数字地图制图中地形图整饰的自动实现

张良

中兵勘察设计研究院有限公司北京100053

摘要：地图是地理信息可视化的信息载体之一。地图整饰是数字地图制图的基本要求，能帮助地图使用者迅速、准确地判读地理信息。基于此，本文图详细探讨了数字地图制图中地形图整饰的自动实现，旨在好实现数字地图的地理精度。

关键词：数字地图制图；地形图整饰；自动实现

数字地图的基础在于地图，两者都是地理信息的载体，具有获取、存储、处理、分析与显示地理数据的功能。数字地图制图技术充分运用了计算机技术与制图技术，将传统制图方式与现代信息技术相结合，形成了一种新型的现代化制图技术。数字地图制图技术以地图图形数据作为基础，通过一定的技术处理，建立模式化的地图数字模型，有效提高地图的可靠性。

1数字地图的特点

数字地图中有效结合了三维信息处理技术，使得信息更具三维性与时态性，在内容与形式上较纸质版地图更加的丰富。数字地图中增添了许多实用性的基本功能，包括信息内容查询、分析、输出等，这样一来，数字地图的服务性就会大大提升。经过计算机技术处理后，数字地图的技术含量更高，精准度也更好，可以根据用户的需求进行转换，这样更有利于地图的更新纠正，地图搜索也会更加的高效与精准。

传统的纸质地图是静态的二维图像，地图的平面性无法更改，在一定的地理空间内，纸质地图会受到很大程度的限制，相较于纸质地图，数字地图打破了地理空间数据上的局限，可以放宽假设与限制。在三维可视化技术的辅助下，地图由二维静态转为三维动态，同时利用地理空间数据建立起三维虚拟景观，这样一来，数字地图便可以更加直观地反映出环境因素的多变性，同时数字地图还可以通过投影，表现地球的球体特性。随着科学技术的快速发展，数字地图中的地理空间数据精度将会大大提高，形成可提供搜索、分析、应用的多元化功能的地图形式。

2地形图整饰的自动实现的过程

地图整饰是指对绘制好的地图根据需要添加图面元素的内容。地图上都有共同的图面元素：图名、图廓、图例、比例尺、坐标格网和必要的文字说明等。这些元素作为地图整饰要素，应配置在图面一定位置上，既美观又实用，一起构成地图图形结构的整体。地图整饰的目的就在于以色彩、符号等形式为手段，将地图内容的特征及其层次关系等显示得既符合实际情形又清晰易读。MicroStation作为Bentley公司推出的一款功能强大的图形设计平台，广泛应用于基础地形图数据生产和建库工作，同时也给用户提供了多种二次开发手段。鉴于MicroStation软件在数字地图制图中有着强大的技术优势，本文以中小比例尺地形图为例，阐述了MicroStation的二次开发环境下地形图整饰模块实现的技术思路及有关细节。

2.1地形图整饰的内容

中小比例尺地形图的成图比例尺一般在1∶1万至1∶10万之间，由于主要的数字成果是矢量数字地形图，因此，必须严格依照系列比例尺地形图图

式规范中的要求进行地图整饰。地形图图式规范中将地形图整饰内容分成以下2类：

1）数学基础要素：内外图廓、图廓点经纬度注记、分度带短线、方里网、方里网注记等；

2）其他辅助要素：图名、图号、图例、接图表、三北方向图、长度比例尺、印刷色标、坡度尺、图幅索引等。

2.2地形图整饰的数学基础

地形图的数学基础对地图整饰起着精确定位的作用，可以为转绘资料内容提供控制，对地图整饰的精度控制起着决定意义，同时也是地形图具有可量

测性的根本保证。地图整饰中数学基础的自动建立主要有以下几个步骤。

2.2.1计算和绘制内外图廓

1∶1万至1∶10万系列比例尺地形图都是以高斯-克吕格投影为数学基础，计算图廓点坐标的依据就是地形图的分幅规定和高斯投影正解公式。在高斯-克吕格投影中，理论上只有中央经线和赤道投影成直线，其余经纬线均投影成曲线。但是当曲率不大时，例如矢长小于0.15mm的曲线，就可以用直线来代替。纬线则不能以直线代替，而以若干折线段来代替曲线段。图幅的一条纬线需用几段折线来代替，也就需要若干个图廓点。1∶1万至1∶5万比例尺地形图各需要4个图廓点，即可以用直线代替经纬线作为图廓线；1：10万比例尺地形图需要6个图廓点，除4个角点外，需要在南北图廓线的中部各增补一个图廓点，部分图幅图廓点数见表1。

表1部分图幅图廓点数规定

2.2.2计算和绘制分度带

计算分度带是以经纬差各1′为单位细分，并绘于中外图廓之间。自动绘制分度带必须计算出各经纬线与中外图廓线交点的坐标。其中细分点的坐标可以利用等距离线性内插的方法求得。由于图廓不平行于坐标轴，因此，图廓四边的细分点应分别计算。

2.2.3计算和绘制本带方里网

要自动绘制方里网，本文仍是采用常规方法，首先计算出方里线的起点和终点的坐标，再逐一求出方里网网线与图廓线的交点坐标，最后连接对应点即绘制出方里网。地形图内的方里网网线按千米数绘制：在1∶1万至1∶5万图上要全部绘出，而1∶10万图上只绘偶数坐标网线。因此，1∶1万至1∶5万地形图中方里网网线间距是实地1km，1∶10万地形图是实地2km。

2.2.4添加各种数字和汉字注记

方里网的注记包括内外图廓间的注记和图内方里网线上的注记。进行图廓间注记时，对于每一条图廓线，首先求出第一个注记的位置，然后顺着图廓线的方向（图廓线方位角可以利用子午线收敛角计算，或根据图廓点坐标反算求得），按照图式规定的间距，依次求出下一个注记位置，然后放置注记。

2.3地形图整饰的辅助要素

所谓辅助要素，只是相对地形图的数学基础而言。辅助要素还是地图整饰中常用的素材：图名、图号、图例、接图表、三北方向图、长度比例尺、印刷色标、坡度尺、图幅索引等。这些素材对地形图所表示的地理信息有进一步说明的作用，它们使地图使用者在判读中减少对地图内容的解释错误，使整幅地形图更加美观，地理信息更加直观。所以，辅助要素也是地图整饰中的一项重要内容。另外，从辅助要素的实现方式而言，相对于地形图的数学基础，更趋向于模板化。即在进行地图整饰之前先将图例、三北方向图、长度比例尺、印刷色标、坡度尺等要素做成单元存储在MicroStation软件的单元符号库中，然后在地图整饰主程序中调用相关单元符号，按照系列比例尺地形图的图式要求放置在图上的相应位置即可。其中有的要素不止做一个单元，如坡度尺可按等高距不同做成不同的单元。图1和图2是存储在MicroStation软件符号库中的坡度尺和三北方向图。

2.4地图整饰的自动实现

在MicroStation的二次开发环境中，可以将地图整饰自动建立模块作为子模块被其他数字制图系统调用。根据国家标准图式的规范，通过图幅编号计算出地形图的数学基础，并按地形图图式规范配置各种数学要素的注记和地形图的辅助要素，从而完成地形图图廓自动整饰。地形图整饰实现流程见图3；地形图整饰效果图见图4。

3结束语

综上所述，地图整饰需要点、线、面符号和图例、比例尺、指北针等可视化要素，良好的可视化要素风格能使地图使用者迅速、准确地判读地理信息。对于中小比例尺地形图，地图整饰的内容应符合相关规范和图式要求，同时兼顾合理和美观的原则。

参考文献：

[1]张晓棠.基于GIS数据的数字地图制图技术探究[J].中国矿业，2014，（02）：374-375.

[2]庞豪亮.关于现代数字地图制图综合技术分析[J].数字技术与应用，2014，（06）：224-225.