ArcGIS制图表达在1:10000地形图制作中的应用研究

唐亚蕾 李翔

1.吉林省地理信息院 吉林 长春 130062 2.吉林省鑫科测绘有限公司 吉林 长春 130062

1 引言

1:10000地形图作为我国基本比例尺地形图的重要组成部分，主要应用于地形的研究与评价，包括城市、乡镇、农村、矿山建设的规划、设计等，以及土地、水电、林地等自然资源的普查，还可以作为更小比例尺地形图和各种专题图的基础资料。在具体的生产以及应用中，地图制图仍是必要的手段。在生产过程中，制图显示更易读，更易于地物的判读。这是因为地理信息主要是是为了满足GIS空间分析的需要；制图信息则需要符合制图规范和人体视觉的要求，它在符号的显示及颜色的甄别上更接近于自然实体[1]。

目前的制图软件主要包括专业图形软件和GIS软件。专业图形软件例如Photoshop和Coredraw等，具有强大的图形编辑和美化功能，但是不能很好的对GIS数据进行符号移植；GIS软件例如ARCGIS、Map GIS等软件能够很好的进行数据库的管理，也可以基于自身的制图功能进行基础的应用。

2 ArcGIS符号制作

符号是以图形方式对地图中的要素进行综合表达，在ArcGIS软件中，根据几何类型可以将符号分为标记、线、填充和文本四类。ArcGIS可以创建符号用于图层表达，也可以将多种符号组合并存储起来。

在创建符号时，我们可以先创建一个新的样式，样式是一种容器，是对可重复使用的符号的分类存放。利用样式来存储、组织、共享符号可以确保地图的一致性，提高制图的标准化程度。

在ArcGIS符号中，标记用于表达点状地物，也可以用来装饰其他类型的符号；线符号主要用来表达线状地物和区域的范围边界；填充符号主要用来表达面状区域的填充显示；文本符号主要用来表达注记属性，包括字体、大小、颜色、位置等。符号的级别用于确定符号属性的表达顺序，当符号具有多个图层时，可使用符号级别来确定图层的显示顺序。符号级别是用来优化多层符号之间的关系，例如，确保可以用来公路的轮廓边线显示于公路填充面的下方。

创建标记符号用于绘制点状地物，可以在Font Creator等中其他符号软件制作后完成后导入ArcGIS中进行微调、颜色变换后使用。使用标记符号时，符号选择器 对话框中可以修改符号的方向。用0 到 360 度（以东为基准方向按逆时针旋转）表示符号的旋转角度。

创建线符号用于表达线状数据，包括道路、水系等，可以利用线符号的组合来达到显示复杂线符号的目的。符号越复杂，绘制和导出性能受到的影响越大。这就需要根据要素的重要程度来决定符号的复杂程度，做到制图和信息的平衡。虽然简单的线符号功能有限，但是绘制速度快。复杂的组合线符号绘制速度就会变慢。

创建填充面符号可以用来表达林地、稻田、沼泽地等面状区域地物，主要包括使用颜色填充、标记符号填充、线符号填充、图片填充等方式。为了达到较快的绘制速度，根据情况对面轮廓使用较简单的线符号。

创建文本符号用来表达地图上的性质、名称、描述等文字内容，文本符号主要约束显示效果，包含字体、样式、格式、效果等功能。文本还有一个重要功能就是牵引线容差，牵引线容差是指锚点与相连文本之间的最小距离。如果距离小于牵引线容差，则不会显示牵引线。

3 ArcGIS 制图表达

ArcGIS作为一款专业的地理信息数据处理软件，包括了数据输入、数据处理、制图输出等一系列GIS功能。制图表达作为制图功能的重要组成部分，可以将要素几何数据和符号信息一起存储在要素类中，从而允许用户对要素的外观显示进行自定义。还可以通过一系列附加控制，可以使符号信息满足具体的制图规范。制图表达作为数据库的一部分存储在地理数据库的系统表和要素类自身中，因此可以随时根据需要打开制作好的数据及符号表达。

利用GIS数据制图需要考虑的问题包括：基于规则的一般符号化和特殊符号化；制图符号冲突处理；基于规则的注记和冲突处理；图廓整饰[2]。

制图表达是要素类属性之一，可以在ArcCatalog 或 ArcMap 的目录 窗口中以及使用制图表达管理地理处理工具进行创建和管理。也可以基于 ArcMap 中符号化的图层直接创建。制图表达由许多定义各类要素显示方式的制图表达规则组成。制图表达 工具条中包含的工具用于编辑单个要素制图表达的外观。

制图表达的规则包含符号图层和几何效果以定义制图表达中一组相关要素的绘制方式。制图表达规则可存储在样式中，以便在其他制图表达中共享和重复使用这些规则。ArcGIS制图表达的使用主要包括下面三个方面。

（1）ArcGIS 中将符号化方案转化为制图表达。之后再使用要素类属性，在选项下的制图表达编辑制图表达的符号，便于符号的重用和共享的实现[3]。

（2）在ArcCatalog 中的要素类的属性中创建新规则，但这只针对简单要素类，即没有制图表达属性的要素。这个在没有数据可用的情况下，制定新规则，建立方案和制图规范是非常有用[3]。

（3）添加制图表达地理处理工具创建制图表达。每个图层可以创建和引用多个制图表达方案，每个制图表达规则又由点、线、面等符号图层组成[3]。

4 制定数据规则

在ArcGIS中只有简单的要素类才具有制图表达。地理数据库中的要素类都可以使用制图表达。制图表达以地理数据库工作空间扩展的形式实现，并且由地理数据库管理。含有制图表达的要素类会包含两个必须字段：RuleID 是一个整型字段，用于保存对每个要素的制图表达规则的引用，制图表达规则本身将存储于地理数据库系统表中；Override是一个 BLOB 字段，用于保存特定于要素的制图表达规则的覆盖值。

制图表达规则是指使用一个基本符号或者多个基本符号完成构造符号，然后关联图层中的要素并表达成最终的点、线、填充符号。制图表达规则可以仅使用符号图层创建，也可以包含各种几何效果以创建复杂的制图表达。几何效果会首先对表达要素进行几何处理，它代表一个全局影响。

按照《基础地理信息1:10000地形要素数据规范》，吉林省的1:10000地形图采用标准分幅采集，使用高斯-克吕格投影，按3°分带。分幅数据空间存储单元为3′45"（经差）×2′30"（纬差）。数据分层包括定位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质、地名共九大类39个图层。

为了实现制图规则在数据生产中能够批量使用，需要根据图层的数据规定进行点、线、面、属性方面的处理，包括图层转换、属性自动添加，根据模版更新数据、匹配制图规则等，采用ArcGIS Python脚本开发实现。

通过要素类图层的分类码GB字段关联制图规则，在要素图层属性框内切换到“Symbology”，在“Value FIeld”以GB字段为依据分类，然后根据制图规范形成符号表达。然后可以在ArcMAP中利用“Convert Symbology to Representation”将制图表达存储到地理数据库中，结果如图1所示。

图1 制图表达制作

制作制图表达符号将主要的地物分为点、线、面、注记四大类，根据特点制作符号并关联需要的属性，如有向点的角度字段、高程点的高程字段。如表1所示。

表1 符号分类样式

然后在此基础上可以更高级的实现河流水系渐变，点状符号方向的关联等。但是还有一些地物的编码对应不同的地类，如针叶林、阔叶林、针阔混交林对应的GB码都是“810501”，需要根据TYPE属性项的值进行区分。制图规则如表2所示。

表2 制图表达规则

在ARCGIS中可以输出多种格式的制图结果，为了之后在外业平板中使用，我们选取了带地理坐标的TIFF文件。结果如图2所示。

图2 制图显示结果

5 总结与分析

经过试验与应用，实现了利用ArcGIS制图表达功能对1:10000数据进行制图显示，利用ArcGIS Python脚本实现批量制作分幅地形图的功能，对于后续的电子调绘起到了很大的判别作用。相比手动制作符号化地图，大大提高了工作效率，减少了出错的概率，目前根据需要已经在单位应用生产。

当然还有一些特殊的符号表达在这里并没有完全实现，例如陡坎根据坡底线的长短生成， 在以后会逐渐提高并完善功能，增加图廓整饰的自动化功能。