基于数据库的地形图符号化

基于数据库的地形图符号化（通用10篇）

基于数据库的地形图符号化 篇1

钱 敏（江苏省基础地理信息中心 江苏南京 210013）

摘 要 地图符号是地图表达空间信息的语言单位，地形图数据的符号化直接关系到地形图的可视化表达和使用，本文提出基于ArcGIS的1：1万地图符号制作方案以及数据库的地形图符号化。

关键词 建库 ArcGIS 符号制作 地图符号化 数据库地形图符号化

一、引言

地图符号是地图的语言单位，通过对地图符号的解读，可以直观的了解地图所表达的地理信息。

对于现在的建库数据（这里主要指的是矢量的DLG数据），基本的元素是点、线、面，最基本的显示也就是圆点、实线、有色或无色填充面，虽然不影响建库的要求，或者可以通过不同的颜色形状去区分不同的要素，但是没有一个规范而直观的符号系统，还是不能很好的解读地理信息，对于数据的最终应用也有缺憾。

目前地图符号制作的方法主要有：一是用文本编辑器设计的方法，建立符号的文本描述，如AutoCAD、清华山维等软件；二是采用二次开发语言编程来实现，主要用于定制复杂的符号；三是利用系统本身的图形编辑功能，将符号当作图形块设计制作，再追加不同软件平台所需的对符号的定义描述储存于符号库中；四是利用软件提供的符号设计界面，用户通过对系统提供的基本符号，通过组合、位移、缩放自行定义制图输出需要的符号，如MapInfo的MapInfo Line Style Editor，ArcMap的Style Manage等。

本文以1：1万地形图为例，着重介绍基于ArcGIS软件的地图符号化，以及在数据库中DLG数据的符号化中的应用。

二、符号库的创建

1、点状符号的制作

这里的点状符号的制作不仅仅是指不依比例尺表示的小面积地物或者点状 地物符号的制作，同时还应包括了线状符号和填充符号制作需要的子符号，以方便调用。

点状符号制作的基本思想是在造字软件（Font Create Program 4.0）中建立字体符号文件，绘制需要的符号（图1），测试后安装字体，再在符号设计系统（Style Manage）中调用并定义即可。当然在造字软件中也可以使用导入BMP图片的方式来制作，但是缺点是符号边缘较粗糙，笔触的大小仍然需要调整，比例大小在后期应用的时候也不太好掌握，如果用造字程序直接绘制符号，可以对符号的大小，笔触有所掌握，对不同比例尺地形图符号的相互利用再造也提供了方便。我们用反算的方法计算出图式符号和造字中单位的比例，创建了字体文件后，在符号设计系统（Style Manage）中按一定的比例导入字体文件中的点符号，以保证在一定比例尺下符号符合图式的规范要求。

图 1 造字软件中制作符号

另外，虽然在符号设计系统（Style Manage）中符号组合的功能很强大，可以通过对不同符号相同单元的组合来设计出需要的符号，如“”符号可以用“”加上“”符号组合而成，而“”符号也可以调用“”符号，但是考虑到所运用的地图软件的多样化，除了一个符号通过镜像变换或者旋转角度成为另一种符 号的情况，对于图式的符号，在制作时，力求能够一一对应完整的制作。同时在符号设计系统（Style Manage）中导入符号时，可从应用的角度定制符号分组，以方便查找调用（即在Category中输入组名）。

2、线状符号的制作

任何线状符号都可以看作是若干简单线状符号（即实线、虚线、齿线）或点状符号组合而成，组合建立在不同简单线状符号或点状符号的偏移、比例的调整基础上，对于组合中的点状符号还可以进行细微X、Y方向的调整（图2）。

图2 虚线和点状符号的组合

在建立线状符号的时候，线状符号中线状的部分最好尽量使用简单线状符号，不要用字体符号去组合，而较粗的线状符号中的圆点，最好使用点状符号中的圆点，以保证线划的美观（图3）。

图3 线状符号与点状符号圆点的比较

对于比较复杂的线状符号，如电力线，存在符号配置的不规则性，需要在拐点处配置符号，在端点处需要判断有圈符号或无圈符号；如依比例斜坡，基线和坡底线间的距离不等，齿线长度不一致，像这样的线状符号就不能在符号设计系统（Style Manage）中直接组合而成，需要通过二次开发来定制。

与点状符号的分组定义相同，线状符号也可以分组定义。

3、面状符号的制作

地形图上的面状符号基本上是在轮廓线范围内填充不同的颜色、规则配置不同的点状符号或绘制晕线。

分析1：1万图式，地形图中的面状符号填充可以大致分为四类：一是在轮廓线范围内仅仅填充不同的颜色（即实面填充）；二是在轮廓线范围内绘制不同倾角、不同间距的实、虚线（也可以是交叉的）；三是在轮廓线范围内按照一定的规则（“井”字形或是“品”字形）配置不同的点状符号；四是在轮廓线范围 内无规律的配置符号，这类符号往往是比较复杂的，虽然可以制作出相应的点状符号，但是在配置的时候倾角、间距、大小等参数不能很好的控制（如新各种形状的沙丘地貌填充等）。

实面填充 2 线段填充 线段填充 4 点状符号填充

与制作线状符号类似，简单的面状符号可以调用已经制作好的点状符号或者线状符号组合配置而成，而复杂的面状符号也可以看作是为简单面状符号组成（图4）。

图4 面状符号的组合生成

同样面状符号也可以分组定义。

三、地形图的符号化

当符号库全部建立后，对地形图的数据就可以实现符号化。通过建立数据中 4 地物编码（如分类码或者GB）与相应符号标识的一一对应关系，使简单的点、线、面显示为标准的符号。可以通过开发相应的功能模块实现，也可以手工进行符号化。（符号化效果见图5）

图5 地形图数据符号化显示

四、基于数据库中数据符号化

随着江苏省基础地理信息数据库建库工作的全面展开，数据库中的DLG矢量数据不断积累。为了能更好的解读该类数据中的地理信息，增加其实际应用中的直观性和可读性，迫切需要一个规范的符号系统对该类型数据进行符号化。

针对ArcGIS软件自身的功能，结合1：1万地形图的出图要求，数据库中的DLG数据的符号化具有以下几个特点：

1、现有基于数据库的地形图要素分类趋于细化，不再局限于传统地形图的分类方式。要素分类细化程度越高，越有利于实现地形图出图的可视性和美观性。例如1：1万的地形图，在对应DLG数据符号化的过程中，主要体现为相同要素不同属性的对象之间的分层显示和压盖。

例如，在交通运输要素中，道路中心线在数据中是不能反映不同道路在空间 上的位置关系的。在没有高架桥的情况下，一般来说是保证高等级道路在显示上是连贯的，但是高等级公路和低等级公路是在同一个要素类中，显示的上下关系在一个专题中无法正确的反应，如果使用ARCMAP的高级制图显示，又会影响这个要素类中的其它单线要素，具体道路相交处的道路边线也不好处理。但是如果在要素分类时，通过不同的属性码使这些要素分别存在于不同的要素类中，就能通过调整不同要素类在显示中的上下层关系，来保证高等级公路显示上连贯性。用此种方法同样可以解决其它一些类似的问题，如数据中的单线道路是直接连到双线道路中心线上的，而出图要求是单线道路必须停在双线道路的边线上。对此把双线道路和单线道路通过分类码分离在不同的要素类中，并将双线道路置于单线道路的上方，通过道路中心线的压盖，出图显示单线道路就停在双线道路的道路边线上了。

图6 道路的分层显示

2、数据库中的数据要符合数据分析、开发再利用的要求，对于各种要素的表示提出了更高的要求，所以用一项属性项定制的简单专题表示数据已不能满足应用的要求，更多的是通过2-3项属性项来定制专题。

例如在桥，路的属性项中加入宽度的属性，在加强了道路、桥梁可分析程度的同时可以通过这些属性项提高出图显示的合理性和美观性。具体说，就是利用ARCMAP针对属性值制作专题图的功能用分类码属性项加上宽度的属性项，对不同宽度的桥（路）赋以不同宽度的线型，从而达到出图的要求，对数据提供公路边线与否，这样的方法对于提高出图的美观都很有效。鉴于该方法在解决出图过程中此类问题的可行性和必要性，对数据属性项的特殊要求，今后入库数据的属 6 性的有必要进一步的完善。

再例如，通过将不同等级道路的分类码属性加上等级（或者名称、编码等）属性，用不同的颜色定制专题显示，就可以直观的看到整幅图的道路网状况，以及等级道路（或同名称、编码道路）的走向和连贯性，这样就提高了专题要素的可视程度。

图7未使用宽度属性的数据符号

图8使用宽度属性的数据符号

3、在注记方面，可以通过不同的分类码在同一要素类中定制不同大小、不同标注方式的标注，但是ARCMAP软件在字体上只支持简单的斜体（右斜字体），所以水体的注记暂时不能够按照图式的要求标注左斜宋体。

如果源数据没有提供注记要素，对于不同要素标注压盖的问题，现在还只能通过手工位移的方法来解决，缺点是速度较慢，同时可能会出现显示不正常影响打印的问题。

图9 数据库的地形图符号化成图

4、对于图廓整饰，不再局限于老式地形图的表示方法，我们从美观和实用的角度考虑，把原有的图名、图号、图例等围绕在图廓四周的要素统一到图幅的左边表示，同时增加图幅的索引表示，更加直观。

五、结论

本文探索了基于ArcGIS的1：1万地图符号制作方案，使用造字软件绘制地形图符号导入ArcGIS，通过ArcMap的Style Manage创建并管理符号库，以便于地形图符号化的实现，同时对于基于数据库的地形图符号化，力求探索新的规范。

不足的地方有ArcMap中对符号、线形和填充的显示存在一些不足，当缩放比例较小时无法正常的显示。对于不同的软件，这套符号系统是否能一一利用，还未实现。现行的符号系统基本上是针对各个软件的，不同的软件都有独立的符号系统，离开了软件平台，如不打散击碎就不能为其它软件所调用，能够使用造字的软件建立一个比较全面的符号、线形子单元、填充子单元的字体文件，使得不同的软件在此基础上都能方便的使用统一的符号系统，还需要我们不断的对此进行开发完善。

另外，要使得数据库的地形图符号化达到出图要求，还需要一定的人工干预。这也需要我们今后在建库数据的规范以及软件开发上不断的改进。同时现在的地形图已经摆脱了老式地形图的色彩，地形图更趋向美观实用，因此也要求我们不断探索新的表示方法。

参 考 文 献

基于数据库的地形图符号化 篇2

城市化的不断普及, 各地交通的迅猛发展, 给路径分析与交通规则带来不便[1,2,3,4]。使用计算机技术模拟、分析道路网交通状况能有效缓解这些问题[4]。近年来人们在路网构建方面做出了很多研究, 主要集中在道路网络模型构建方面[1,2,5], 针对不完整道路数据的研究较少。路网模型的构建原理是高精度、准确、尽可能趋于现实的体现道路交通的线性特征和道路数据的组织结构, 以达到“保障安全、提高效益、改善环境、节约能源”的目的[6]。

构建交通网络数据集, 需要地图的道路数据。然而基础地形图道路数据在数据生产与使用的各个环节中可能存在缺失, 比如手工数字化时失误;扫描底图时纸质损毁;数据采集过程失误;数据获取与更新滞后、数据转换、比例尺变更、数据抽稀等, 主要体现在图形拓扑关系、属性等方面, 存在道路中断、缺失等一系列问题。若使用不完整道路数据构建交通路网, 将造成部分转向、连接点、边等网络要素的缺失, 影响其连通性、网络要素的属性[7]。因此, 研究和实施不完整道路数据的路网智能构建具有重要的理论价值和现实意义。

本文针对不完整道路数据的路网构建问题, 基于路网构建需符合现实交通的规则[8], 提出“模糊节点”的概念, 由其实现道路数据不完整情况下的道路“跨越式”连接, 设计基于不完整道路数据的路网智能构造算法, 并基于Arc GIS开发应用工具, 用实际数据对此方法进行检验分析。

1“模糊节点”及其提取方法

基于现实交通规则, 基础地形图中表示居民地的城镇区、村落、独立房屋、居民区、居民点等处不可能孤立, 即至少有一条路径连通居民地。本文提出在表示居民地采用一定大小的“点”, 作为道路网络中的节点, 这些节点就是“模糊节点”, 代表地图中的连接要素, 其大小代表人口数量、居民区大小, 决定其连接范围。以这些“模糊节点”为轴心并遵循一定的规则, 与外围已有道路网“跨越式”连接, 就是不完整道路的自动完善过程。

综合考虑基础地形图的精度划分, “模糊节点”一般适用于小于1:2.5万基础地形图。比例尺大于1:2.5万时, 基础地形图的道路数据已经详细到城区道路, 居民聚居地已经是路网中的节点。比例尺小于1:25万时, 道路数据不够详细, “模糊节点”扩展到外围道路网生成的道路将不符合实际。此外, 基础地形图比例尺在1:25万和1:2.5万间的前提下, 还需保证道路数据和“模糊节点”源数据为相同或相近比例尺, 否则将造成路网的混乱。比如1:2.5万基础地形图中居民地数据提取的“模糊节点”扩展到基于1:25万基础地形图的路网中, 将出现如下情况:“模糊节点”“跨越式”连接到路网, 密集的“模糊节点”新生成的道路将大量相交、重叠, 此时需对居民地数据进行地图综合, 通过选取和概括使居民地数据详细程度与道路数据相当, 再提取“模糊节点”。相似的, 1:25万基础地形图中居民地数据提取的“模糊节点”扩展到基于1:2.5万基础地形图的路网中, 将出现如下情况:“模糊节点”“跨越式”连接到路网没有实际意义。

2 基于“模糊节点”的路网智能构建技术

基于“模糊节点”的路网智能构建关键技术包括路网数据库的建立、地图综合、提取“模糊节点”和“跨越式”连接规则及流程设置。本文采用Arc Catalog创建网络数据集完成路网构建。此过程需注意道路的属性是路网数据质量的重要组成部分。除道路基本信息外, 对网络分析的要求越高, 需要采集的道路属性就越多, 比如转向设置、限高、限重、车型限制等[1]。居民地数据则需要人口、居民区面积等参数。地图综合单指上文提到的居民地数据详细程度远超道路数据时进行。本文采用Arc GIS工具箱中Toolbox-Data Management tools的Generailzation目录下的collapse Dual Lines To Centerline工具实现, 参数设置与不同比例尺基础地形图制图综合时参数一致。

2.1 提取“模糊节点”

根据“模糊节点”的定义, 提取“模糊节点”流程图如右下图1, 提取流程如下: (1) 在居民区图层每个要素重心位置点处创建“模糊节点”, 要素面积或人口总数决定此“模糊节点”辐射半径属性; (2) 居民点图层每个要素点处创建“模糊节点”, 人口总数决定辐射半径属性; (3) 合并两个“模糊节点”图层。

2.2“跨越式”连接规则及流程设置

基于路网连通性及符合实际交通的规则, “跨越式”连接操作流程如下: (1) 当任意两个“模糊节点”间的距离小于其辐射距离之和时, 连接这两个“模糊节点”生成临时道路; (2) 当任意“模糊节点”到道路网可连接点的最近距离小于此“模糊节点”的辐射距离时, 则连接此“模糊节点”和最近点; (3) 将目前还孤立的“模糊节点”连接到最近的 (1) 、 (2) 步新生成的道路或者原始道路网中可连接处, 使这个连接线段最短; (4) 对新生成道路图层进行拓扑检查, 拓扑规则有:不重叠、不相交、无伪节点、不自重叠、不自相交、要素为单一部分; (5) 将新生成道路图层中孤立的线段连接到最近的其他线段或者原始道路网中可连接处, 使这个连接线段最短; (6) 对新生成道路图层进行拓扑检查 (如 (4) 中规则) , 并赋值其与原始道路相同的属性; (7) 合并新生成道路图层与原始道路图层, 对此图层进行拓扑检查 (如 (4) 中规则) , 得到构建路网道路数据图层。上述流程中涉及到的点线、点点、线线等各种要素的最近距离表可由Arc GIS应用程序中的近邻分析功能求出。最近距离点位置可由Arc Map导出距离表格并使用Arc Map的添加XY数据功能添加到图层。

3 基于“模糊节点”的路网智能构建应用与分析

本文以1:5万湘西土家族苗族自治州的基础地形图为基础创建路网。源数据有道路图层、居民区、点图层, 居民地数据不需地图综合。“模糊节点”图层由上文3.3提出的“模糊节点”提取流程获得。完整道路数据是在不完整道路数据的基础上, 将“模糊节点”按照“跨越式”连接流程连接到不完整道路上生成的。这个过程使整个道路网更符合实际交通并提高了道路数据的详细程度。分别为以原始道路和智能完整道路为基础构建交通网络数据集[8], 并以此为基础进行分析, 此处以最短时间路径分析为例, 下图2中左右侧网络分析分别采用原始道路和智能完整后道路构建的网络数据集, 路径分析时起、终点相同, 为点 (1) 、点 (2) , 路径分析结果分别为最短路径1、最短路径2 (如下图2所示) 。

由上图2分析知, 由于起点 (1) 与终点 (2) 间在“模糊节点”“跨越式”连接到路网过程中有新增路径, 导致起点 (1) 与终点 (2) 间的最短路径分析结果发生了改变, 新路径2通过了新生成路径, 以致比源路径1耗时更少。

4 结束语

本文提出了“模糊节点”的概念, 并以其为基础实现了不完整道路通过“模糊节点”跨越式连接路网, 从而快速的建立真实的道路网络。本文实例基于Arc GIS平台, 采用1:5万湘西土家族苗族自治州的居民地数据, 对路网数据进行了自动完善。这充分证明了“模糊节点”概念的可行性与优越性, 其构建的路网数据模型能够使路网更精确, 为交通规划预测提供更好的指导作用。

本文的研究解决部分道路缺失时的路网构建问题, 但还有一些问题需要进一步的改进和完善。如“模糊节点”的辐射半径设置如何更符合实际交通;如何使“模糊节点”与更多的无关联道路数据 (湖泊、河流) 结合起来;如何使自动完善的道路更符合现实, 譬如把简单的两点相连改进为考虑坡度、地物等因素等等。这些都是值得探讨的问题。

摘要：交通网络模型是路径分析及交通规则的核心问题。人们在构建路网时, 经常碰到提取过程中产生或提取自基础地形图数据的不完整道路数据。针对这个问题, 本文提出了“模糊节点”的概念, 并以其为基础实现了不完整道路数据通过“模糊节点”跨越式连接外围路网, 实现了路网的智能构建。在不能获得完整道路数据情况下的智能路网构建是接近真实路网的快速建模方法。

关键词：基础地形图,模糊节点,路网智能构建,跨越式连接

参考文献

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[3]杨林.支持多模式的复合交通网络模型及关键技术研究[D].中国地质大学, 2008.4.

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[6]朱庆, 李渊.道路网络模型研究综述[J].武汉大学学报:信息科学版.2007, 6;32 (6) :471-476.

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自定义符号在地形图测量中的应用 篇3

关键词 自定义符号 地形图测量 应用

引言

地形图测量是一项重大的工程，做好地形图的测量可以为地理专业提供实际的地形资料以促进其发展，并且还能帮助人们更直观地了解地形以开拓其眼界。而自定义符号在地形图测量中是必不可少的一个元素，使用自定义符号可以使得地图更加系统、科学、合理，也更加直观、鲜明、有趣。

一、地形图测量中自定义符号的定义

自定义符号可以以数学的函数为基础，使用多个变量，对地形各个实际物体进行概括。自定义符号是实际物体的代表或者象征。从二维到三维的地图，从过去到现在的地图，自定义符号一直在不断地变化和完善。但不管怎么改变，自定义符号还是不会失去本来的面目。自定义符号是代表地形物体的外在特征、空间信息和内在关系的符号集合系统，它们包括一些特定的几何符号、美术符号等，并且按照形状构成的原则和内在特征编制而成。自定义符号其实跟文字类似，都有识别意义和象征意义，文字的书的代表，而符号则是地形图的代表。自定义符号不仅是地形图测量代表整个世界的基本方法，还是人们了解事物、观察地形、认识世界的有效途径。

二、地形图测量中自定义符号的发展

常常用到的地形图主要是关于旅游城市的地形图，或者是交通方面。自定义符号的使用沿袭了国家的方法，这样在一段时间内地图的自定义符号表达都是一样的。九十年代以前，绘制地图的用具基本上是非直线的笔，植入文字的机器，符号比较难绘在地形图上。但是随着计算机的引入，自定义符号的绘制便变得简单多了。但是在符号的模式和内容上看，还是千篇一律。后来科技的进步和社会的要求，地形图的测量变得更加科学，自定义符号的绘制方式也变得更加简单，而自定义符号的内容更是丰富而系统化。

三、地形图测量中自定义符号的作用

在地形图的测量中，应用自定义符号有很多十分显著的有利影响。系统一致化的自定义符号通过不同的形状、色彩和大小的变化，有利于地形的合理安排和规划，明确地代表了各个空间、各个地点、各个时间的各个地形因素，还清楚地表达了它们之间的内在关系。自定义符号能够以最简单的符号代表最复杂的地形，承载的信息量很大，但又节省了地形图的空间。而且外形好看又实用、设计独特又形象、内容科学又合理的自定义符号，不仅可以提高读者的审美体验，还可以提高其乐趣和兴致。

四、地形图测量中自定义符号的功能

（一）地形图测量中自定义符号的中介功能

符号是承载着信息的主体，能够运输信息。在地形图的测量中，自定义符号也有传递地形信息的作用。自定义符号可以代表绘制地图的人员的想法，还可以为使用地图的人们提供认识的目标。绘制地图的人员关于地形地理的内部认识，在头脑中形成，要想把内部的知识转化成外部的表现，就需要自定义符号作为一个中介物体。

（二）地形图测量中自定义符号的思维功能

思考和思维离不开符号，二者存在密不可分的联系。所以，地形图测量中，自定义符号具有思维的功能，也是大脑进行思考的有效途径。但是根据各种各样的思考方法，采用的自定义符号的内容和方法也各不相同。自定义符号就是抽象的结果，经过各种思维过程得出的最具有地形信息代表性的东西。

（三）地形图测量中自定义符号的文化功能

地形图测量长期以来都存在一些严重的问题，也就是过于注重地形图中的技术层面，而轻视了地形图中的文化因素的作用。地形图不只是表示地形地理的方法途径，它体现的文化底蕴也是不可不重视的。不同的文化拥有不同的符号系统，不同的符号也代表不同的含义。地形图自定义符号无法做到跟语言一样能够表达一个民族的文化，但是在地形图的测量中，自定义符号充当文化的功能。

五、自定义符号在地形图测量中的应用

自定义符号在地形图的测量中进行了广泛的应用，自定义符号不是一个简单的代表物，而富含深刻的内在内涵和意义。自定义符号就相当于地形图的语言，如何更好地发挥自定义符号在地形图测量中的应用便显得尤为重要。在地形图测量中，自定义符号应该有组织、有计划的进行系统化，不仅注重自定义符号的单独含义，还要注重各个自定义符号之间的关系。自定义符号在不同的地形图中代表不同的意义，就像一个动作在不同的文化背景或者不同的地理位置，代表的意思就有所不同。同一个地理符号在一种地形图中代表有价值，在另一种地形图中可能就不是那么有价值了。但是自定义符号在整个系统中体现的意义是具有系统性的。最后，自定义符号在地形图测量中还与语言文字相辅相成，两者需要共同作用，是绝对分不开的。

结语

自定义符号在地形图测量中的应用十分重要，它的地位绝对不输于文字。自定义符号在地形图测量中所起的作用也很多，对地理专业的发展和人类认识的进步都有一定的贡献。自定义符号多种多样，但自成系统，在不同的地形图中代表不同的含义，而且发挥着文化、审美等多重功能。注重自定义符号在地形图测量中的应用具有重要的意义。

参考文献：

[1]胡最，闫浩文，地图符号的语言学机制及其应用研究[J]，地理与地理信息科学，2008，24（1）：17-18

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[4]张园玉，地图符号系统的设计与实现[J]，测绘信息与工程，2004，29（6）：25-26

[5]]赵明山，关于地图符号及其设计的改进[J]，测绘与空间地理信息，2004，28（4）：44-46

作者简介：

基于数据库的地形图符号化 篇4

大比例尺地形图交互式综合系统数据库平台的建立

在论述交互式综合环境研究的`重要意义及大比例尺地形图特点的基础上,采用人机协同的地图缩编方式,将复杂的地图综合过程分解,合理地进行人机分工,设计与实现了大比例尺地形图交互式综合系统的数据库管理平台.实践证明,利用该数据库平台建立的综合系统适用于人机协同的作业方式,可以顺利地、交互式地完成地图缩编工作,减轻了作业强度,提高了作业精度.

作 者：蔡忠亮 杜清运 毋河海 邬国锋 作者单位：武汉大学资源与环境科学学院,武汉市珞喻路129号,430079刊 名：武汉大学学报(信息科学版) ISTIC EI PKU英文刊名：GEOMATICS AND INFORMATION SCIENCE OF WUHAN UNIVERSITY年，卷(期)：27(3)分类号：P283.1 TP311.12 P283.7关键词：大比例尺地形图 交互式综合 数据库平台

基于数据库的地形图符号化 篇5

水下地形测量数据采集系统开发的研究

本文在对水下地形测量数据采集系统需求进行分析的基础上,分析了水下地形洲量数据采集系统的`特点、内容和要求,确定了其设计方法以及设计原则.并选用了美国ESRI公司提供的二次开发软件MapObjea作为数据采集系统的开发平台.

作 者：庄焕龙 作者单位：广东省地质测绘院,广东,广州,510800刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(19)分类号：关键词：地理信息系统 GPS测量技术 MapObject2.3 水下地形测量

基于数据库的地形图符号化 篇6

基于AutoCAD的地形图编绘和地图综合技术研究

本文基于笔者多年从事地图制图的相关工作经验,以AutoCAD在地图编绘和地图综合中的应用为研究对象、探讨了地图制图综合的相关思路和方法,给出了编绘过程中的合理化建议,全文是毛者长期工作实践基础上的.理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参孝价值和借鉴意义.

作 者：黄家斌 作者单位：广西国土测绘院,广西,南宁,530023刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(18)分类号：P2关键词：AutoCAD 地图综合 地图制图 地形图编绘 图元综合

基于数据库的地形图符号化 篇7

电力负荷数据在现在的智能电网中起着越来越重要的作用,它关系到电力网的潮流计算、线路损耗计算、电力网规划,调度运行等,有效数据的采集为做出正确的决定提供可靠的支持。但现在供电部门清洗异常值的方法多为手动输入,工作效率低下。本文提出的动态盒形图技术对变化的电力负荷异常数据的清洗具有重要的意义,这种方法提供了检测异常数据的基础,量化置信区间,估计损坏数据的时间点,适合局部和全局的大量损坏数据的检测,并且实现自动清洗,大大提高了工作效率。

1 电力异常数据处理研究现状

数据采集和传输的过程中常常出现丢失和损坏,正确的收集所有的数据是一个巨大的挑战和艰巨的任务。导致这种情况的因素有很多原因,像测量问题、通信失败、设备故障、数据丢失以及由于暂时的维修或者某些生产线的暂时中断导致的电力临时中断等因素。这些偶然因素,导致电力负荷的巨大偏差,而且这些负荷的变化没有规律,因此实际运行的方式不能正确预测,损坏的数据指的就是与常规运行方式的巨大差距,导致很难全部发现损坏的数据。低质量的数据导致错误的系统分析,做出错误的决策。目前电力行业,多采用手工的方式,来处理损坏数据。随着智能电网的发展,大量的数据是手工方式难以实现的。

异常数据检测是与数据清洗问题相关领域,已经在数据挖掘和统计学中进行了深入研究,像K接近分类,K均值聚类,盒形图技术[4],基于密度估计[1]以及神经网络的经常被应用。但它们大都是针对静态的数据,针对电力数据的变化,本文提出了动态盒形图技术。

2 动态盒形图原理

盒形图实际上是以图形来概括频数分布的最重要的统计特征,以便更容易地理解和对比数据,从图中可以看到数据的分布情况及辨识出超出一定范围的异常值。

按从小到大的顺序列出所有的数值,把所有数值的个数记为n。按顺序这样排号:M1是最小的数,M2是次小的数,直到最大的数Mn。中位数指的是一半数值大于它、一半数值小于它的那个点,如果整个数值的个数n是奇数,中位数就是中间的那个,即从一端数到第(n+1)/2个数,中位数就是M(n+1)/2。如果整个数值的个数n是偶数,中位数是中间两个数的均值,从一端数到第n/2和n/2+1个数,中位数就是Mn/2与Mn/2+1的均值。

四分位数就是把数据分为四个部分。找到四分位数即一半数据的中位数。如果整个数值的个数是偶数,找出从1到Xn/2的这些数值的中位数,这就是第1个四分位数。如果整个数值的个数是奇数,中位数是M(n+1)/2,再找出从1到中位数这些数值的中位数M(n+1)/4,这就是第1个四分位数。按照相同的方法在较大的数值部分找到第3四分位数。计算两个分位数之间的距离即四分位距,四分位距就是第3四分位数减去第1四分位数。内部范围是指区分属于特定分布内和分布之外的数值,内部上限就是第3四分位数与1.5倍的四分位距之和,内部下限就是第1四分位数与l.5倍的四分位距之差。外部范围就是处在该范围的数据远远在分布之外,很值得特别注意,即远远偏离了正常值的范围。外部范围的上限是处在高于内部上限1.5倍四分位距的位置,下限则处在低于内部下限1.5倍四分位距的位置,即外部上限为内部上限与1.5倍的四分位距之和,外部下限为内部下限与1.5倍的四分位距之差。

由于电力数据随时间的变化特性,不同的时间段可以设置不同上下限,即盒形图的内部范围和外部范围设置不同的上下限。这样可以剔除大部分偏离正常值范围大的数据,达到清洗异常值的目的。

3 应用实例分析

运用Matlab软件,编写计算程序。最终,用项目中得到的数据,放入编写的程序,检验这些方法的可行性。分别用常规盒形图技术和动态盒形图技术对电力数据处理,显示出不同的运行结果。

4结束语

本文采用动态盒形图技术辨识电力异常数据,并利用线性方法,用异常数据附近的平均值替换异常数据,为电力部门做出正确的决策提供了可靠的参考数据。但本文只是论述偏离正常值大的处理方法,很多偏离正常值小的处理方法如样条曲线处理异常数据[2,3]还需要进一步研究。

摘要：电力负荷数据是指在一定时间间隔内记录的电能消耗量,它包含电力系统的重要信息。对电力系统分析、系统的可靠性、电力线损计算、电力系统规划起着至关重要的作用。但电力数据在传输过程中,由于各种随机故障因素,异常数据的出现是不可避免的,它包括损坏的数据和丢失的数据。本文介绍动态盒形图技术进行自动清洗损坏和丢失的数据。并在贵州某地区供电公司进行实施,结果证明了方案的有效性。

关键词：动态盒形图,电力异常数据,自动清洗

参考文献

[1]陈亮.文福拴,童述林.基于密度估计的异常电力负荷数据辨识与修正[J].华南理工大学学报:自然科学版,2011,40(02):124-129.

[2]J.Chen,W.Li,A.Lau et al.Automated Load Curve Data Cleansing in Power Systems[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2010,1(2):213-221.

[3]Z.Guo,W.Li,A.Lau et al.Detecting X-Outliers in Load Curve Data in Power Systems[J].IEEE Transactions on Power Systems,2012,27(2):875-884.

基于数据库的地形图符号化 篇8

1 现有处理方法存在问题及解决思路

1.1 传统方法存在问题

传统地形图分层是在CASS软件下默认的分层, 适用于不对分层进行要求的各类地形图, 而临沂基础地理信息平台要求地形图必须按要求进行分层, 各类点、线、面分别放到相应的图层里, 以适合入库要求。如表1所示:

在日常测图过程中, 通常都采用CASS默认的图形分层, 为了节省时间不按入库要求进行分层。

为了建设基础地理信息平台数据库, 在建库前要把地形图按入库要求进行分层处理, 传统的作法都是手工把CASS中JMD (居民地) 层中的点和线放到JMD-P层中, JMD层中的面放到JMD-M层中, 其他道路、河流、植被、管线等地物都要如此分层处理, 不仅工作量巨大, 而且容易出错, 工作效率较低。

同时地形图里的地物没有编码, 部分有编码也不符合国家标准的要求, 按照要求需要人工把每个地物的国标编码放到CASS里地物的厚度里去, 这项工作量也非常大, 耗费大量的人力和时间。

1.2 本文提出的解决思路

利用CASS绘制的地物符号的实体代码具有唯一性的特点, 使用CASS“地物编辑”工具里的图形转换命令, 把各种地物符号自动批量处理放到符合入库要求的层里。同时利用CASS“数据”工具里的加入实体编码命令把国标编码自动批量加入到地物厚度栏里。

2 主要成果展示

2.1 分层前的数据特点

分层前的地形数据的分层是按CASS默认的格式分层, 不符合入库要求, 且厚度里的数值为0, 也不符合入库要求。

2.2 自动编码

首先把编写的自动编码文件放到CASS原安装路径下, 覆盖原文件, 然后打开CASS的数据菜单, 点击“加入实体编码”, 如图2。

软件就自动把国标编码加入到CASS厚度里面。

2.3 自动分层

打开CASS的地物编辑菜单, 点击图形属性转换, 选择“编码->图层”, 再选择批量处理, 如图3。

此时会弹出“输出索引文件名”窗口, 找到处理好的分层文件。点击“打开”, 此时计算机就自动把所有的地物放到对应的图层里。至此, 地形图的自动编码和分层处理完成。

3 应用分析

使用自动编码和分层能够大大节省时间, 减少错误率, 提高了工作效率。过去人工处理1∶1000地形图, 按标准分幅, 每人每天只能处理两幅图, 10平方公里的地形图需要20天才能处理完, 而且经常出错, 入库时不能符合要求, 数据经常被打回重新处理。通过使用自动编码和分层文件自动处理地形图, 打破了分幅的概念, 整个镇或者整个县区、整个市的数据能同时处理。经过试验一个镇10平方公里的地形图, 2小时左右就处理完成, 这个时间与计算机的配置高低有关, 配置高处理时间就短, 反之时间就增加。而且只要自动编码和分层文件没错误, 成果图几乎不会出现错误, 处理后的数据能够顺利入库, 大大提高了工作效率, 也减轻了从业者的工作负担。

参考文献

[1]南方CASS7.0使用手册.南方数码, 2007.

基于数据库的地形图符号化 篇9

地形图数据是基础地理信息的重要数据来源，地形图数据质量决定了基础地理信息数据的质量。随着城市建设快速发展，基础地理空间信息在城市规划建设与管理中发挥了越来越重要的作用。各种比例尺地形图的生产和制作过程中，拓扑关系的建立都是必不可少的，建立正确的拓扑关系，消除非法的悬挂点，是地形图数据入库的重要工作。地形图采集与处理的过程中，由于客观条件的限制，难免会出现非法悬挂点和不符合要求的数据，给后续工作带来不便。人工检查悬挂点，工作量大、效率低，且易遗漏，难以达到数据质量检查的要求。借助软件功能，开发悬挂点检查工具，以计算机检查代替人工检查，实现地形图的自动化、批量检查，在地形图数据处理工作中具有重要意义。

1 MicroStation V8i及二次开发

MicroStation是由美国Bentley公司设计开发，先后经历了Micro Station 4.0,MicroStation 95,MicroStation J,MicroStation V8,Micro Station V8i等版本，是一款功能强大的计算机辅助制图软件系统，在土木、地理信息、建筑等相关行业有着广泛的用途。V8i是在XM版基础上发展起来的最新版本，既是一款软件应用程序，也是一个技术平台。国内很多测绘单位，如杭州市勘测设计研究院、武汉市勘测设计研究院、重庆市勘测院等，都是以MicroStation作为测绘和制图软件。

MicroStation根据用户的需求提供了以下几种可适合不同程度应用程序开发者的程序设计语言及开发环境，如UCM,CSL,MDL,VBA及Addins。Addins是从V8XM开始，MicroStation中增加的一种新的开发方式，它是基于．NET框架的，可以使用C#,C++或VB.NET等语言来开发。相比较于MVBA,Addins能支持命令表，能编译成DLL，相比较于MDL,Addins能用Win Form设计界面，而不是用．r资源，对开发人员而言，是一个很大的进步。

2 算法设计

2.1 悬挂节点

地形图中，节点总是与弧段相关联的，与两条弧段相连接的节点为伪节点，伪节点一般是正常存在的，不会对地形图的数据质量造成影响。仅与一条弧段相连的节点称为悬挂节点，与悬挂节点相连的弧段称为悬挂弧段。悬挂节点通常由两种情况产生:一种是数字化时弧段过短，未相交到应相交的弧度;一种是数字化时弧段过长，超出了相交的弧段。悬挂节点一般是不允许存在的，对地形图数据质量有较大的影响，尤其是影响了地物要素拓扑结构的正确性。

2.2 传统算法的缺陷

悬挂节点必定是弧段的端点，要么是起点，要么是终点。悬挂节点的实质是弧段与弧段未严格相交造成的，通常是由于数字化采集时绘制的弧段过长或过短。悬挂节点的检查，传统做法是针对每一条弧段的起点和终点进行计算，计算出该点与相邻弧段的距离，如果距离小于给定的限差，则认为是合理的，否则就是悬挂点。通常的算法是给定一个搜索范围，以可疑端点为中心，在该搜索范围内查找符合条件的目标对象，依次求解可疑端点到目标对象各个子线段的距离，当存在任意段距离为0(或小于限差值)时，即意味着可疑端点在子线段上，反之则该可疑端点就是悬挂点。该方法需要大量的数学计算才能完成，效率低下，不适合大批量地形图数据的悬挂点检查和质量检查。

2.3 基于FENCE的判断方法

MicroStation中，Fence(围栅)工具是一个很强大的选择工具，可以用不同的图形构建围栅，来选择设计文件中的图形要素，形成围栅内容。设计悬挂点检查的算法时，充分利用Fence的选择功能，可以大大减少计算量，提高悬挂点判断、检查的效率。在每一条弧段的端点构建半径为限差的围栅，再由围栅去选择弧段，如选择的弧段只有一条，则该点为悬挂节点。

2.4 悬挂点判断算法

以0.001 m为限差，即端点与弧段的距离在0.001 m之内，则不认为是悬挂点，算法如下:

3 应用实例

在1∶500基础地形图数据建库中，需要对居民地、植被、水系等面状要素进行拓扑构面处理。悬挂点的检查是构面工作的基础，将不合理的悬挂点检查出来，并进行编辑、处理，可以减少构面工作人工判断的工作量。以地形图悬挂点检查为例，说明在Micro Station V8i中检查地形图中的悬挂节点的适用方法。

首先是检查工具的开发，采用文中介绍的Addins的开发方式，以C#为开发语言，开发悬挂点检查工具，其运行界面如图1所示。

该工具可以按照建筑、植被、水系等类别，对地形图的弧段进行悬挂点检查，并将检查出来的悬挂点用圆圈标识，如图2所示。在操作时，打开每一幅地形图，运行该工具，就可以检查、标识出地形图中的悬挂点。

4 结语

悬挂点检查是地形图数据编辑、处理的重要工作，是基础地理信息建库的基础。该方法在杭州市基础地形图数据建库中发挥了重要作用，大大减少了数据质量检查的工作量，提高了效率。该方法在地形图数据悬挂点检查中是有效的，但该方法也存在局限性，即对于自相交的弧段，在悬挂点处用围栅只能选择到一条弧段，该方法是失效的。

参考文献

[1]顾有兵.多边形的悬挂点检查[J].测绘通报,2010(4):44-61.

[2]冯敏,俞亮.空间悬挂点自动分析处理算法的研究[J].浙江测绘,2007(1):17-22.

[3]梁冰,吕双.C#程序开发范例宝典[M].第2版.北京:人民邮电出版社,2009.

[4]王艳利,丁文利.在AutoCAD中悬挂点的检查方法[J].中国煤炭地质,2010(10):113-125.

基于数据库的地形图符号化 篇10

矢量数据符号化常用方法是符号库法。这种方法实现符号化具有方式灵活,符号设计方便、快捷等优点。但使用这种方法难以避免出现一些不合理的图形,符号化时间开销大。本文提出一种新的符号化思想,它充分考虑了矢量数据、栅格数据各自的优缺点,称其为基于矢量栅格技术的矢量数据符号化方法。在符号库法矢量数据符号化中采用这种方法,可以消除部分基于矢量技术符号化产生的不良图形,提高符号化效率。

2 矢量数据符号化

在计算机地图制图中,主要是依据地理事物与现象的空间分布特征来划分地图符号的类型。矢量数据符号化一般用符号化程序根据符号库中存放的符号信息实现。在符号化之前首先对所要绘制的符号进行编码,形成符号信息块,建立符号库[1]。点状符号信息块存贮点状符号的特征点信息,面状符号信息块存贮图案信息,线状符号信息块存储线状符号图案的重复元信息。线状要素符号化程序中要考虑多种情况,程序设计算法复杂,操作运算量较大,耗费时间较长。而点、面符号库的处理技术相对容易一些。在下面的讨论中以线状符号为主要研究对象,点、面符号化可采用现有的符号化方法[2]。

3 基于矢量栅格技术的符号化

矢量数据符号化实质上是一种数(数据)模(模拟图像)转换过程。模拟图像一般是显示在显示设备或输出在纸张等可视介质上。其在一般显示设备上进行的数据转换模型如图1所示。

由图1可知,空间矢量数据的符号化首先是把空间数据经过符号化转变为栅格形式的图像数据存放在帧缓存中,通过数模转换装置显示在显示器,成为人眼可以看到的图形图像。在这一过程中,空间数据有2种表现形式,分别是矢量形式和栅格形式,在处理时可充分利用2种数据形式的优点。现有的矢量数据符号化软件多基于矢量技术,未考虑如何充分利用帧缓存(或其他存储介质)中的栅格数据,仅仅把帧缓存作为数据的存储场所,而未考虑其中数据是可以进行一系列栅格运算处理的,运用栅格数据运算,可以提高符号化性能。

3.1 栅格数据的基本运算

3.1.1 栅格数据算术组合

将2个栅格图像相互叠置,使其对应像元灰度值相加、相减。图2(c)为图2中图像(a)与图像(b)相加的结果。

3.1.2 2个栅格图像的逻辑组合

对2个图像相对应的像元,利用逻辑算子“或”、“异或”、“与”和“非”进行逻辑组合得到新的图像。如图3(c)、(d)、(e)是图像(a)与图像(b)进行“或”、“与”和“非”运算的结果。

用集合运算的符号图像逻辑运算可表示为:

A“或”B的结果为:A∪B={x|x∈A或x∈B}

A“与”B的结果为:A∩B={x|x∈A且x∈B}

A“异或”B的结果为:A∩-B∪B∩-A={x|x∈A且x∈/B或x∈B且x∈/A}

A“非”B的结果为:A-B={x|x∈A且x∈/B}

3.1.3 其他运算

除了上述栅格数据算术运算和逻辑运算,栅格数据运算还包括珊格数据的扩张与侵蚀、栅格数据的加粗与减细、栅格数据的填充等。

3.2 栅格数据运算在符号化中的应用

对栅格数据进行“加”运算可以产生不同要素的图形叠加效果,图2(c)是2个栅格数据的加运算产生的结果。在专题地图中,当境界色带通过水系时,常规制图中通常采用色带与水系进行色彩叠加的方法进行表示,完全基于矢量技术符号化方法,较难解决这类问题,如果对栅格图像进行加运算处理可以产生这种效果。

对栅格数据对应位置上的数据进行“或”运算,将新符号化的符号加入已符号化的图像中,如图3(d)所示。

对栅格数据相应位置上的数据进行“异或”运算,可以增加或“擦去”部分图像内容;当对应图像位置为空时增加内容,而当对应位置上存在相同内容时,则“擦去”内容,如图3(e)所示。

对栅格数据赋值运算,重置原有图像相应位置的数据,起到修改原有图像数据、增加新的内容的作用。栅格数据的这些运算,可用于矢量数据符号化,产生所希望的图案,同时使用这些运算,可以把要在符号化中通过矢量方式运算处理的内容转移到栅格数据中进行,使符号化的算法更加简单,提高符号化的时间开销。

3.2.1 公路符号的制作

地图上公路符号通常用平行于中轴线的两条曲线表示。在图4(a)为两条相交的公路的中轴线。先将两条中轴线加粗到公路符号的内宽(图4(b));再将该两条中轴线加粗到公路符号的外宽(图4(c));然后再用图4(c)“减去”图4(b),即得到双线公路符号(如图(d))。用类似的方法还可以制作其他一些线状符号。例如,将将图4(b)用虚线表示,再将其叠加到图4(d)上,可以得到铁路符号。

3.2.2 面状图案符号的制作

地图上有很多面装符号,其内填充了各种图案或晕线等,很适合用栅格数据处理的方法来绘制。在图5中,图(a)为指定的面状轮廓范围线。图(b)是对该区域轮廓范围线内进行填充。图(c)是在该区域轮廓范围线的外接矩形内选择相应的图案样本。图(d)则是表示图(b)与图(c)进行逻辑“与”的结果,即最终所需绘制的面状符号。

在基于矢量栅格技术的符号库法矢量数据符号化中,矢量栅格技术的应用主要表现在符号化算法的设计和符号信息块的设计中。

3.3 基于矢量栅格技术的重复元与算法设计

图6是基于矢量栅格技术的平行线实现方法,图6(a)与图6(b)取“异或”生成图6(c)平行线图案的栅格图像,显示出来即为平行线。同样,可以通过栅格数据重置的方法生成平行线的栅格图像。线状符号一般采用简单几何元素符号重复元的方法绘制,基于矢量技术的符号重复元与基于矢量栅格技术的重复元设计是有区别的。图7(a)是基于矢量技术,铁路符号重复元由两条平行线加一个铁路符号宽的虚线组成[3,4]。图7(b)是基于矢量栅格技术符号重复元设计思想,铁路符号重复元由一条符号宽的实线(颜色为符号色)和一条小于符号宽的虚线(颜色为空白色)组成。在用这一重复元绘制铁路符号时,先绘一个符号宽的粗实线,,然后用空白色在粗实线中绘出符号的空白部分。重复元设计时,考虑了符号中无论是线划部分还是空白部分都可以通过绘制实现(实质上是对粗实线的图像数据与对应位置的空白色图像数据叠置)。

由此可知,出发点不一样的同一符号重复元组合亦不一样。在绘制铁路时,基于矢量栅格技术的重复元比基于矢量技术的重复元的组成部分减少了,避免了平行线节点的计算(而这个计算量是非常大的),只要通过绘制不同的线宽实线就可以实现,而不同线宽的实现是通过硬件实现的,因此可以提高符号化速度。基于矢量栅格技术的符号库法符号化中,在线状符号的重复元设计时,应首先考虑能通过栅格数据运算产生的符号一定用栅格数据运算的方法进行处理。如公路符号(平行线)、建筑中公路符号(平行虚线)、铁路符号(平行线+虚线)、带色带的境界线等。

在算法设计时,由于基于矢量栅格技术的符号库信息块结构未发生根本的变化,相应的符号化算法并不要大的改变,主要考虑如何应用栅格运算实现所要绘制的符号,如何确定组成重复元的几何元素次序,栅格运算的方法及重复元几何元素的次序将直接影响图案结构。在进行符号化时,所设计算法采用面向要素层对象的符号化思想,即把整个要素层作为一个对象,按符号信息块中的基本几何元素顺序绘制。这样绘制的好处是,同要素之间的相互衔接容易处理。图7中是一个令人满意的。

4 结束语

通过对矢量数据符号化过程、矢量数据和栅格数据的特点分析,可以看出基于矢量技术的符号库法矢量数据符号化存在一些缺陷.而基于矢量栅格技术的符号化方法,充分考虑了矢量数据与栅格数据的优缺点,是一种新的矢量数据符号化思路.通过对该方法符号化算法、线状符号重复元设计以及图形效果分析,可以看出该方法解决了矢量技术所带来的不合理图形,降低了符号化算法的复杂程度,减少了符号化过程时间开销.这种方法可应用在符号库法矢量数据符号化软件系统中,也可以应用在子程序矢量数据符号化软件系统中.

参考文献

[1]徐庆荣,杜道生,黄伟,等.计算机地图制图原理[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1993:139-142.

[2]蔡先华.单线河流的绘制算法[J].测绘通报,1997(11):8-10.

[3]程朋根,龚健雅,眭海刚.GIS中地图符号设计系统的设计与实现[J].中国图象图形学报,2000,5(12):1006-1011.