GIS數(shù)據(jù)在地圖出版中的應用

王勇勇

(山東省地圖院，山東 濟南 250014)

一、引言

隨著地理信息技術(shù)的快速發(fā)展，GIS軟件得到了極大的應用，相應的GIS數(shù)據(jù)也越來越豐富了。目前，國家基本比例尺地形圖、土地利用圖、地理國情普查等的數(shù)據(jù)全部采用GIS軟件進行制作及建庫。這些大型的國家項目完成制作及建庫后，下一步就是對這些數(shù)據(jù)進行應用了，而地圖出版就是其中的一項應用。下面就來介紹如何將GIS數(shù)據(jù)應用在地圖出版中。

在傳統(tǒng)的地圖出版中，多使用CorelDraw軟件，地圖制作和圖面整飾全都在此軟件中完成，最后出版印刷。CorelDRAW是加拿大Corel公司出品的一款平面設計軟件，提供了矢量動畫、頁面設計、位圖編輯和網(wǎng)頁動畫等多種功能，具有強大的美工效果。因為它并非是GIS軟件，所以其制作地圖的準確性欠佳。相比于CorelDraw制作的地圖數(shù)據(jù)，GIS數(shù)據(jù)具有精確性、規(guī)則性、統(tǒng)一性、詳細性等多重優(yōu)點。MapGIS是中地數(shù)碼集團的產(chǎn)品名稱，是中國具有完全自主知識版權(quán)的地理信息系統(tǒng)，具備強大的地理信息數(shù)據(jù)處理和圖形編輯的功能，符合編制地圖的要求。在地圖出版行業(yè)中，地圖的藝術(shù)效果與準確性同等重要，因此如果能夠?qū)蓚€軟件結(jié)合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)點，一定能制作出精美的地圖。

二、工藝流程

下面以編制出版《山東省土地利用現(xiàn)狀圖》為例，詳細介紹其工藝流程。制作該圖的數(shù)據(jù)來源為國家基本比例尺地形圖數(shù)據(jù)和國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)，選用MapGIS軟件作為編制地圖的軟件。

1、前期準備工作，包括坐標系轉(zhuǎn)換、投影變換、數(shù)據(jù)合并、格式轉(zhuǎn)換、分層整理等

(1)坐標系轉(zhuǎn)換

隨著國家2000大地坐標系的啟用，目前國家基本比例尺的地形圖數(shù)據(jù)已經(jīng)基本完成了西安80坐標系向國家2000大地坐標系的轉(zhuǎn)換。但國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)仍然采用的是西安80坐標系，這就需要對這個數(shù)據(jù)進行坐標系轉(zhuǎn)換，可采用國家測繪局提供的二維七參數(shù)轉(zhuǎn)換模型進行轉(zhuǎn)換，將它統(tǒng)一到國家2000大地坐標系之中。

(2)投影變換

1:100萬以下的國家基本比例尺地形圖和國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)均采用高斯－克呂格分帶投影。整個山東省橫跨4個分帶，需要經(jīng)過投影變換將處于不同分帶的數(shù)據(jù)投影至同一個分帶之中，在此選擇東經(jīng)117°經(jīng)線作為整圖的中央經(jīng)線。經(jīng)過坐標系轉(zhuǎn)換和投影變換之后的數(shù)據(jù)已經(jīng)完全處在同一個平面坐標系之中，便于進行后續(xù)的圖幅合并。

(3)數(shù)據(jù)合并

國家基本比例尺的地形圖建庫數(shù)據(jù)是按照地形圖的標準分幅進行存儲的，根據(jù)制圖區(qū)域的范圍選擇相應的圖幅數(shù)據(jù)，然后進行合并。圖幅合并是一項比較艱巨的工作，包括同名圖層的合并、接邊處理、拓撲檢查等內(nèi)容。雖然目前的GIS軟件功能已經(jīng)非常強大，但接邊處理、拓撲檢查方面仍然需要人機協(xié)調(diào)完成。因為這是一項基礎性的工作，是進行后續(xù)工作的基本保障，所以必須認真地完成。同時為了減少重復性的勞動，盡量把項目需要用到的圖幅全部合并到一起。

土地部門提供的國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)是以地市為單元，同樣需要將他們進行合并，工作內(nèi)容與地形圖的合并相同，但國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)的重點在于圖斑，所以在接邊處理、拓撲檢查時需要特別注重圖斑內(nèi)容。

(4)格式轉(zhuǎn)換

國家基本比例尺地形圖建庫數(shù)據(jù)為ArcGIS軟件的MDB格式，需要先在ArcGIS軟件中將其轉(zhuǎn)換為Shape格式，然后再轉(zhuǎn)入到MapGis軟件中。因為合并后的數(shù)據(jù)量很大，轉(zhuǎn)換過程盡量選擇高性能的圖形工作站，保證轉(zhuǎn)換過程的順利完成。國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)為MapGis格式，無須轉(zhuǎn)換，可直接使用。

(5)分層整理

國家基本比例尺地形圖和國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)都有各自的圖層規(guī)范，根據(jù)地圖出版的要求，需要將相應的要素進行分層或合并，以便于后續(xù)的編輯處理。其中國家基本比例尺地形圖是根據(jù)GB碼屬性進行分層，國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)是根據(jù)地類編碼進行分層。

2、地圖編輯制作，包括要素符號化、注記提取、制圖綜合、數(shù)據(jù)疊加、編輯制作等

(1)要素符號化

國家基本比例尺的地形圖作為建庫數(shù)據(jù)，是不帶符號的，而地圖出版則需要按照設計的要求將各類要素以一定的符號形式展現(xiàn)出來。地圖要素分為點狀要素、線狀要素和面狀要素，相應的就需要設計點狀符號、線狀符號和面狀符號。先在MapGis軟件的符號庫中制作出需要的各類符號，然后將各類地圖要素修改為相應的符號。

(2)注記提取

建庫數(shù)據(jù)中要素信息記載于屬性里，而地圖出版則需要將其中的一部分信息以表面注記的形式展現(xiàn)出來，例如居民地、道路、水系等的名稱信息。MapGis軟件提供了屬性信息提取為表面注記的功能，但提取出來的注記擺放位置無法完全符合地圖的制圖原則，這就需要進行人機協(xié)調(diào)處理。

(3)制圖綜合

國家基本比例尺的地形圖只包含9種比例尺，而地圖出版則是根據(jù)制圖范圍以及紙張尺寸設計所需要的比例尺，一般不會與9種基本比例尺相一致，這就需要選擇相近的基本比例尺，然后進行制圖綜合。在《山東省土地利用現(xiàn)狀圖》的編制過程中，設計的成圖尺寸為雙拼，比例尺為1:55萬。在此選用1:50萬的國家基本比例尺地形圖為基礎資料，然后縮編至1:55萬。而土地部門提供的國家第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)，為1:10萬的《分地市土地利用現(xiàn)狀圖》，因為與設計的比例尺相差較大，需要分兩步進行綜合，先縮編至1:25萬，再縮編至1:55萬。

圖1 制圖綜合后的地形圖數(shù)據(jù)

圖2 制圖綜合后的土地利用數(shù)據(jù)

(4)數(shù)據(jù)疊加

將縮編完成的地形圖數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)兩者疊加到一起，并調(diào)整圖層關系。土地利用數(shù)據(jù)主要為面狀的圖斑，作為質(zhì)底色放在最下面，地形圖數(shù)據(jù)根據(jù)點線面的圖層關系進行調(diào)整。

(5)編輯制作

制圖綜合完成之后的地圖還缺少很多內(nèi)容，例如河流的漸變處理、界線的色帶等。河流的漸變處理是地圖編制中的一項難點，是在復雜的水系結(jié)構(gòu)中分辨出河流的源頭與交匯口，理清主流與支流的關系，通過分段設置不同的寬度，來展現(xiàn)河流的走向。這需要制圖人員具備扎實的理論基礎與豐富的工作經(jīng)驗，河流漸變處理的好壞也是評價地圖編制水平的一個標準。一幅漸變處理得當?shù)牡貓D，是能夠使讀者很容易地看出地圖中的水系結(jié)構(gòu)。界線的色帶是對界線的補充，強化地圖的圖面效果，是地圖中一項不可或缺的內(nèi)容。色帶一般分為實線型和暈線型，在實際工作中多采用暈線型，顯得美觀大方。

3、將MapGis地圖數(shù)據(jù)導入到CorelDRAW軟件中

首先在MapGis地圖輸出版面中設置好出圖所需的比例尺及圖幅尺寸，然后將MapGis數(shù)據(jù)導出為EPS文件，再利用Adobe公司的Distiller軟件將EPS文件轉(zhuǎn)換為PDF文件，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的PDF文件就可以導入到CorelDraw軟件中了。在轉(zhuǎn)換過程中，選擇顏色選項為CMYK模式，這是用于出版印刷的顏色模式。

需要注意的是，當圖幅大于全開時，因為數(shù)據(jù)量太大，受到硬件和軟件的雙重限制，GIS數(shù)據(jù)將無法完成從MapGis到Coreldraw的轉(zhuǎn)換。解決辦法就是將地圖進行裁切，裁切后每一幅圖的尺寸須小于全開，然后相應的CorelDraw中的圖面整飾也需要按同樣的方法進行裁切，最后一對一的分別進行套合。在實踐過程中，1:55萬的《山東省土地利用現(xiàn)狀圖》就是裁切成2個全開分別進行套合的。

4、在CorelDraw中完成圖面整飾，最終形成一幅精美的地圖

圖面整飾包括圖名制作、花邊制作、插圖制作、版權(quán)信息等。如果是影像圖或暈渲圖，亦可在CorelDraw軟件中導入影像或暈渲進行套合，新版本的CorelDraw軟件提供了圖像處理的功能，也能夠完成Photoshop的工作。套合需要注意的是，因為CorelDraw軟件中沒有大地坐標，無法像GIS軟件那樣只要有大地坐標就能輕松套合。這里采用的方法是按照成品尺寸在MapGis和CorelDraw中分別設定相應的內(nèi)圖廓，然后將兩者的內(nèi)圖廓進行套合。

圖3 最終完成的土地利用現(xiàn)狀圖

三、結(jié)束語

本工藝流程將各行業(yè)的GIS數(shù)據(jù)應用于地圖出版中，給地圖出版帶來了新的生命力。隨著國家大力倡導地理信息的應用，將會有越來越多的行業(yè)GIS數(shù)據(jù)與地圖出版相結(jié)合，來編制出版各行業(yè)的專題地圖，例如《銀行網(wǎng)點分布圖》、《城市大氣污染源分布圖》、《教育學區(qū)劃分圖》、《區(qū)域發(fā)展規(guī)劃圖》等等。這些專題地圖的編制出版將極大地豐富現(xiàn)有的地圖產(chǎn)品，強化地圖在國民經(jīng)濟建設中的作用，為地圖出版行業(yè)帶來新的發(fā)展前景。

[1]牟乃夏.ArcGIS10地理信息系統(tǒng)教程，中國地圖出版社，2012.12

[2]吳信才.MAPGIS地理信息系統(tǒng).電子工業(yè)出版社.2005.8

[3]艾自興，龍毅.計算機地圖制圖，武漢大學出版社，2005.9

[4]黃仁濤，龐小平，馬晨燕.專題地圖編制.武漢大學出版社.2003.10.