模板化数字地图编绘技术的研究与应用

发表时间：2017-11-10T09:33:40.590Z 来源：《基层建设》2017年第22期作者：孙顺顺涂琨束安平

[导读] 摘要：通过数字地图编制技术的研究,基于模板的各种数据处理模型,建立了制图者编译经验到模板,从技术到确保数字地图编绘的实用性,满足测绘地理信息采集发布需求,实现集成的数字地图和地图生产的论文。

61175部队江苏南京 210049

摘要：通过数字地图编制技术的研究,基于模板的各种数据处理模型,建立了制图者编译经验到模板,从技术到确保数字地图编绘的实用性,满足测绘地理信息采集发布需求,实现集成的数字地图和地图生产的论文。

关键词：数字地图编绘；模板技术；数据处理模型

1 前言

随着自动制图综合技术研究的不断深入，形成了自动制图化的理论，并成为自动制图综合成就的一部分，特别是在自动制图综合效果方面的一些要素具有重要意义。王家耀院士在《数字地图自动制图综合原理与方法》中将制图综合定义为:“自动地图综合是在数字地图环境下，根据地图用途、地图比例尺和制图区域地理特点的要求，通过计算机编程模型、算法和规则，对数字映射元素和现象的数据处理方法进行了选择、简化、推广和转移。数字地图编制是指在数字环境下实现多尺度地图生产的一整套技术过程和技术方法。在数字环境中，地图数据集成在地图数据库中，地图编制也迅速发展。然而，在此阶段，为了确保地图数据库的一致性，地图自动集成技术不能很好地满足数字映射技术的要求，经常出现它们之间的矛盾，不理想的地图编译结果。本文提出了模板将自动集成理论和数字地图技术,结合数据集成、数据表达、数据分析和数字地图出版和一系列的过程很好结合在一起,实现集成的数字地图和地图生产。

2 模板化数字地图编绘的关键技术

地图编绘首先要拟定地图大纲，其他工作都围绕地图大纲展开。围绕初步地图设计大纲进行编图资料准备、地图数学基础拟定、制图区域特征研究，并确定地图要表达的内容。在进行基础性研究后形成正式的地图设计大纲，进行地图原图编绘、地图整饰拟定、地图出版处理，最后交付印前系统打印出图。

2.1 数字条件下的地图编绘

数字条件下的地图编绘将地图原图编绘的工序交付制图者和计算机共同进行，充分利用计算机对数据及图形的处理能力以及制图者的制图经验，加速成图时间，缩短成图周期。模板式编绘替代了手工的地图原图编绘，融合了制图区域特征研究、地图内容拟定两个步骤的成果，是制图者思想在计算机环境下的体现。数字地图编绘在完成地图编绘的过程中，首先获取了地理信息数据，建立地图数据库;然后对地理信息数据进行后续处理之后，可以生产相应的纸质地图，从而实现了数字地图和纸质地图的一体化生产。编图资料的准备主要包括两个部分，首先要进行前期资料收集，然后将所需要的资料装载到系统平台中。资料装载的过程实际上就是多源数据综合利用的过程，在这个过程中，要进行各种数据预处理工作。

2.2 数字地图编绘模板

数字地图编绘模板是指根据地图编绘要求，将制图专家对不同区域特征条件下的制图综合知识和经验存成模板，主要保存数学基础、区域特征、要素类型等信息。不同类型要素对应不同的编绘模板，同一要素在不同数学基础、不同区域特征条件下也对应不同的编绘模板，构建不同的数据处理模型，多种不同用途的编绘模板构成了数字地图编绘模板库。在确定地图编绘比例尺后，制图者通过对区域特征判断，从模板库中选择合适的编绘模板，系统将对原始数据进行自动处理，不需要繁琐的原图编绘就可以获取制图者所预想的编绘结果。对于部分与区域特征无关的要素，模板库中还设定了通用处理模板，可以对一致性要素进行批处理，进一步省去制图者的操作步骤。制图者还可以根据自己对编绘的理解，调整模板库相关参数，并增加用户自定义编绘模板。针对地理要素，整个模板库包括地理要素区、要素类型区、区域特征区及模板代码区等，其中，地理要素主要分为18个层，包括测量控制点、工农业社会文化设施、居民地、陆地交通等；每个要素层分为点、线、面三种要素类型;每个类型的要素按照不同的区域特征进行模板代码的选取。

2.3 模板化编绘的实现机制

基于模板技术的数字地图编绘将编绘知识、制图经验融入到模板式编绘机制中，其主要目的是最大程度发挥制图者的编绘、制图知识，提高创造性思维在系统中的实现，同时降低编绘工作量。其实质是人机协同地图编绘的一种新的表现手段。地理要素分为点、线、面三个类型，有数量、结构、分布三个表征。因此，基于模板技术的地图编绘主要将相关的数据处理模型融入到模板中，可以通过调用模板来实现预定的地图编绘。主要分为地图要素选取指标模型、地图要素结构选取模型、地图要素分布特征模型以及相关的要素化简模型等。对于部分定额选取的要素，利用格网控制，实时更新选取数量，进一步帮助部分指标的确立及保存，增强编绘模板的针对性。在地图编绘的过程中，将编绘前的原始资料叠加在底层，用灰度表示，供编绘时参考用，保证其可控但不可修改。根据编绘中的要素等级建立要素编绘顺序控制表，亦可人工对其进行控制。

3 模板化数字地图编绘的应用

根据上述思想，设计开发了BH50系统，其目的是实现4幅1∶25万地形图到一幅1∶50万地形图的编绘任务。首先将4幅1∶25万地形图符号化装载到编绘系统中，然后利用模板化数字编绘技术实现地理分要素编绘，最后在全要素环境下对编绘结果进行关系处理，得到最终的编绘地图。

以居民地要素编绘为例，通过选取相应地理要素编绘模板，可以实现数字地图的分要素编绘，基于模板技术的数字地图编绘结果见图1。

以道路要素编绘为例，分要素编绘结果见图2所示，图中将细碎的GPS道路进行了必要的线性要素化简，在保持原有线状要素特征点不变的同时，删除了细小的弯曲、压缩了冗余点，褐色、红色等为化简前的GPS道路，蓝色为化简后的GPS道路。