王思平

廣西地圖院，廣西 南寧 530023

應急地圖可以為突發(fā)事件的預測預報、搶險救援、調(diào)查研究提供最新的信息，是應急測繪保障中一項重要的測繪成果[1]。由于應急地圖用途的特性，因此在時間緊急性、數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性、地圖準確性、要素專業(yè)性、直觀易讀性上都有極高的要求。

1 應急地圖常規(guī)制作模式

應急地圖常規(guī)制作模式與一般的專題地圖制作方式一致，主要是通過專業(yè)軟件來完成設計和制作，制作流程是：根據(jù)總體設計，對專題資料的表格或文字進行整理和信息提取，利用GIS 軟件對地理底圖進行編輯，采集相關(guān)專題信息要素，將地理信息數(shù)據(jù)導入圖形處理軟件，制作專題圖、表，并進行排版、整飾、出圖。

2 應急地圖常規(guī)制作模式存在的問題

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和地理信息應用服務的普及，應急地圖常規(guī)制作模式與政務應急對地圖服務的形式、內(nèi)容及響應時間提出的要求還有一定差距。

2.1 數(shù)據(jù)方面

制圖工作中收集到的數(shù)據(jù)大多是地理空間數(shù)據(jù)，而不是制圖數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)是表示地理實體位置、形狀、大小及其分布等信息的數(shù)據(jù)類型，制圖數(shù)據(jù)是通過圖形和樣式表示地理實體特征的數(shù)據(jù)類型[2]。直接利用一套基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行多個比例尺成圖的方式會產(chǎn)生多種制圖表達不符合標準規(guī)范的問題，影響地圖圖面美觀及可讀性。如要素沒有經(jīng)過綜合選取，地圖載負量不均衡，導致部分地區(qū)出現(xiàn)要素過密而部分地區(qū)要素過稀的情況；要素沒有經(jīng)過制圖綜合、避讓等制圖編輯處理，中小比例尺下容易呈現(xiàn)要素粘連、堆疊及要素相對關(guān)系不正確等現(xiàn)象；水系沒進行河流分級，無法做水系漸變效果，使得河流等級及上下游關(guān)系不明顯，影響地圖閱讀與使用等。如果要達到傳統(tǒng)地圖的效果，則需要花費大量時間與資源進行制圖編輯，嚴重影響供圖響應速度。

2.2 軟件方面

目前地圖編制的各個環(huán)節(jié)使用的主要軟件和數(shù)據(jù)格式各不相同，如數(shù)據(jù)處理階段主要使用的是 ArcGIS，編圖、制圖階段主要使用的是MapGIS，排版階段主要使用的是CorelDraw等。這些軟件之間相互獨立，各個環(huán)節(jié)之間的銜接要經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、導入和導出。不同軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳導不僅增加了工作量，而且還可能造成數(shù)據(jù)錯漏，降低了地圖編制的效率及快速應急供圖的能力。

2.3 效率方面

制圖過程中的地圖設計、符號化、制圖綜合等環(huán)節(jié)高度依賴人工作業(yè)，生產(chǎn)效率受限。

2.4 成果管理方面

地圖成果文件分散、格式多樣、拼接困難，增量信息獲取方法有限，成果復用和更新困難。

3 廣西快速制圖供圖服務體系的構(gòu)建

廣西快速制圖供圖服務體系成功構(gòu)建了應急地圖快速制圖模式。一是制定了多尺度地圖的數(shù)據(jù)庫規(guī)范，指導多尺度地圖數(shù)據(jù)庫建設。建設了快速地圖制圖標準（內(nèi)容、版式、圖幅、符號、色彩、裝幀），指導各比例尺快速地圖設計與制圖。二是研發(fā)了快速制圖供圖系統(tǒng)，實現(xiàn)了多尺度地圖數(shù)據(jù)庫生產(chǎn)、多尺度地圖庫級聯(lián)更新、快速地圖制圖等技術(shù)流程。三是建成了覆蓋廣西全域及廣西周邊部分區(qū)域的1 ∶5 萬、1 ∶10 萬、1 ∶25 萬、1 ∶50 萬、1 ∶100 萬等5個結(jié)構(gòu)一致、尺度連貫的系列比例尺地圖數(shù)據(jù)庫，滿足了全區(qū)多幅面、常用尺度地圖快速制圖的數(shù)據(jù)需求。項目成果可實現(xiàn)全區(qū)任意位置、任意范圍、常用尺度全天候應急地圖服務響應，對于自治區(qū)、市、縣、鄉(xiāng)四級地理地圖，形成6 h 供圖反應能力；對于一般專題地圖，形成12 h 供圖反應能力。廣西快速制圖供圖服務體系下的應急地圖快速制圖技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 應急地圖快速制圖技術(shù)流程圖

3.1 廣西快速制圖供圖服務體系下的應急地圖編制

傳統(tǒng)的專題制圖工序繁瑣，無法滿足搶險救災對地圖的應急需求，廣西快速制圖供圖服務體系下的快速制圖供圖系統(tǒng)可以最大限度地利用計算機技術(shù)研發(fā)的核心功能模塊，支撐、管理與控制整個工藝流程，實現(xiàn)地圖要素的半自動化編輯、符號化和地圖整飾配置，完成專題圖制作和輸出。

（1）確定需求。根據(jù)用戶需求分析地圖類型和表達方式，確定應急地圖制作內(nèi)容。

（2）資料整理。一是收集整理現(xiàn)有的數(shù)據(jù)、影像，根據(jù)實際情況對多尺度地圖數(shù)據(jù)庫進行更新；二是向用戶、專題數(shù)據(jù)保管部門收集最新相關(guān)專題數(shù)據(jù)，包括圖表、文字、圖片、數(shù)據(jù)等。

（3）模板調(diào)用。系統(tǒng)預配置了多個制圖模版,也允許用戶根據(jù)需求自行添加新的模板,或?qū)ΜF(xiàn)有模板進行修改。制圖模板的內(nèi)容包括制圖規(guī)則庫、制圖工程數(shù)據(jù)組織（如圖層列表、圖層順序、圖層顯示狀態(tài)）、圖層符號化所需的制圖表達規(guī)則等。

（4）數(shù)據(jù)裁切。系統(tǒng)根據(jù)編圖人員設定的成圖尺寸自動計算相應的成圖比例尺，從多尺度地圖數(shù)據(jù)庫里與該比例尺最接近的子庫中裁切下載基礎(chǔ)地理底圖數(shù)據(jù)。

（5）地圖符號化。把以無符號形式存儲的底圖數(shù)據(jù)按照選定的制圖模板進行數(shù)據(jù)組織，形成制圖工程，并根據(jù)對應的制圖表達規(guī)則對相應圖層及要素進行地圖符號化，從而實現(xiàn)從庫數(shù)據(jù)到制圖數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，完成地圖符號化。

（6）圖面編輯。包括水系漸變、境界跳繪、境界著色、色帶生成、要素選取等。系統(tǒng)已根據(jù)專家經(jīng)驗及地圖知識為這些常規(guī)地圖編輯開發(fā)了相應的功能模塊，通過這些功能模塊能快速地完成相應的地圖編輯工作。

（7）專題標繪。根據(jù)用戶需求及專題資料，在基礎(chǔ)地理底圖的基礎(chǔ)上加載或標繪專題數(shù)據(jù)，完成專題數(shù)據(jù)的符號化及注記。

（8）圖面整飾。包括圖名、圖廓、圖例、比例尺、坐標格網(wǎng)、花邊和必要的文字說明等。系統(tǒng)可以對這些整飾內(nèi)容進行配置，快速地實現(xiàn)圖面整飾。

（9）輸出打印。將編輯完成的地圖輸出打印常用的格式，支持的格式有PDF、TIF、EPS、JPG 等。

3.2 優(yōu)勢分析

以問題為導向，廣西快速制圖供圖服務體系下的應急地圖編制相較于傳統(tǒng)制作模式具有以下3 個方面的優(yōu)勢。

（1）對制圖知識進行總結(jié)與應用。通過總結(jié)當前地圖制圖工藝流程和地圖設計編制經(jīng)驗，參照相關(guān)國家和行業(yè)標準，制定包含符號、色彩、整飾、約束規(guī)則等的標準規(guī)范，解決地圖設計知識累積復用的問題。

（2）對制圖軟件進行整合與研發(fā)?；趹眯院挽`活性的原則，從數(shù)據(jù)生產(chǎn)、聯(lián)動更新、快速制圖3 個層面，有針對性地研發(fā)一套整合應急地圖編制各環(huán)節(jié)需求的快速制圖供圖系統(tǒng)，解決軟件不一致、出圖效率低、成果管理難的問題。

（3）對制圖數(shù)據(jù)進行歸集與統(tǒng)一。整理最新基礎(chǔ)測繪成果及資料，根據(jù)制定的多尺度地圖數(shù)據(jù)庫規(guī)范建設多尺度地圖數(shù)據(jù)庫。利用多尺度地圖數(shù)據(jù)庫快速得到基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)，解決應急地圖編制的底圖數(shù)據(jù)資源問題。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

3.3.1 圖庫一體化的制圖數(shù)據(jù)庫模型構(gòu)建

傳統(tǒng)的制圖數(shù)據(jù)庫和地理數(shù)據(jù)庫需在同一時期生產(chǎn)2 套數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的重復生產(chǎn)在加大工作量的同時也造成了數(shù)據(jù)的冗余，2 套數(shù)據(jù)的分別存儲和更新難以保證數(shù)據(jù)的一致性[3]。廣西快速制圖供圖服務體系使用圖庫一體化的制圖數(shù)據(jù)庫模型，制圖數(shù)據(jù)庫的設計原則是以地理數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)，針對要素分類分級、符號優(yōu)化表達等地圖表達要求，在數(shù)據(jù)模型的不同層次上進行設計和擴展，并通過自動符號化、沖突探測、地圖綜合等操作完成對擴展后數(shù)據(jù)庫的增強和填充，實現(xiàn)地圖表達符號的離線處理及固化存儲，減少應急制圖時在線符號處理的工作量，滿足應急制圖所需的出圖要求。擴展設計示例如表1 所示。

表1 制圖數(shù)據(jù)模型擴展設計表

3.3.2 地圖編制流程知識庫構(gòu)建

廣西快速制圖供圖服務體系將地圖設計流程結(jié)構(gòu)化與模型化用信息化的語言描述地圖設計的各個過程，并總結(jié)以往專題地圖設計的經(jīng)驗與常用設計方案形成模板，從而形成地圖設計流程專家知識庫，實現(xiàn)地圖設計流程的系統(tǒng)工程化，滿足地圖設計過程的向?qū)Щc智能化。

（1）地圖模板庫。用戶根據(jù)地圖需求，結(jié)合符號庫、顏色庫及字體庫，構(gòu)建地圖及整飾內(nèi)容，并將地圖的配置信息、制圖規(guī)范指標庫、數(shù)據(jù)字典等進行統(tǒng)一的保存管理，形成模板，構(gòu)建模板庫。在應急制圖過程中，系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇的模板完成地圖渲染，快速實現(xiàn)由“數(shù)據(jù)”到“圖”的過程。

（2）整飾知識庫。對專題圖指北針、圖例、比例尺、地圖花邊等整飾要素進行總結(jié)歸納，將整飾要素以制圖表達的方式制作并存儲于點要素類中，并實現(xiàn)整飾要素在空間數(shù)據(jù)庫中以點要素存在，在地圖上以相應的圖形符號表現(xiàn)地圖花邊等要素。

（3）注記知識庫。在遵守制圖規(guī)范的基礎(chǔ)上，根據(jù)地理要素的特征和重要性確定地圖注記的樣式與布局，如注記大小、顏色、字體、位置等信息，構(gòu)建成注記配置知識庫，并以規(guī)則化的語言存儲到知識庫。

4 應用成效

截至2022年2 月，制圖單位基于廣西快速制圖供圖服務體系完成了地圖制圖3 680 幅，保障了自治區(qū)重大活動或緊急任務100 多次，特別是在百色市疫情防控、靖西市抗震救災等突發(fā)情況下，實現(xiàn)3 h 內(nèi)完成應急地圖制作，有力保障指揮救援的決策需求。應急地圖的特征決定了應急地圖保障的時效性與準確性，廣西快速制圖供圖服務體系在多次應急地圖保障工作中的生產(chǎn)實踐有效驗證了該體系的先進性和實用性，大大減少了制圖的工作量，提高了工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

5 結(jié) 語

應急地圖常規(guī)制作模式已難以滿足當前政務應急對地圖服務形式、內(nèi)容以及響應時間提出的要求，廣西快速制圖供圖服務體系通過對應急地圖快速制圖模式的探索與實踐，成功破解了傳統(tǒng)制圖模式中數(shù)據(jù)雜、軟件多、效率低、更新難等難題，有效改變了地圖制圖以天或者星期的耗時現(xiàn)狀，實現(xiàn)了全區(qū)常用尺度、任意區(qū)域地圖的快速制圖，在相關(guān)部門處理應急事件過程中起到了積極的作用，有很好的應用前景及推廣價值。