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探讨多类型要素快速制图的关键技术与制图表达的融合

  2020-06-29    198  上传者:管理员

摘要:以省级基础测绘1∶10000比例尺要素更新项目为研究对象,结合生产实际需求,以提高生产一线制图作业效率为目的,深度研究符号智能化表达算法,创建符号库,开发自动化、批量化制图工具集,解决过去存在的制图作业烦琐的问题,提高作业效率。

  • 关键词:
  • ArcGIS
  • 制图表达
  • 快速制图
  • 测绘学
  • 符号库
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测绘制图产品是一种对基础地理信息最具认知功效的表达载体,在应用中具有不可替代的作用。基础地理信息数据库是各类地理信息平台建设和信息化建设的基础,也是基础地理空间框架的重要组成部分。为了减少地形图制图中的重复工作,有效保证数据的一致性,多个省份对制图与基础数据库数据一体化技术进行了探索与实践,在进行数据建库生产时兼顾地图制图[1,2]。

本文将对基础测绘制图标准、智能化符号库和制图编辑自动化关键技术进行深入研究,解决以往平台存在的制图与库数据分离、制图自动化程度低、生产效率低等问题,实现基础测绘1∶10000比例尺多类型要素快速制图的解决方案。


1、智能符号渲染的关键技术


1.1图库一体化模型

一体化制图数据库模型是实现自动化制图的基础,将基础数据和制图数据统一存储,使数据能够保持一致性,实现数据的统一管理[3]。一体化制图数据库建立了基础数据与制图模板、符号库、字体库之间的联系,使数据能够依靠制图模板规则在软件中实现符号化显示、浏览、控制和输出[4]。在基础数据库模型基础上,进行图层结构扩展和要素制图属性扩展,建立一体化制图数据库模型。

1.2ArcGIS制图表达

制图表达机制,实现了GIS数据与制图数据的联动编辑和统一存储,制图表达以一种灵活的、基于规则的结构对数据进行符号化,该结构将与数据一同存储在地理数据库中。ArcGIS制图表达是一种智能化的制图方式,其中所含有的符号具有丰富的表现力,并且在制图时,可以依据相关的要求,来实现编辑和修改符号的动态化效果。ArcGIS制图表达主要在数据库中存储,并且可以在要素形式的作用下,对其实现有效管理[5]。制图表达为地图符号系统的使用提供了更大的灵活性和控制力,可满足严格的制图规范的要求。

1.3自定义、程序化符号

符号图层、几何效果、标记设置、标记符号是组成制图表达规则的元素,开发者根据符号的要求对其自定义、程序化扩展。ArcGIS提供了大量的几何效果,几何效果是创建符号库制图表达规则中的重要组成部分。为了提高精细化制图效率,本文实现了Extend ransform.dll,Extend Geo Rep.dll,Extend Around Point.dll3个程序化符号动态库,通过ESRIRegAsm.exe注册自定义的几何效果。

每个几何效果、标记放置效果实现4个接口。分别为IGraphic Attributes、IPersist Variant、IGeometric Effect、IEdit Interaction,如图1所示。IGraphic Attributes为用户提供开发的参数设置接口,如角度、大小、宽度、缓冲区半径等符号有关参数。IGeometric Effect接口负责根据参数绘制几何图形,其中几何效果中NextGeometry()方法的实现是符号几何算法的核心。这里只列举了“GanDi、WSLine、Chexingqiao、HideLine Between Vertexs”4种程序化几何效果。IPersistVariant(持续变量)定义扩展几何的效果的UID,并以流的形式读写符号参数信息。IEditInteraction提供IMoveInteraction、IOffsetInteraction、IOrientInteraction、IResizeInteraction参数属性编辑接口。

图1几何效果实现的接口

1.4自定义几何效果的实现

本文以干堤为例,具体描述干堤几何符号的实现机制,干堤符号如图2所示。

干堤的制图表达规则名称为270101干堤,索引号为22,位于HFCL层中。干堤的制图表达规则由4个线图层符号构成。

前3个线图层分别为左右偏移0.45mm的白线,目的是压盖穿过干堤的要素。第4个线图层为实现干堤绘制的主要符号效果,0.12mm为线符号宽度。干堤几何效果对应自定义符号几何效果类中的GanDi。参数分别有宽度0.38mm,齿长度0.46mm,齿间距1.5mm。几何绘制算法如图3所示。

图2干堤符号

图3干堤符号算法


2、多类型要素批量制图工具关键技术


多类型要素批量制图工具基于COM组件开发,COM具有与平台无关、语言无关、即插即用,方便随时升级和定制的优势。批量制图工具以多类型要素的制图表达规则为操作对象,对要素符号进行批量自动化编辑的实现流程如图4所示。系统配置文件存储不同的制图处理类型表,包含要素国标、图层、制图表达规则索引号、要素拓扑关系等信息,为实现智能批量制图提供信息参考。符号图层、几何效果、标记放置、标记符号组成制图表达规则,其中几何效果和标记放置可自定义扩展。在对要素进行批量自动化处理过程中,基于属性查询和空间几何查询,通过拓扑关系计算确定目标要素,最后对要素的制图表达进行几何或符号属性修改,完成要素批量化、自动化符号表达的处理。整个过程以国家图式标准为处理依据。

本文以点状要素自适应线状地物工具举例,详细阐述算法的实现过程。在1∶10000基础测绘项目中,部分特殊点状地物需依据线状地物调整符号的宽度和角度,逐一手工调整复杂、工作量大,因此,设计点状要素自适应线状地物工具。在系统配置.mdb数据中创建点状要素自适应线状地物表,表中存储点状要素图层、国标、参考地物图层、参考地物国标、最小宽度、备注优先级,见表1。

图4多类型要素批量制图工具实现过程

表1点状要素自适应线状地物配置表

点状要素自适应线状地物算法,分为处理选择要素集和全要素两种方式。算法实现流程如图5所示。遍历点状要素,根据系统配置表和要素信息获取表中对应参考图层、参考地物国标数组和最小宽度等信息。根据要素几何查询参考图层中与其相交的要素集,对要素集国标进行判断。计算点状地物所在线要素位置的线段角RefAngle,如为水闸、船闸,修改其制图表达规则中点状符号图层的角度。如果为其他点状地物,根据RefAngle、最小宽度、线要素符号宽度计算点状要素的偏移宽度,修改其制图表达规则中点状符号图层中的XY偏移属性。判断点状地物是否有其他优先级参考地物,计算其他优先级参考地物线角度RefAngle2,根据RefAngle、RefAngle2、最小宽度、线要素符号宽度计算偏移宽度,修改点状符号图层中的XY偏移属性。

图5点状要素自适应线状地物算法


3、结束语


本文介绍的基于制图表达实现的多类型要素快速制图解决方案已在黑龙江省1∶10000基础测绘项目中应用。经过与传统作业方式的实际对比,结果证明,该技术手段为内业数据生产提供了极大的便利,大大提高了一线作业人员的工作效率和制图速度,并可根据项目需求灵活定制扩展符号库和制图工具集。


参考文献:

[1]潘正强.GIS数据与制图数据一体化建库技术方法探讨[J].测绘通报,2013(5):89-91.

[2]杨帆.山西省1∶10000地形数据库图库一体化的设计与实现[J].测绘与空间地理信息,2017,40(2):149-151.

[3]吴燕平,田超,谢露蓉,等.建库与制图数据一体化生产与管理技术的研究与实践[J].测绘科学,2011,36(6):224-226.

[4]魏国忠.新型基础测绘自动制图软件的设计与实现[J].遥感信息,2019,6(3)139-142.

[5]曾秀芬.基于ArcGIS的地图制图表达实践研究[J].研究成果,2019(12):17-18.


杨阳,巩翼龙,张学之.基于制图表达实现多类型要素快速制图的关键技术研究[J].测绘与空间地理信息,2020(S1):190-193.

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期刊名称:测绘科学技术学报

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出版地方:河南

专业分类:科学

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