然資源統(tǒng)一調(diào)查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)制度”的決策部署要求，江蘇省自2019年開(kāi)始自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作，試點(diǎn)工作以查清工作區(qū)域各類(lèi)自然資源體的分布和范圍，掌握最基本的自然資源本底狀況和共性特征為主要目標(biāo)[1]，為構(gòu)建自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系探索技術(shù)路線(xiàn)。

自然資源調(diào)查圖件，能夠表示自然資源結(jié)構(gòu)、分布、類(lèi)型、面積等信息，為自然資源保護(hù)、國(guó)土空間規(guī)劃等工作提供直觀依據(jù)，是重要的調(diào)查成果。本文針對(duì)自然資源調(diào)查制圖應(yīng)用，在ArcGIS平臺(tái)下研究了自然資源符號(hào)庫(kù)制作及制圖工具開(kāi)發(fā)等相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)配置文件快速生成自然資源調(diào)查圖件的功能。

1 自然資源符號(hào)庫(kù)制作

符號(hào)是地圖信息的重要載體，是地圖直觀地表達(dá)各種事物或現(xiàn)象的重要工具[2]。地圖符號(hào)庫(kù)是多種符號(hào)的集合，利用符號(hào)庫(kù)可對(duì)不同類(lèi)型的地圖符號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一管理[3]，符號(hào)庫(kù)制作是地圖制圖工作的基礎(chǔ)?！督K省自然資源調(diào)查分類(lèi)(試行)》(本文簡(jiǎn)稱(chēng)《分類(lèi)》)中對(duì)各類(lèi)自然資源進(jìn)行了分類(lèi)，包括了地表基質(zhì)、空間覆蓋層、自然資源管理等內(nèi)容。其中，空間覆蓋層包括陸表空間資源、海洋空間資源、地下空間資源、水資源、森林資源、草資源和礦產(chǎn)資源等7個(gè)一級(jí)類(lèi)，本文重點(diǎn)研究空間覆蓋層相關(guān)內(nèi)容。

自然資源調(diào)查工作以第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查(簡(jiǎn)稱(chēng)三調(diào))為基礎(chǔ)，陸表空間資源分類(lèi)基本能與三調(diào)土地利用分類(lèi)對(duì)應(yīng)，其要素符號(hào)可以采用與三調(diào)對(duì)應(yīng)要素的符號(hào)樣式；由于調(diào)查對(duì)象和調(diào)查目標(biāo)不完全一致，存在部分自然資源分類(lèi)與三調(diào)分類(lèi)不統(tǒng)一[4]，對(duì)于此類(lèi)要素，應(yīng)參考三調(diào)和地形圖圖式等技術(shù)規(guī)范制作符號(hào)。

1.1 符號(hào)字體文件創(chuàng)建

在GIS軟件中，字體文件中的符號(hào)可以直接表示點(diǎn)狀要素，還可以通過(guò)組合、旋轉(zhuǎn)、疊加等方式表示線(xiàn)狀符號(hào)和面狀符號(hào)，符號(hào)字體文件創(chuàng)建是符號(hào)庫(kù)創(chuàng)建的基礎(chǔ)。

本文采用Font Creator工具創(chuàng)建字體文件，方法如下：

1)確定符號(hào)樣式；

2)通過(guò)AutoCAD等工具繪制符號(hào)或者掃描符號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為位圖文件；

3)將位圖文件導(dǎo)入到Font Creator 字體編輯軟件中進(jìn)行矢量化，從而建立字體符號(hào)[5]。

在制作符號(hào)時(shí)，應(yīng)確保符號(hào)輪廓不超出設(shè)置的符號(hào)尺寸范圍。同時(shí)，正確設(shè)置符號(hào)的長(zhǎng)、寬及線(xiàn)條寬度比例，確保符號(hào)的大小和形狀不變形[6]。

自然資源符號(hào)字體如圖1所示。

圖1 自然資源符號(hào)字體Fig.1 Symbol fonts for natural resources

1.2 Style符號(hào)庫(kù)文件制作

ArcGIS軟件中的符號(hào)庫(kù)以*.style文件存儲(chǔ)，該文件可利用Style Manager模塊創(chuàng)建。在制作自然資源調(diào)查符號(hào)庫(kù)時(shí)，對(duì)于能夠與三調(diào)地類(lèi)對(duì)應(yīng)的要素，采用三調(diào)符號(hào)；對(duì)于不能與三調(diào)對(duì)應(yīng)的要素，應(yīng)設(shè)計(jì)創(chuàng)建新的符號(hào)樣式。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需滿(mǎn)足以下要求：

1)新創(chuàng)建符號(hào)樣式應(yīng)參考TD/T 1055—2019《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查技術(shù)規(guī)程》和GB/T 20257.2—2017《國(guó)家基本比例尺地圖圖式 第2部分：1∶5 000 1∶10 000地形圖圖式》中相同或相近要素的符號(hào)樣式；

2)同一大類(lèi)的符號(hào)在其填充色的色系與飽和度上應(yīng)保持一致性；

3)相關(guān)符號(hào)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合傳統(tǒng)的讀圖習(xí)慣。

部分新增的地類(lèi)及其符號(hào)樣式如表1所示。

表1 陸表空間資源新增符號(hào)Tab.1 New symbols for land surface space resources

在制作符號(hào)時(shí)，對(duì)點(diǎn)、線(xiàn)、面不同類(lèi)型的符號(hào)采用相應(yīng)的制作方法。對(duì)點(diǎn)狀符號(hào)，將系統(tǒng)字體或定制字體作為點(diǎn)符號(hào)的數(shù)據(jù)源，將其導(dǎo)入符號(hào)編輯器中編輯制作，也可以通過(guò)增加符號(hào)圖層的方法，將多個(gè)符號(hào)疊加、組合，創(chuàng)建新符號(hào)；對(duì)線(xiàn)狀符號(hào)，簡(jiǎn)單線(xiàn)狀符號(hào)只需設(shè)定線(xiàn)寬、虛實(shí)線(xiàn)樣式以及線(xiàn)條色彩等變量，也可以選擇點(diǎn)符號(hào)作為虛線(xiàn)中實(shí)部的樣式，形成較復(fù)雜的線(xiàn)符號(hào)；面狀符號(hào)應(yīng)按符號(hào)填充情況分類(lèi)討論。對(duì)于沒(méi)有符號(hào)填充的面狀圖層，只需要利用簡(jiǎn)單填充符號(hào)，配置圖廓線(xiàn)顏色和填充顏色；對(duì)于需填充符號(hào)的面狀圖層要素，需要用點(diǎn)、線(xiàn)符號(hào)作為填充符號(hào)進(jìn)行配置，設(shè)定填充符號(hào)間隔、顏色等變量[7]。

Sytle文件中，以名稱(chēng)(Name)表示分類(lèi)代碼，以目錄(Category)表示要素類(lèi)別，以注記(Tags)表示符號(hào)中文名稱(chēng)。采用這種存儲(chǔ)管理方式，既可以滿(mǎn)足符號(hào)庫(kù)管理需要，又方便程序的自動(dòng)符號(hào)化。

符號(hào)庫(kù)中的部分樣例如圖2所示。

圖2 符號(hào)庫(kù)樣例Fig.2 Symbols in library

2 自然資源制圖工具開(kāi)發(fā)

為保證自然資源圖件的質(zhì)量和制圖效率，本文開(kāi)發(fā)了自然資源調(diào)查制圖工具。該工具以配置文件存儲(chǔ)制圖方案，通過(guò)工具可動(dòng)態(tài)生成圖件整飾要素并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)符號(hào)化，提升自然資源調(diào)查出圖效率和圖件質(zhì)量。

2.1 配置文件

同一類(lèi)的圖件，整飾樣式及符號(hào)化方法類(lèi)似。為方便制圖工具調(diào)用，設(shè)計(jì)了制圖配置文件，文件中包含：圖幅比例尺，內(nèi)外圖廓間距，公里網(wǎng)格樣式，接合表位置和樣式，整飾注記內(nèi)容、位置及樣式，符號(hào)庫(kù)位置，符號(hào)化字段等內(nèi)容。文件采用xml格式，主節(jié)點(diǎn)記錄了圖件整體信息，子節(jié)點(diǎn)記錄注記等要素的內(nèi)容、位置、樣式等信息，具有定制簡(jiǎn)單、應(yīng)用靈活的優(yōu)點(diǎn)，可以快速批量生成和修改圖件。圖幅名稱(chēng)注記的配置內(nèi)容如下：

AnnoString="[MapName]"

LocationPointPosiEnum="UpperMiddle"

LocationPointMoveX="0"

LocationPointMoveY="28"

Alignment="7"

FontSize="18.5"

FontName="方正中等線(xiàn)簡(jiǎn)體"

FontColorRgb="0"

IsBold="True"

IsItalic="False"

IsUnderLine="False"

CharacterWidth="100"

CharacterSpacing="100"/>

通過(guò)調(diào)用配置文件，采用制圖工具，可以規(guī)范出圖要求，統(tǒng)一圖件效果，提高制圖效率和質(zhì)量。

2.2 整飾要素生成

地圖整飾是指對(duì)繪制好的地圖根據(jù)需要添加圖面元素的內(nèi)容[8]。地圖整飾通常包括：圖名、圖號(hào)、比例尺、公里網(wǎng)格、內(nèi)圖廓線(xiàn)、界端注記和接合表等內(nèi)容。不同類(lèi)型圖件的整飾樣式各不相同，應(yīng)制定圖件標(biāo)準(zhǔn)，確定內(nèi)外圖廓間距，接合表位置，注記樣式等整飾相關(guān)內(nèi)容。

通常各類(lèi)整飾要素相對(duì)四周角點(diǎn)或中點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系固定，將這些點(diǎn)稱(chēng)為“圖幅定位點(diǎn)”。創(chuàng)建整飾要素時(shí)，應(yīng)首先確定圖幅定位點(diǎn)。在計(jì)算圖幅定位點(diǎn)時(shí)，首先根據(jù)元數(shù)據(jù)表獲得圖幅范圍；接著，根據(jù)圖幅范圍創(chuàng)建內(nèi)圖廓線(xiàn)，以?xún)?nèi)圖廓線(xiàn)為基礎(chǔ)，通過(guò)平移、延長(zhǎng)、裁切等方法生成外圖廓線(xiàn)；最后，根據(jù)圖廓線(xiàn)計(jì)算圖幅各頂點(diǎn)及各邊中點(diǎn)等圖幅定位點(diǎn)位置，并將這些點(diǎn)按順序編號(hào)，以便后續(xù)調(diào)用。

2.2.1 注記要素

整飾類(lèi)注記要素包括圖名、圖號(hào)、類(lèi)型名稱(chēng)、比例尺和產(chǎn)權(quán)單位等內(nèi)容。此類(lèi)注記與對(duì)應(yīng)圖幅定位點(diǎn)的相對(duì)位置固定。如：在1∶5 000地形圖中，主圖名注記底部中點(diǎn)在外圖廓上邊線(xiàn)中點(diǎn)向上13 mm處。在創(chuàng)建此類(lèi)注記要素時(shí)，首先根據(jù)配置文件確定注記對(duì)應(yīng)圖幅定位點(diǎn)及兩者相對(duì)位置關(guān)系，從而確定注記在圖上位置；再獲取注記內(nèi)容和字體樣式等信息，通過(guò)代碼創(chuàng)建注記要素。

2.2.2 接合表及注記

創(chuàng)建接合表時(shí)，首先根據(jù)接合表的定位角點(diǎn)與圖幅定位點(diǎn)的相對(duì)位置關(guān)系，確定接合表在圖上的位置；再根據(jù)接合表單元格的尺寸信息創(chuàng)建接合表的幾何要素；最后，根據(jù)元數(shù)據(jù)表，獲取鄰接圖名和圖號(hào)信息，以注記形式填入接合表中相應(yīng)位置。

2.2.3 公里網(wǎng)格

創(chuàng)建公里網(wǎng)時(shí)，首先通過(guò)幾何運(yùn)算，計(jì)算內(nèi)圖廓的外包矩形；再根據(jù)公里網(wǎng)間隔距離，計(jì)算公里網(wǎng)格交點(diǎn)以及網(wǎng)格與內(nèi)外圖廓線(xiàn)的交點(diǎn)；最后，根據(jù)要求創(chuàng)建公里網(wǎng)格線(xiàn)或網(wǎng)格十字絲。

2.3 自動(dòng)符號(hào)化

ArcGIS提供了要素圖層根據(jù)字段匹配的符號(hào)化方法。因?yàn)榉?hào)庫(kù)中名稱(chēng)(Name)字段與要素代碼一致，可通過(guò)調(diào)用接口，通過(guò)要素代碼與符號(hào)匹配，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線(xiàn)、面各圖層的自動(dòng)符號(hào)化。

需要注意的是，對(duì)于單點(diǎn)填充面狀符號(hào)(一個(gè)面中只有一個(gè)填充點(diǎn)符號(hào))的情況，本文采用了將原面要素轉(zhuǎn)成點(diǎn)要素，再對(duì)點(diǎn)進(jìn)行符號(hào)化的方法。由于符號(hào)化后的點(diǎn)在圖上占有一定面積，如果要素面積過(guò)小，會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)狀符號(hào)壓蓋的現(xiàn)象。因此，應(yīng)根據(jù)生成點(diǎn)狀符號(hào)的面積設(shè)置閾值，對(duì)于面積超過(guò)閾值的要素，創(chuàng)建點(diǎn)要素并進(jìn)行符號(hào)化，否則，只顯示填充色塊而不顯示填充點(diǎn)符號(hào)。這樣，在保證數(shù)據(jù)信息完整的前提下，減少地圖圖面負(fù)載，提升出圖效果。自然資源調(diào)查成果符號(hào)化如圖3所示。

圖3 自然資源調(diào)查成果符號(hào)化Fig.3 Symbolization of natural resources survey results

3 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了符號(hào)庫(kù)制作和制圖工具開(kāi)發(fā)等自然資源調(diào)查制圖應(yīng)用技術(shù)。針對(duì)自然資源調(diào)查規(guī)程，制作了自然資源調(diào)查符號(hào)庫(kù)，開(kāi)發(fā)了可通過(guò)配置文件動(dòng)態(tài)定制圖件的制圖工具。項(xiàng)目研究成果在江蘇省盱眙縣自然資源調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目中得到應(yīng)用驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了規(guī)范圖件、控制質(zhì)量和高效制圖目標(biāo)，為自然資源調(diào)查制圖工作探索了可行的技術(shù)路線(xiàn)。