楊騫

ArcGIS軟件平臺(tái)下基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫地圖符號(hào)化

楊騫

（甘肅煤炭地質(zhì)勘查院，甘肅蘭州730000）

ArcGIS專題圖制作是將各種專題數(shù)據(jù)圖形化，在地圖上直觀、快捷、方便地顯示出來，也就是利用屬性表中一列或多列數(shù)據(jù)編制專題地圖的方法。專題地圖的制作是將各種專題屬性數(shù)據(jù)圖形化在地圖上快捷、直觀、詳實(shí)地表示出來?；贏rcGIS的專題地圖制作方法可概括為編輯準(zhǔn)備、底圖數(shù)據(jù)采集與輸入、制圖數(shù)據(jù)的編輯處理、地圖標(biāo)注、地圖整飾、地圖輸出五個(gè)階段。本論述介紹了地理信息數(shù)據(jù)庫的相關(guān)內(nèi)容，借助ArcGIS軟件對(duì)ArcMap進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)基礎(chǔ)地理信息的矢量數(shù)據(jù)庫的地圖符號(hào)化表達(dá)。

ArcGIS；基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫；ArcMap；符號(hào)化表達(dá)

0　引言

目前，伴隨著科技發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用［1］，比如在礦產(chǎn)資源勘查、環(huán)境資源、生態(tài)資源、災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域。GIS技術(shù)的應(yīng)用顛覆了傳統(tǒng)地圖制圖學(xué)的相關(guān)理念［2］，改變了生產(chǎn)實(shí)踐的方式，極大地促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，可以為企業(yè)和國(guó)家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)利益。因此，對(duì)于GIS技術(shù)的研究越來越受到企業(yè)和國(guó)家相關(guān)部門的重視［3］。

1　地理信息數(shù)據(jù)庫在地圖上的表達(dá)

所謂的基礎(chǔ)地理信息是對(duì)于地球表層的形態(tài)和相關(guān)的自然或者人文地理特征總的稱呼，它具有通用性很強(qiáng)、需求量最大的特點(diǎn)。因此，需要用到地理信息的相關(guān)產(chǎn)業(yè)都需要用到基礎(chǔ)地理信息。與基礎(chǔ)地理信息對(duì)應(yīng)的便是基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，此種系統(tǒng)是指依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，將特定區(qū)域內(nèi)的基礎(chǔ)地理信息依照各自的空間分布特點(diǎn)，按照特定的格式進(jìn)行儲(chǔ)存、檢索、更新、制圖以及綜合分析的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。建立該系統(tǒng)的關(guān)鍵在于建立基礎(chǔ)地理信息的數(shù)據(jù)庫。

1.2地理信息的符號(hào)化

地理信息的符號(hào)化是一項(xiàng)十分復(fù)雜而繁瑣的工作，這是因?yàn)椴粌H僅符號(hào)的制定是極其復(fù)雜的工作，而且由于地理要素的多樣化，描述起來相當(dāng)困難。一般而言，人們利用點(diǎn)、線、面來作為描述各類地理要素的基本單元。而且，如果要想完整地描述各類地理要素，還需要借助一些視覺方面的變量，比如尺寸、形狀、圖案以及色彩。綜合以上分析，ArcGIS軟件中針對(duì)所有地圖上的不同的點(diǎn)、線、面要素給出了各類符號(hào)。借助軟件提供的符號(hào)庫，用戶能夠?qū)⒁环N或者多種符號(hào)疊加在一起，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地理信息的符號(hào)化。地理信息符號(hào)化的具體步驟如下。

1.2.1用點(diǎn)符號(hào)描繪點(diǎn)

如圖1所示，在對(duì)符號(hào)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以參考圖中的幾類符號(hào)，選擇適當(dāng)?shù)膮⒖键c(diǎn)來表示地圖上各個(gè)點(diǎn)的特征。

榜樣的力量是無窮的，宋市長(zhǎng)也明白這一點(diǎn)。第一次工作會(huì)他就讓秘書通知到市政府所在地的鎮(zhèn)里去開，而且強(qiáng)調(diào)會(huì)議要有效率，要開短會(huì)。保證會(huì)議上午十點(diǎn)半就能結(jié)束，各位鄉(xiāng)鎮(zhèn)長(zhǎng)下午就能回到本單位開會(huì)落實(shí)會(huì)議精神。

（1）所謂的字符標(biāo)記符號(hào)，是指依照現(xiàn)有的典型字體得到的簡(jiǎn)單字符（或者圖示符），一般要求這些符號(hào)用同一種顏色繪制。

（2）所謂的簡(jiǎn)單標(biāo)記符號(hào)，是指軟件中預(yù)定義的基本圖形，如矩形或圓形等簡(jiǎn)單圖案的符號(hào)。

（3）所謂的箭頭標(biāo)記符號(hào)，是指依據(jù)軟件中預(yù)定義的典型字體描繪的簡(jiǎn)單符號(hào)，其目的是在曲線的末端位置繪制出箭頭。

（4）所謂的圖片標(biāo)記符號(hào)，也就是軟件中的位圖或者增強(qiáng)型圖的元文件。這里所說的位圖是指以.bmp作為文件擴(kuò)展名的標(biāo)準(zhǔn)的柵格狀圖像，而增強(qiáng)型圖的元文件是指以.emf為文件擴(kuò)展名的標(biāo)準(zhǔn)矢量圖。對(duì)于增強(qiáng)型圖的元文件，一般能夠包含多種多樣的顏色，相應(yīng)的圖形圖案也有不同的大小，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行基本的處理時(shí)，圖像不會(huì)發(fā)生任何形式的視覺退化。

（5）所謂的多層標(biāo)記符號(hào)就是結(jié)合了其他各種點(diǎn)狀符號(hào)特點(diǎn)的復(fù)合型的符號(hào)。此種標(biāo)記符號(hào)適于描繪形狀和文本結(jié)合而構(gòu)成的復(fù)雜符號(hào)。

圖1　點(diǎn)狀符號(hào)的示意圖

1.2.2用線符號(hào)描繪線性特征

對(duì)圖2中的地理信息包含線性特征的要素，這里就可以借助線符號(hào)進(jìn)行描繪。

圖2　線狀符號(hào)的示意圖

1.2.3用面符號(hào)描繪某個(gè)區(qū)域

對(duì)圖3中的地理信息中的區(qū)域特征，這里就能夠借助面符號(hào)加以描繪。

圖3　面狀符號(hào)的示意圖

1.3GIS基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的地圖制圖

借助基礎(chǔ)的地理信息數(shù)據(jù)庫建立的數(shù)字地形圖來進(jìn)行制圖的過程包含以下五個(gè)基本的步驟：數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，地理信息的符號(hào)化，地圖的創(chuàng)建、編輯、修改和檢查，地圖的出版。由于技術(shù)的制約，對(duì)于像地理位置信息的獲取、地圖的繪制、內(nèi)容的編輯與修改等方面需要借助人機(jī)交互來完成。

2　地圖符號(hào)化的具體實(shí)現(xiàn)

地圖的符號(hào)化實(shí)際上有兩個(gè)層面的含義。第一是指將地圖中各個(gè)地理要素實(shí)現(xiàn)符號(hào)化；第二是指在地圖繪制的整個(gè)過程中而非某一階段實(shí)現(xiàn)地圖的符號(hào)化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地理信息要素采集和修改等的符號(hào)化的基本要求。此種符號(hào)化是指軟件所顯示的所有符號(hào)的大小、形狀以及顏色與最終出版的符號(hào)保持高度一致，也就是常說的“所見即所得”。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中，所設(shè)計(jì)的空間數(shù)據(jù)信息一般不包含地圖中各個(gè)符號(hào)的形狀、尺寸、顏色等地理信息，只包含各地理要素中的編碼、坐標(biāo)等。目前，地圖的生產(chǎn)過程也就是將收集的空間數(shù)據(jù)信息同設(shè)計(jì)出的特定符號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行相互匹配的過程，也就是對(duì)地圖進(jìn)行符號(hào)化的過程。

2.1地圖符號(hào)庫的設(shè)計(jì)

把繪制地圖過程中常用的符號(hào)經(jīng)過分門別類并整理之后，存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫之中的過程被稱為地圖符號(hào)庫的設(shè)計(jì)。建立地圖符號(hào)庫的目的是方便對(duì)符號(hào)數(shù)據(jù)庫的管理，利于以后對(duì)于各類符號(hào)的檢索、儲(chǔ)存、編輯、重新定義以及符號(hào)的重組工作。所以，符號(hào)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)GIS制圖的一個(gè)重要的先決條件。

為了把比例尺為萬分之一地圖上的地理信息直觀而形象地展現(xiàn)出來，以便用戶觀看地圖并獲取相關(guān)的信息，本論述依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在Arc/Info的軟件平臺(tái)下，建立了與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一致的符號(hào)數(shù)據(jù)庫。

2.2規(guī)則符號(hào)制作的具體過程

2.2.1點(diǎn)狀符號(hào)的制作

在ArcMap軟件中的StyleManager給出了四種點(diǎn)狀符號(hào)的選項(xiàng)，它們依次是簡(jiǎn)單符號(hào)標(biāo)記（Simple markersymbol）、特征符號(hào)標(biāo)記（Charactermarkersymbol）、箭頭符號(hào)標(biāo)記（Arrowmarkersymbol）和圖像符號(hào)標(biāo)記（Picturemarkersymbol）。普通的點(diǎn)狀符號(hào)可以選用以上四種中的一種；某些復(fù)雜的點(diǎn)狀符號(hào)就需要先借助CorelDraw模塊進(jìn)行創(chuàng)建，然后添加到相應(yīng)的字體模板中，以備后續(xù)調(diào)用。在符號(hào)屬性的編輯器（Symbol PropertyEditor）中用戶可以根據(jù)自己需要，對(duì)點(diǎn)狀符號(hào)的顏色、大小、偏移量等特性加以修改。

2.2.2線狀符號(hào)的制作

線狀符號(hào)的基本類型有制圖線符號(hào)（Cartographic LineSymbol）、散列線符號(hào)（HashLineSymbol）等線符號(hào)。對(duì)于單一、簡(jiǎn)化的線狀符號(hào)的創(chuàng)建，只需要從基本線符號(hào)中選取一個(gè)，然后利用軟件的符號(hào)屬性編輯器修改其特性即可。對(duì)于復(fù)雜的符號(hào)，需要將各個(gè)單一的線狀符號(hào)相互疊加，彼此之間通過點(diǎn)狀的符號(hào)組合在一起。線狀符號(hào)在疊加時(shí)需要考慮各個(gè)符號(hào)的上下順序、偏移量、比例關(guān)系等。通常，一種特定的符號(hào)能夠經(jīng)過多種基本符號(hào)的不同組合而形成，在符號(hào)制作的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)選擇簡(jiǎn)單的方式制作符號(hào)。

這里需要提醒的是，如果在Template的標(biāo)簽下面改變符號(hào)的比例關(guān)系，它的Interval值表示一個(gè)小的方格長(zhǎng)度，其單位為point。方格的長(zhǎng)度乘以方格數(shù)，就可以算出線狀符號(hào)單個(gè)單元的實(shí)部或者虛部的總長(zhǎng)度。通常，軟件中以黑方格表示實(shí)部，以白方格表示虛部。若地圖上符號(hào)單位和point不統(tǒng)一，應(yīng)當(dāng)換算。

2.2.3面狀符號(hào)的制作

對(duì)于地圖中的面狀要素，工程上基本上是利用面域填充來完成，按照地理要素的不同類別，可選用的填充方法主要有以下三種類型：陰影線填充，主要針對(duì)于居民地、突出的房屋等；點(diǎn)符號(hào)填充，主要用于植被、淤泥灘和沙礫地等；顏色的填充，主要適用于水系等地理要素。事實(shí)上，任何一種填充方法對(duì)應(yīng)的符號(hào)基本上都是點(diǎn)、線、顏色、旋轉(zhuǎn)角度等基本要素疊加而成。

2.3部分特殊符號(hào)的制作

利用ArcObjects組件庫，用戶基本上能夠很好地管理地圖中的空間、屬性等數(shù)據(jù)，完成GIS賦予的主要功能。但是，在某些特定場(chǎng)合下，ArcGIS軟件存在著不足。因此，有必要借助ArcObjects組件庫對(duì)整個(gè)軟件進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩伍_發(fā)，以便擴(kuò)展相應(yīng)的功能。

軟件中的StyleManager模塊適于表達(dá)幾何特征較為簡(jiǎn)單或者周期性地重復(fù)出現(xiàn)的規(guī)則地圖符號(hào)，不適于繪制某些能夠隨機(jī)變化的符號(hào)。對(duì)于此類符號(hào)，如果借助手工數(shù)字化進(jìn)行處理，不僅容易導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下，難以實(shí)現(xiàn)制圖的自動(dòng)化，而且難以有效保障所繪地圖的精度。為了適應(yīng)實(shí)際制圖的需要，本論述在ArcMap平臺(tái)下，借助命令條的制定工作，對(duì)相關(guān)組件進(jìn)行了二次開發(fā)工作，繪制出了幾種特殊的地圖符號(hào)。

特殊符號(hào)制作的一般步驟：

（1）創(chuàng)建編輯空間

把相關(guān)的圖層依次加載到地圖之中，評(píng)估含有特征的各個(gè)類的圖層，借助特征類來確定出整個(gè)工作空間。

（2）記錄要素的屬性值

借助IEnumFeature接口逐次列出已經(jīng)選中的各個(gè)要素，遍歷這些要素，讀取并記錄被編輯的要素相對(duì)應(yīng)的字段屬性值的大小。

（3）繪制出特殊的符號(hào)

借助ArcGIS軟件中，矢量圖形既能夠視為若干頂點(diǎn)構(gòu)成，又能夠看成若干線段構(gòu)成。因此，相應(yīng)地就有了兩種接口，即IPointCollection接口和ISegmentCol lection接口。

3　結(jié)束語

伴隨著礦產(chǎn)資源勘查的發(fā)展、環(huán)境保護(hù)形式的日益嚴(yán)峻、自然災(zāi)害的頻發(fā)，傳統(tǒng)的地圖繪制越來越難以滿足當(dāng)前的需要，新興的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)使得地圖繪制產(chǎn)業(yè)發(fā)生了巨大的變革。利用GIS建立的數(shù)據(jù)庫中，用戶可以及時(shí)地、便捷地更新地圖相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，有效地縮短了成圖的周期、大大降低了成本。

［1］曾思育，傅國(guó)偉.地理信息系統(tǒng)技術(shù)及其在環(huán)境工程領(lǐng)域中的應(yīng)用［J］.遙感信息，2014（4）：7-10.

［2］高強(qiáng)國(guó)，王宴會(huì)，王純潔.淺談GIS空間數(shù)據(jù)與地圖制圖融合技術(shù)［J］.建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（6）.

［3］閆志偉.加快我國(guó)國(guó)產(chǎn)GIS軟件產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)化研究［D］.北京：［4］張樹基.ArcGIS下的符號(hào)庫設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2008.

首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)，2008.

［5］王富強(qiáng).空間知識(shí)地圖構(gòu)建理論和方法研究［D］.鄭州：解放軍信息工程大學(xué)，2013.

［6］李靖.基于ArcGISServer的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)專題圖Web發(fā)布研究［D］.成都：電子科技大學(xué)，2013.

P208

A

10.3969/j.issn.1672-6375.2016.09.007

2016-6-1

楊騫（1982-），男，漢族，甘肅蘭州人，碩士，工程師，主要從事煤田地質(zhì)勘探工作。