2023年7月1日发(作者：)

第３３卷第１期　测绘与空间地理信息　Ｖ０１．３３．Ｎｏ．１　２０１０年２月　ＧＥＯＭＡＴＩＣｓ＆ｓＰＡＴＩＡＬ　ｌＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｆｅｂ．．２０ｌＯ　ＧＩＳ建库与地图制图一　体化解决方案的设计与实现　王殿坤　，王峰　（１．营口经济技术开发区勘察测绘研究院，辽宁营１３　１１５００７；２．辽宁省基础地理信息中心，辽宁沈阳１１００３４）　摘要：Ｃ－ＩＳ建库的目的是实现对空间数据的有效管理，满足空间分析、管理、规划和决策的需求，而地图制图关　注的是地理要素的符号化表达，二者面向两种的不同需求。因此，在ＧＩＳ建库的同时往往得不到符合制图规范的　传统地图。本文深入分析建库数据模型和制图数据模型的特点，引入“建库与制图一体化”思想，实现从ＧＩＳ数　据到制图数据的信息补偿，基于ＳｕｐｅｒＭａｐ软件进行了实践，达到了“一库两用”的目的，避免了数据的重复建设。　关键词：基础地理信息数据库；制图数据；制图信息生成规则；建库与制图一体化　中图分类号：Ｐ２０８　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—５８６７（２０１０）０１—０１００一ｏ４　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｎ　ＧＩＳ　Ｄａｔａｂａｓｅ　ａｎｄ　Ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｙ　ＷＡＮＧ　Ｄｉａｎ—ｋｕｎ’，ＷＡＮＧ　Ｆｅｎｇ　（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ，Ｙｉｎｇｋ０ｕ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃ　Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　Ａｒｅａ，Ｙｉｎｇｋｏｕ　１１５００７，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１００３４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　Ｏｂｊｅｃｔ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ＧＩＳ　ｄａｔａｂａｓｅ　ｉｓ　ｔｏ　ｍａｎａｇｅ　ｓｐａｔｉａｌ　ｄａｔａ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｎｄ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄ　ｏｆ　ｓｐａｔｉａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｍａｎａｇｅ－　ｍｅｎｔ，ｐｌａｎ　ａｎｄ　ｄｅｃｉｓｉｏｎ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｙ　ｉｓ　ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ　ｏｆ　ｓｙｍｂｏｌｉｃ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　ｆｅａｔｕｒｅ．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ　ｍａｐ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｅｘｐｏｒｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ＧＩＳ　ｄａｔａｂａｓｅ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ＧＩＳ　ｄａｔａ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃ　ｄａｔａ　ｍｏｄｅｌ，ｉｍ—　ｐｌｅｍｅｎｔｓ　ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ＧＩＳ　ｄａｔａ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｉｄｅａ　ｏｆ　ＧＩＳ　ｄａｔａｂａｓｅ　ａｎｄ　ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｙ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｕｐｅｒｍａｐ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｔｔａｉｎｓ　ｔｈｅ　ｇｏａｌ　ｏｆ“ｔｗｏ　ｕｓｅｓ，ｏｎｅ　ｄａｔａｂａｓｅ”ａｎｄ　ａｖｏｉｄｓ　ｔｈｅ　ｄｕｐｌｉｃａｔｅｄ　ｄａｔａ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｄａｔａｂａｓｅ；ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃ　ｄａｔａ；ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｒｕｌｅ；ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄａ－　ｔａｂａｓｅ　ａｎｄ　ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｙ　０　引　言　集、编辑和更新的环节，因此，空间数据生产、建库与地图　制图一体化具有可行性，可以节省大量的人力物力，减少　ＧＩＳ的核心功能是实现空间数据的分析与应用，地图　重复劳动，提高成果质量。本文首先分析ＧＩＳ数据与制图　制图只是作为它输出部分的一种形式，如屏幕显示、地图　数据的特点，进而提出“建库与制图一体化”思想，结合　输出、基于Ｉｎｔｅｍｅｔ的地图输出等。因此，ＧＩＳ中的地图制　ＳｕｐｅｒＭａｐ　ＧＩＳ软件的建库和制图功能，阐述其具体设计与　图功能要求较低，不需要达到地图正式出版的要求。随　实现。　着ＧＩＳ在各专业领域的应用不断深入，地图制图与ＧＩＳ逐　渐分离，导致我们建设的很多空间数据库只能采用两套　１　建库数据与制图数据分析　数据分别提供给地图制图和地理分析，从而也带来了数　在ＧＩＳ中，建库数据是指反映空间地理实体位置、属　据重复生产、数据冗余、数据更新等一系列问题。只有解　性、拓扑关系的数据，建库数据将空间对象抽象成点、线、　决ＧＩＳ应用与传统制图两大应用需求之间的矛盾，才能使　面３种几何类型，建库数据具有标准的分类与编码，标准　ＧＩＳ更实用、功能更完善。　分层、图形要素具有连续性，具有完整的属性信息。制图　目前，空间地理信息数据标准、规范基本完善，数字　数据是指最终以地图产品进行输出的数据，地图信息靠　制图技术有了长足发展，而且地图制图与空间数据生产　图中的地图符号、注记、地图整饰传达，图形数据均以制　操作的对象都是地理信息数据，其生产流程中都具有采　图规范规定的各种点状、线状符号表示。制图数据分层　收稿日期：２００９—０５—３０　作者简介：王殿坤（１９６０一），勇，辽宁彰武人，高级工程师，从事测绘工程技术管理工作。　第１期　王殿坤等：ＧＩＳ建库与地图制图一体化解决方案的设计与实现　１０ｌ　比较简单，图形数据呈碎化、不连续的形式，这种数据能　够满足用图者特定的用途，但不符合ＧＩＳ入库数据要求。　前者注重对地理实体空间性、特征性的反映，侧重于空　间信息和属性信息；后者注重从形式上对地球表面的自　然地理和社会人文各要素作形象、直观的描述，侧重于　实体对象的几何信息，其核心是实体的符号化表达，缺　乏对属性数据的支持。具体而言存在以下３方面的差　异。　１）数据连续性。Ｇ１Ｓ表达的数据模型是连续的，即一　个完整的空间实体对应ＧＩＳ数据库中的一条完整记录。　而对于数字制图来说，为了达到制图规范和美观要求，通　常需要将完整的空间实体人为断开，建立多个地图目标，　如等高线遇冲沟、居民地等要素的表示，道路和桥梁、城　镇相连，河流被桥梁、水库大坝所分割，河流与境界线叠　置等。　２）数据完整性。当前ＧＩＳ系统中空间数据有很大一　部分来自对原有数字制图数据的二次处理，采集时按照　地图规范进行表达，数据不完整，达不到空间分析的要　求。如在数字制图中，通常以街区的房屋边线作为道路　边线，因此导致了道路信息的不完整。对于这种只绘制　一条线，作为两个或多个对象公有边的情况，在制图数据　中还有很多，导人ＧＩＳ软件后，还需要进行大量的编辑修　改工作，才能满足Ｇ１Ｓ分析的需求。　３）数据结构不同。制图数据只关注图形的几何表　达，缺少属性数据。目前基于ＣＡＤ软件开发的数字测图　软件，可以达到很好地制图效果，但不能很好地支持非空　间属性的存储，另外不能建立复杂的拓扑关系。　通过以上分析，ＧＩＳ建库数据强调地理空问信息的　完整性，强调其独立的地理意义，而地图制图为了符合　制图规范的要求，往往无法保持数据完整性的地理意　义　２　建库与制图一体化解决方案　２．１　建库与制图一体化思想　ＧＩＳ建库数据与制图数据的不一致性导致ＧＩＳ空间　分析与数字制图在同一系统内不能很好地协调统一，传　统解决问题的方法是建立两套数据库，一套作为地图制　图使用，另一套作为地理分析使用，这种解决方案有如下　弊端：数据重复生产，既耗费了人力物力，又产生了大量　数据冗余；在数据更新过程中，需要更新两套库中的数　据，难以进行一致性维护。因此，本文提出“建库与制图　一体化”思想：数字制图是空问实体的符号化表达与信息　的可视化，只建立一套基础地理信息数据库，通过该数据　库派生制图数据，基于ＧＩＳ的制图表达功能实现地理实体　的符号化表达，达到制图规范的要求。如图１所示。　目前我国已经完善了基础地理信息建库标准、规范，　并在全国各省市范围内建立了大量的基础地理信息数据　库，这些数据库都是以ＧＩＳ的核心功能——空问分析为应　用目标，建库制图一体化思想也是以此作为首要目标，即　建库数据　纠趣地Ｉ剽　图１一体化数据模型　Ｆｉｇ．１　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｄａｔａ　ｍｏｄｅｌ　首先满足ＧＩＳ应用需求，其核心内容是建立一套基础地理　信息数据库，制图数据从ＧＩＳ要素派生，将地图制图作为　ＧＩＳ的一种应用，并充分利用ＧＩＳ软件的可视化功能，使　其达到地图图式的要求。　２．２一体化概念模型　与地理信息科学相关的任何软件系统都必须使用一　个合理的模型来描述事物的空间定位、属性及其相互关　系。建库制图一体化思想涉及两个概念模型：一是ＧＩＳ软　件的分析型数据模型，ＧＩＳ空间数据库存储空间分析数　据，称为基础地理信息数据库；二是制图数据模型，该模　型只关注图形表达，通过分析数据模型派生出来。一体　化概念模型的结构如图２所示：　图２一体化概念模型　Ｆｉｇ．２　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｍｏｄｅｌ　通过图２可以看出来，针对分析模型对应的数据，不　能直接用来制图，由于缺少辅助制图要素，在从基础地理　信息数据库派生传统制图数据的过程中需要通过某种机　制对缺失数据进行补偿，使其能够满足制图需求。　２．３基于规则的制图数据补偿　基础地理信息数据库的建立是整个一体化实现流程　的核心。该数据严格遵循基础地理信息要素分类与编码　规范，编码制定的同时兼顾制图要素，并作为制图信息补　偿的依据。　制图数据补偿包含注记、线型化对象和填充对象３大　类，其中注记可以从地理要素的属性字段中提取，并由程　１０２　测绘与空间地理信息　２０１０年　序设定其标注位置；线型化对象和填充对象也可以根据　息等，因此，开发了专门的制图数据生成规则配置工具，　以ＸＭＬ格式存储配置信息。如图３所示。　核心要素数据采用一定的算法生成。考虑到不同比例尺　数据建库和制图的差异，我们提出了基于规则的制图信　息补偿策略，规则本质上是对地理要素进行空间处理的　算法，即根据已有的几何数据和属性数据生产新的几何　数据或注记。通过不断丰富、完善和应用规则库，即可达　到补偿缺失制图信息的目的。　在实际操作中，采用ＳｕｐｅｒＭａｐ　ＳＤＸ＋空间数据引擎　建立ＧＩＳ数据库，基于该引擎对空间数据进行访问，基于　ＳｕｐｅｒＭａｐ　Ｏｂｊｅｃｔｓ实现了制图数据补偿规则算法，针对　ｌ：１０　０００的基础地理信息建库与制图，共抽象出９种规　则，如表１所示：　表１　制图数据生成规则　Ｔａｂ．１　Ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｒｕｌｅ　３　生成面状要素中的　一个点要素　。一。　厂————一］　‘　４　生成面状要素中的　｛点状阵列符号　Ｌ　ｊ　Ｊ——　・．。‘　‘　　’　在面状要素内自动　嫠通行的　二＝　二二二＝二　生成制图辅助线　漫地　—－．三二三二三三　Ｏ６　ｒ———－＿—————１一’　７　…　一　一　－ｊ　生成长短线　＼　＿／　ｌ　ｌｊ　生成温室大棚的内［］［　部线　口——匿　ｓ　黼上号／　’　—　—　／　ｑ　罢　如暗礁　厂　（面）、干出礁（面）　＼砷棱Ｉ　・嘲醴＼ｌ　　等］　＼＼、　—　上面定义的９种规则进行了高度抽象，每一种规则都　可以通过配置不同的参数而实现对不同制图数据的补　偿，同一地理要素可以应用多个补偿规则。由于ＧＩＳ数据　库中几乎每一类地物要素都缺失了制图信息，如注记信　图３　制图数据生成规则配置工具　Ｆｉｇ．３　Ｔｏｏｌｓ　ｏｆ　ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｒｕｌｅ　２．４地理要素分层与符号化　制图数据补偿可以完全恢复ＧＩＳ数据库中缺失的　信息，从数据上为制图表达提供了保证。经过制图数　据补偿后的数据，仍然是按照地理特征来进行分类与　组织，必须首先进行重新分层，以解决符号和符号之间　的压盖关系，然后通过ＧＩＳ软件的符号化功能进行制　图。　一般情况下，地图是按照注记、控制点、人工地物、道　路、铁路、水系、地貌等数据层由上到下叠加而成，但有时　会出现问题。如在一幅图内，铁路既有可能在道路的上　面，也可能出现在道路的下面。牵涉到数据之间相互压　盖的地方还有沟渠之间、沟渠与道路、沟渠与铁路、道路　之间等等；再者，同一个道路层内的数据在制图时，通常　情况下是先采集的道路数据先显示，后采集的道路数据　压盖在先显示的数据之上。但是作业员在采集道路数据　特别是立交桥时，并不能保证先采集最下面的道路数据，　最后采集上面的道路数据，如果采集顺序有错，制图时就　不能正确地显示。　为此，在有关地理要素的属性表中增加一个ｏｖｅｒｐａｓｓ　字段，该值越大则越在上层，系统根据这个字段值自动识　别地理要素的压盖顺序。图４表示对立交桥数据进行分　层处理的效果图。　经过前面的处理，就解决了ＧＩＳ数据中缺失制图数据　和要素压盖的问题，接下来就可以借助ＧＩＳ软件的符号化　功能来实现要素的“风格化”了。ＳｕｐｅｒＭａｐ软件支持制作　点状符号和线型，但不能很好地处理面状要素的填充，前　面的制图数据处理规则中，已经在需要进行填充的面要　素内生成了对应符号编码的点要素，从而将面填充问题　转化为点要素的符号化问题。　制图数据的自动风格化，直接生成的地图还不能完　全达到制图规范要求，需要手工清理图面，处理由程序自　动生成注记与其他要素的压盖，删除影响图面美观的自　动填充符号等后期编辑工作。基于建库制图一体化思想　制作的地图效果如图５所示。　第１期　王殿坤等：ＧＩＳ建库与地图制图一体化解决方案的设计与实现　１０３　图４立交桥数据与制图表示　Ｆｉｇ．４　Ｏｖｅｒｐａｓｓ　ｄａｔａ　ａｎｄ　ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　余。目前，已经基于该思想实现了１：１０　０００基础地理信　息数据建库和制图的一体化管理，并达到了较好的效果。　在此基础上，将进一步完善制图信息生成规则库，将其推　广到其他比例尺系列，特别是大比例尺的空间数据管理　与制图需求中。　参考文献：　图５制图效果图　Ｆｉｇ．５　Ｃａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃ　ｒｅｓｕｌｔ　［１］　刘海砚．地图制图与空问数据生产一体化理论和技术的　研究［Ｄ］．郑州：信息工程大学，２００２．　［２］　谢忠，韩祺娟，吴亮．ＧＩＳ空间数据库的“一库两用“策略　研究［Ｊ］．地理与地理信息科学，２００８，１２４（２）：５—８．　３　结束语　本文立足于首先满足ＧＩＳ软件的空间分析功能。通过　ＧＩＳ软件建立基础地理信息数据库，再通过技术手段将其　转换为服务于地图表达的数据，实现地图自动制图，从而　［３］　吴信才．地理信息系统原理与方法［Ｍ］．北京：电子工业　出版社，２００２．　［４］　肖计划，孙群，刘海砚，等．地图制图专家知识对地理信　息符号化过程的控制［Ｊ］．测绘科学技术学报，２００７，２４　（３）：１８９—１９２．　兼顾了传统制图的需求，避免了数据重复建设和数据冗　［编辑：宋丽茹］　（上接第９９页）　占总经济损失的５９．８％；商业用地的损失值为９．４亿元，　占总经济损失的１４．４％；农业用地的损失值为１６．７亿　元，占总经济损失的２５．６％。　失评估模型可以比较好地结合。淹没区相关信息的准确　性主要取决于空间数据精度的优劣、分析区域大小、经验　系数、历史统计资料的完善程度等因素的影响。由于收　集资料能力有限，本文的研究结果尚处于以统计为基础　的半定性半定量阶段。　２）当发生百年一遇的洪水时，淹没区的总经济损失　值为１６６．７亿元。其中，居住用地的损失值为１０９亿元，　占总经济损失的６５．７％；商业用地的损失值为２０．７亿　元，占总经济损失的１２．４％；农业用地的损失值为３６．３　亿元，占总经济损失的２１．８％。　参考文献：　［１］　冯民权，周孝德，张根广．洪灾损失评估的研究进展［Ｊ］．　西北水资源与水工程，２００２，１３（１）：３２—３６．　５　结束语　根据本文所提供的淹没区损失评估模型和方法可以　在资料不详的情况下迅速确定出淹没范围和受灾情况，　同时也可以为区域规划、城市总体规划、城市大都市圈规　付强．国内外洪水灾害经济损失评估方法综述　［２］　王宝华，［Ｊ］．灾害学，２００７，２２（３）：９５—９８．　崔广涛，钟晌．城市洪涝灾害直接经济损失的评估　［３］　冯平，与预测［Ｊ］．水利学报，２００１，（８）：６４—６８．　划等提供简单依据，并使得遥感监测与一般洪涝灾害损　［编辑：宋丽茹】