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ArcGIS相對(duì)于Coreldraw的制圖優(yōu)勢(shì)研究

2015-07-21 17:53石洪
科技資訊 2015年16期
關(guān)鍵詞:符號(hào)化制圖符號(hào)

石洪

摘 要:可以用于地圖制圖的軟件很多,較為廣泛采用的如CorelDraw和AutoCAD,但這兩個(gè)并不是專業(yè)的地圖制圖軟件,或者說(shuō)其開(kāi)發(fā)之初并未考慮可以用于地圖制圖,所以在地圖符號(hào)的表達(dá)方面有所欠缺,本文探討了ArcGIS在制圖表達(dá)方面的優(yōu)勢(shì)。論文首先分析了ArcGIS的制圖表達(dá),進(jìn)而結(jié)合某交通地圖的設(shè)計(jì)為研究背景,詳細(xì)闡述了基于ArcMap的地圖制圖過(guò)程。

關(guān)鍵詞:ArcGIS,地圖制圖,交通地圖,符號(hào)

中圖分類號(hào):P28 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)06(a)-0000-00

ArcGIS 產(chǎn)品是一個(gè)可伸縮的、全面的地理信息系統(tǒng)平臺(tái),其中 Representation 制圖表達(dá)是其重要的功能之一。地理信息系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),具有對(duì)地球空間信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、處理、分析、輸出等功能的系統(tǒng)。地圖制圖基于 GIS 對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析,是 GIS 所有工作的最終體現(xiàn),也是地理信息傳遞的一種有效方式。他們廣泛應(yīng)用在資源、環(huán)境、交通、國(guó)土、礦業(yè)、水利電力、通訊、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市建設(shè)與規(guī)劃、地質(zhì)勘測(cè)等部門,以及與地球空間信息相關(guān)的行業(yè)。

目前,隨著 GIS 的廣泛應(yīng)用,我國(guó)的測(cè)繪和制圖行業(yè)緊跟國(guó)際研究的步伐,地圖制圖也發(fā)展迅速。對(duì)于國(guó)家 1: 5000 ~1: 100 萬(wàn) 8 種不同比例尺的地圖編制,傳統(tǒng)做法首先進(jìn)行投影元素的確定,采用計(jì)算機(jī)編程,計(jì)算出經(jīng)緯網(wǎng)交點(diǎn)及控制點(diǎn)坐標(biāo),用展點(diǎn)儀將計(jì)算結(jié)果展繪到圖版上,再將同一經(jīng)度上的控制點(diǎn)用直線連接,對(duì)同一緯度上的緯線用同心圓弧線相連,形成圖面的經(jīng)緯網(wǎng),建立了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)后,最后進(jìn)行地圖編制工作。而 20 世紀(jì)初興起的航空攝影測(cè)量方法,改變了地圖生產(chǎn)過(guò)程,再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,更是加速了地圖制圖技術(shù)的發(fā)展,基本上向計(jì)算機(jī)自動(dòng)化制圖發(fā)展。

由于傳統(tǒng) GIS 軟件弱于復(fù)雜符號(hào)表達(dá)、難以滿足地圖制圖規(guī)范的要求,不少人采用 AutoCAD 等圖形軟件獲得更加豐富多樣的圖形化表現(xiàn)效果以及更加靈活自由的操作方式。但是,這種不連續(xù)的工作有很多缺點(diǎn),例如地圖數(shù)據(jù)需要在不同的軟件中導(dǎo)入導(dǎo)出,在兩個(gè)環(huán)境中重復(fù)修改和更新還會(huì)降低工作效率,必須維護(hù)多個(gè)版本的制圖數(shù)據(jù)等。因此,這要求單一的 GIS 軟件系統(tǒng)可以支持從采集到生產(chǎn)全過(guò)程、支持多地圖制圖表達(dá)和可擴(kuò)展制圖綜合等,而ArcGIS 制圖規(guī)則與覆蓋方法的結(jié)合正是為復(fù)雜對(duì)象符號(hào)化、多用途制圖與空間數(shù)據(jù)分析的無(wú)縫集成提供了可行的方法。

1 制圖表達(dá)

1.1 表達(dá)機(jī)制

幾乎所有的地圖生產(chǎn)都通過(guò) ArcGIS 進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析,其中很多人直接在 ArcGIS 中完成全部的制圖過(guò)程。制圖人經(jīng)常面對(duì)的一個(gè)困難就是如何處理制圖的自動(dòng)化和規(guī)則化與個(gè)性化的沖突。至ArcGIS 9.2 推出制圖表達(dá)的規(guī)則與覆蓋功能之后,自動(dòng)化、規(guī)則化與個(gè)性化統(tǒng)一起來(lái),解決了問(wèn)題,大大提高了地圖生產(chǎn)的效率。

與一般的 Symbology 符號(hào)渲染相比,制圖表達(dá)可以動(dòng)態(tài)繪制符號(hào)而不影響源數(shù)據(jù),面向?qū)ο?,具有行為,其?yōu)勢(shì)和特點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表 1:

表 1 制圖表達(dá)與一般符號(hào)渲染的區(qū)別

在制圖過(guò)程中,通常有一套數(shù)據(jù)要用在不同的應(yīng)用場(chǎng)景,將要素的屬性通過(guò)地圖表現(xiàn)出來(lái),使交匯的道路,橋,隧道等得到體現(xiàn)。在 ArcGIS 下使用制圖表達(dá)從事地圖生產(chǎn)工作的基本步驟一般是創(chuàng)建地里數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集、定義要素類、分類編碼、定于制圖規(guī)則、創(chuàng)建符號(hào)庫(kù)、創(chuàng)建制圖表達(dá)、加載數(shù)據(jù)。這里以某校交通服務(wù)地圖的生產(chǎn)為例,根據(jù)相關(guān)制圖規(guī)則來(lái)設(shè)計(jì)要素分類和符號(hào),用 ArcMap 創(chuàng)建制圖表達(dá)規(guī)則,配合使用自由表達(dá)實(shí)現(xiàn)地圖的編制。ArcGIS10 提供一套靈活的制圖表達(dá)機(jī)制,靈活地結(jié)合規(guī)則和覆蓋功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行符號(hào)化,這些結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)一同存儲(chǔ)在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中,成為要素類的屬性,存儲(chǔ)在要素類字段 RuleID( 規(guī)則) 和 Override( 重載) 中。于是制圖表達(dá)將符號(hào)信息( 例如大小、角度、樣式、偏移和沖突順序等) 和幾何信息一同存儲(chǔ)在要素類中,要素顯示時(shí),根據(jù)這些參數(shù)動(dòng)態(tài)繪制符號(hào)。而且,一個(gè)要素類可以支持多個(gè)制圖表達(dá),從而允許用戶能夠根據(jù)不同的應(yīng)用需求對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行展示,而不需要備份額外的數(shù)據(jù),以滿足不同地圖的各種表現(xiàn)方式。此外,制圖表達(dá)還可以針對(duì)要素類中每個(gè)要素的外觀進(jìn)行單獨(dú)編輯。例如: 我們用打斷的線符號(hào)對(duì)鐵路進(jìn)行符號(hào)化,可以通過(guò)制圖表達(dá)來(lái)設(shè)置不同的符號(hào)寬度和顏色來(lái)表示不同類型的鐵路; 盡管道路數(shù)據(jù)是一系列的中心線,仍然可以用地圖圖形覆蓋的方式友好地呈現(xiàn)橋梁、隧道、立交橋等特殊地物。

1.2 規(guī)則與覆蓋

制圖表達(dá)分為規(guī)則表達(dá)和自由表達(dá)。規(guī)則表達(dá)是指要素的符號(hào)化形式,由預(yù)先制定的符號(hào)化規(guī)則來(lái)實(shí)現(xiàn),要素修改后其符號(hào)化形式將進(jìn)行自動(dòng)更新; 自由制圖表達(dá)則可以根據(jù)制圖要求,對(duì)符號(hào)的表現(xiàn)進(jìn)行編制,但要素與其符號(hào)化的表現(xiàn)之間不再有關(guān)聯(lián)。制圖規(guī)則是最靈活的符號(hào)表達(dá)方式,每個(gè)要素均有屬于自己的 Rule 即表達(dá)規(guī)則。當(dāng)符號(hào)與符號(hào)之間產(chǎn)生沖突時(shí),則需將要素從規(guī)則表達(dá)轉(zhuǎn)為自由表達(dá),此時(shí)要素符號(hào)進(jìn)行了 Override( 覆蓋) ,也說(shuō)重載或例外,而不改變制圖表的規(guī)則。覆蓋字段記錄了要素符號(hào)信息,因此對(duì)符號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行移位、刪除、壓蓋等編輯并不影響建庫(kù)數(shù)據(jù)的真實(shí)位置,如進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)注,人工編制符號(hào)等自由表達(dá)。覆蓋是制圖規(guī)則的例外,通過(guò)編輯修改已定義的規(guī)則參數(shù),以改變復(fù)雜要素的制圖表達(dá),而不會(huì)影響到其他要素。覆蓋 Override 包括 Shape Overrides和 Property Overrides 兩種,具體可在制圖規(guī)則基礎(chǔ)上編輯符號(hào)層的屬性、符號(hào)幾何效果屬性和點(diǎn)符號(hào)放置樣式屬性,甚至符號(hào)的幾何圖形; 在 Editing 事務(wù)內(nèi)對(duì) Representation Rules 的修改可以僅僅存儲(chǔ)在Override 字段中,或者直接對(duì)原始數(shù)據(jù)的屬性進(jìn)行修改。Overrides 字段存儲(chǔ)的是符號(hào)化時(shí)對(duì)規(guī)則的修改,可以是對(duì)每類特征甚至每個(gè)對(duì)象設(shè)置不同的配色、符號(hào)樣式及大小等表達(dá)方案,采用不同于設(shè)置規(guī)則的方式進(jìn)行符號(hào)化。

1.3 制圖表達(dá)規(guī)則創(chuàng)建與編輯

制圖表達(dá)規(guī)則的創(chuàng)建和編輯有三種方式: 第一種是 ArcMap 中將符號(hào)化方案轉(zhuǎn)化為 Representation( 制圖表達(dá)) ,這是最簡(jiǎn)單的一種方式。之后再使用要素類屬性 Properties,在 Symbology 選項(xiàng)下的 Representation 編輯制圖表達(dá)的符號(hào),便于符號(hào)的重用和共享的實(shí)現(xiàn)。第二種是在 ArcCatalog 中的 Featureclass( 要素類) 的屬性中創(chuàng)建新規(guī)則,但這只針對(duì)簡(jiǎn)單要素類,即沒(méi)有制圖表達(dá)屬性的要素。這個(gè)在沒(méi)有數(shù)據(jù)可用的情況下,制定新規(guī)則,建立方案和制圖規(guī)范是非常有用。第三種是添加制圖表達(dá)地理處理工具創(chuàng)建制圖表達(dá)。

每個(gè)圖層可以創(chuàng)建和引用多個(gè) Representaion 方案,每個(gè) Representaion 規(guī)則又由點(diǎn)、線、面等符號(hào)圖層以及幾何效果組成。創(chuàng)建制圖表達(dá)后,圖層的符號(hào)信息即轉(zhuǎn)換為制圖表達(dá)符號(hào)系統(tǒng),其相應(yīng)的符號(hào)信息將于幾何一起存儲(chǔ)在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中,但是 Represantation的編輯并不會(huì)影響源數(shù)據(jù)的幾何形態(tài)。

2 制圖表達(dá)的實(shí)例研究

為了方便學(xué)校師生等來(lái)校參觀訪問(wèn)人士快速熟悉校園環(huán)境,確定以“交通服務(wù)”為主題設(shè)計(jì)地圖XXX 校園交通服務(wù)地圖。數(shù)據(jù)庫(kù)中包含點(diǎn)狀的服務(wù)設(shè)施與重要標(biāo)志,現(xiàn)狀的道路與河流,面狀的建筑與綠地,和注記等要素類。先將數(shù)據(jù)加載到 ArcMap中根據(jù)制圖要求設(shè)計(jì)符號(hào),然后轉(zhuǎn)化為制圖表達(dá)進(jìn)行符號(hào)規(guī)范化和個(gè)性化表達(dá),復(fù)雜地物的表達(dá)等。整個(gè)過(guò)程以道路為導(dǎo)向的原則進(jìn)行整體骨架編繪,分三級(jí)道路: 校外主干道,校內(nèi)主干道和校內(nèi)次要道路,于是符號(hào)在寬度和樣式上有不同的表達(dá); 其次是校園教學(xué)樓、辦公樓、宿舍等重要建筑的符號(hào)化; 最后是綠地渲染和服務(wù)點(diǎn)的標(biāo)注。本例中制圖表達(dá)規(guī)則的應(yīng)用有如下四點(diǎn):

2.1 實(shí)現(xiàn)符號(hào)系統(tǒng)的共享

制圖表達(dá)規(guī)則存儲(chǔ)在地理數(shù)據(jù)庫(kù)中,而且對(duì)于要?jiǎng)?chuàng)建制圖表達(dá)的要素圖層也必須存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中才能轉(zhuǎn)換成制圖表達(dá)。正是這種存儲(chǔ)在服務(wù)器端的方式,改變了以前將符號(hào)化信息存放 ArcMap 的。

mxd 或.lyr 等客戶端文件中的方式,實(shí)現(xiàn)了符號(hào)系統(tǒng)的共享應(yīng)用。對(duì)于同一套數(shù)據(jù),通過(guò)創(chuàng)建不同應(yīng)用目的的制圖表達(dá)符號(hào),就能應(yīng)用在相應(yīng)需求的地圖中。在本例中,共將四個(gè)要素類轉(zhuǎn)化為一套或多套制圖表達(dá)規(guī)則,符號(hào)化時(shí)根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)的規(guī)則,以此來(lái)分享符號(hào)系統(tǒng),分別是道路線、教學(xué)樓等建筑面、生活服務(wù)設(shè)施點(diǎn)和綠地面。

2.2 屬性變化的動(dòng)態(tài)表達(dá)

在某校交通符號(hào)的設(shè)計(jì)中,以道路的等級(jí)屬性來(lái)體現(xiàn)不同道路,并創(chuàng)建制圖表達(dá)之后,實(shí)現(xiàn)了道路等級(jí)的動(dòng)態(tài)表達(dá)。當(dāng)修改該屬性時(shí),數(shù)據(jù)庫(kù)中的表達(dá)規(guī)則根據(jù)變化的屬性值可以繪制規(guī)則屬性對(duì)應(yīng)的顯示效果。

2.3 復(fù)雜地物的規(guī)范化和個(gè)性化處理

制圖表達(dá)規(guī)則可以由預(yù)先制定的符號(hào)規(guī)則來(lái)顯示符號(hào),符號(hào)的顯示效果可以根據(jù)地圖制圖需求靈活設(shè)置。在制圖規(guī)則設(shè)置中不但可以設(shè)置符號(hào)的大小、顏色、形狀等基本信息,還可以設(shè)置符號(hào)的顯示方式,主要有三種方式: 壓蓋方式設(shè)置,如道路交叉口的自動(dòng)處理,可在街區(qū)道路符號(hào)中做一個(gè)覆蓋,實(shí)現(xiàn)道路交叉口的自動(dòng)處理; 線狀尾部實(shí)交,在尾部顯示實(shí)線線型,保證線狀要素尾部的實(shí)交; 有向點(diǎn)角度自動(dòng)旋轉(zhuǎn),如泉、房屋可設(shè)置成以角度屬性項(xiàng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

2.4 位置沖突的設(shè)置及復(fù)雜地物的特殊表達(dá)

當(dāng)制圖表達(dá)規(guī)則不能滿足制圖要求時(shí),則需要結(jié)合自由表達(dá)即覆蓋來(lái)充分模擬現(xiàn)實(shí)狀態(tài),如可以將一條線段分割成幾段來(lái)符號(hào)化。例如,要使道路在與河流的交接處表現(xiàn)出橋的特征,使用地理處理工具 Create Overpass 將相對(duì)應(yīng)的制圖表達(dá)圖層作為輸入,將橋符號(hào)和相關(guān)聯(lián)的掩模作為輸出,再使用ArcMap 中的 Representation 工具調(diào)整顏色大小方向來(lái)完善地圖。其他特殊表達(dá): 鐵路和公路交匯處隧道,建筑物自動(dòng)順著道路方向排列,樹(shù)和十字符號(hào)的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)等都可以結(jié)合制圖表達(dá)規(guī)則和覆蓋來(lái)實(shí)現(xiàn),而且這種解決位置沖突的方法不會(huì)改變?cè)家氐膸缀翁卣骱涂臻g位置,且與原始數(shù)據(jù)緊密相關(guān),充分體現(xiàn)了制圖表達(dá)的人性化和個(gè)性化。綜合考慮制圖區(qū)域和專題的關(guān)系,在保證圖面清晰整潔的前提下盡可能多的表現(xiàn)出地圖信息,且通過(guò)制圖表達(dá)解決一些制圖綜合符號(hào)化的問(wèn)題,然后選擇 E1 幅面( 30 ×42 英寸) 版式設(shè)計(jì),插入至少有道路和基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施符號(hào)的圖例,以及比例尺和指南針等。

3 總結(jié)與展望

通過(guò)制圖表達(dá)在交通服務(wù)專題地圖的應(yīng)用,可以看出制圖表達(dá)是一般地圖工具的補(bǔ)充和改進(jìn),是在一般制圖工具不能滿足需求的情況下,而推出的一個(gè)制圖規(guī)范和工具。因此,通過(guò)制圖表達(dá)制作的地圖更能符合用戶需求,更加人性化,更到位的符號(hào)渲染,使得地圖內(nèi)容更加充實(shí)和完善。而且,對(duì)后期地圖的制作提供了便捷,只需大量重用制圖規(guī)則模板即可,節(jié)省了大量重復(fù)設(shè)計(jì)符號(hào)的時(shí)間,眾多實(shí)例表明 ArcGIS 制圖表達(dá)是各行業(yè)制圖方案的首選。

綜上,通過(guò)制圖表達(dá)可以實(shí)現(xiàn)符號(hào)系統(tǒng)的共享、復(fù)雜地物制圖表達(dá)的規(guī)范化與個(gè)性化,要素的位置沖突的特殊設(shè)置,極大地提高了 GIS 制圖效率和豐富了復(fù)雜地物的表達(dá)能力。目前,ArcGIS 的制圖功能還是有待完善,在實(shí)際運(yùn)用中,當(dāng)較多地使用制圖表達(dá)時(shí)會(huì)影響軟件的運(yùn)行效率,對(duì)于較多的特殊地物需每個(gè)都執(zhí)行覆蓋,也影響了制圖效率,于是,相關(guān)技術(shù)部門也針對(duì)該問(wèn)題提出對(duì)應(yīng)的解決方案,可參考文獻(xiàn)了解相關(guān)內(nèi)容。但是,充分利用制圖表達(dá),在地圖制圖方面的問(wèn)題就迎刃而解了,減少了生產(chǎn)工作量,有效地提高了空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)效率,同時(shí)提高了出圖的效率。在以后的地圖生產(chǎn)中,ArcGIS的制圖表達(dá)將發(fā)揮其規(guī)則的優(yōu)勢(shì),吸引更多的地圖需求者使用,實(shí)現(xiàn)圖庫(kù)數(shù)據(jù)的一體化生產(chǎn)和管理,提高生產(chǎn)效率,最終實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

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