基于ArcGIS的地图符号库建立及符号化实施

中图分类号:P208　　　　　　文献标识码:B

基于ArcGIS的地图符号库建立及符号化实施

祁华斌1,艾廷华1,胡　珂2

(1.武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉430079;2.天津市测绘院地理信息中心,天津300381)

ConstructionofSymbolDatabaseandImplementationofVisualization

BasedonArcGIS

QIHua2bin,AITing2hua,HUKe

摘要:地图符号是地图/GIS表达空间信息的语言单位,通过符号参量传输表达不同的信息认知内容;符号库是符号描述信息的集

合。提出一套基于ArcGIS8.01的地形信息符号库的创建方案,并针对这一方案,运用ESRI公司提供的基于接口编程的组件Ar2

cObjects开发了一个符号化功能模块,对地形数据的点、线、面目标进行符号配置及可视化表达。

关键词:地形信息;符号库;符号化;COM技术

　　一、引　言

地图符号是地图的语言单位,是可视化表达地理信息内容的基础工具;地形信息符号库是地形图符号的汇集系统,它利用计算机进行管理,实现地形图符号数据的存储、检索和更新。当今流行的地理信息系统和专用的计算机地图制图软件主要采用符号库的形式来管理地图符号,并用交互式设计的思想来实现地图符号的制作。目前国内外GIS相关软件符号库中符号设计的途径主要有4种:一是文本编辑器设计方法,建立符号的文本描述,其特点是设计速度慢,不能实时观察所设计的符号;二是采用系统提供的二次开发语言编程实现,该方法主要应用于特殊符号的绘制;三是利用系统本身的图形编辑功能将符号当作普通的图形块设计制作,追加符号码等描述项后存储到符号库中;四是提供符号设计界面,用户可将系统本身提供的基本符号与自定义的简单符号(如点符号)进行某种组合、位移、放缩后得到制图输出所需要的复杂符号(如复杂线型和面状填充符号),这是目前较为流行的符号设计方式。本文基于ArcGIS8.01(Desktop版),结合第2和第4种符号的设计途径,在充分分析地形图图式的基础上,提出了一套地形图符号库的创建方案,并运用ESRI公司提供的基于接口编程的组件ArcObjects开发了一个符号化功能模块,用于地形图的符号化。　

　　二、符号库的创建和编码对照表文件的建立　　ArcInfo8.01的ArcMap模块中提供了交互式符号设计系统StyleManage,它可同时对多个符号库进行管理,各符号库之间相互独立、互不影响,因此它满足地形图多比例尺系列符号库管理的要求。每个符号库又细分为若干子符号库,如点符号库、线符号库、面符号库等,实现对不同类型符号的分别管理。

1.点状符号制作

点状符号是不依比例尺表示的小面积地物或点状地物符号,根据Bertin符号设计的思想,点状地图符号的参量描述有大小、方向、色相、灰度、纹理、密度等,通过这些参量及其组合在定量、定性上表达不同的地理信息内容。它的图形比较固定,不随它在图幅的位置的变化而变化。点状符号由基本的几何构造单元组合而成,可分为点、线段、折线、样条曲线、多边形、矩形、三角形、圆、圆弧等9种基本图元。点状符号都有明确的定位点和方向性,但点状符号设计应留有一定的“自由度”,在符号化配置时允许用户实时修改,如大小、方向、颜色,不能将所有参量都固定。在ArcMap下创建点符号库步骤如下:

1.在ArcMap的符号设计系统StyleManage中新建一符号库,并根据用途给符号库命名(如1∶500地形符号库);

2.利用AutoCAD(R13以上版本)提供的强大的制图及编辑功能,在AutoCAD中按图式要求绘制符

　　收稿日期:2002207208

作者简介:祁华斌(19762),男,湖北应城人,硕士生,主要从事地理信息系统的应用研究。

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号库中所需的各点状符号,保存其块文件,并分别转为bmp文件;

3.在造字软件(如FontCreateProgram3.0等)中新建一字体文件,将各点符号的bmp文件导入字体文件的字体模板中(见图1),调整符号位置,使其位于字体模板坐标系的设定范围内;

4.设定字体文件名,生成字体文件并安装该字体;

5.在符号设计系统(StyleManage)已创建的地形图符号库的点符号子库中一一导入已安装字体文件中的点符号,利用预览窗放大确定其定位点,设置符号名及其地物分类码,完成点状符号子库的创建。

虑的图形参量为:实线{颜色,粗细},点符号线{颜色,大小,方向,比例},虚线{颜色,粗细,比例结构},齿线{颜色,粗细,比例结构};对于某些特殊的线状符号,如电力线及其符号,由于其符号配置的不等距性(转折点处必须配置符号),不能用以上4种基本线型组合而成,可通过上述第2种符号设计途径,即通过ESRI公司提供的ArcObjects组件以二次开发的方式定制符号,此时符号化功能模块直接调用该符号定制程序实时生成符号进行符号化。

图2　复杂线状符号的生成3.面状符号制作地形图上的面状符号是在2维图上沿各方向都依比例尺表示的符号,在轮廓线范围内配置不同的点状符号或绘制晕线或着染颜色。

根据地形图图式,地形图中的面状符号填充图案可抽象为3种基本类型:一是在轮廓线范围内以不同的倾角、不同的间距、不同的实、虚部长度的平行线簇来构成不同的图案,即阴影线填充图案;二是在轮廓范围线内以不同的间距、不同的布点形式(井”“字形或“品”字形)、不同的旋转角绘制点状符号以构成图案,即点符号填充图案;三是在轮廓线范围内填充颜色,即颜色填充图案。对于第1、2种类型填充图案的面状符号的制作,同线状符号的制作相似,也可通过点状符号、线状符号或面状符号组合而成(见图3);对于第3种类型填充图案的面状符号的制作,只需从颜色模板中选择自己所需要的颜色即可。

图1　字体文件中的点状符号模板2.线状符号制作

线状符号是长度在地图上依比例尺表示而宽度

不依比例尺表示的符号,部分符号的宽度与目标的空间分布范围有关,如陡坎等。线状符号符号化的结果与符号的配置方向和数字化采集的方向有关,因此对于有向线状符号的制作,要么根据相反的符号化方向制作2个不同的线状符号,要么在设计线状符号之前先约定符号配置方向(如沿前进方向左侧生成符号)和线状符号数字化采集方向(如从上到下、从左到右采集数据)之间的关系,从而在制作符号时只需按约定的方向制作一个符号。

任何线状符号都可以看做是由具有单一特征的线状符号或点状符号组合而成,这种组合要考虑叠置顺序、在基线上布局的偏移量、符号单元的比例关系等,一种符号往往可以通过多种基本符号采用不同的组合方式生成,在设计时应力求简单,基于这一思想对线状符号进行设计。如图2中的线状符号可以看作是由实线、虚线和齿线3种基本线型组合而成。通过对地形图图式的分析,地形图中的线状符号可以抽象为实线、虚线、点符号线、齿线等4种基本线型,图式中的绝大多数线状符号都可通过这4种基本线型组合而成,各种基本线型符号设计时考

图3　“品”字形面状填充符号的生成

4.编码对照表文件的建立

编码对照表文件是建立空间实体的用户标识

UID(地物编码)与符号库中的符号标识SID(符号)之间的一一对应关系的文件,它是符号化功能模块用以对空间实体进行符号化的依据,当用户要改变制图范围内某种地物的显示符号时,只需修改文件中该地物的用户标识与符号标识之间的对应关系。

　测　绘　通　报　　　　　　　　　　　2003年　第1期16　　　　　　　　　　　　　　　　　　建立这种空间实体与符号之间的联系方法可以在需要的情况下随时改变地物的显示符号,而且多种地物可以选择同一符号输出,不必重复设计相同的符号。编码对照表文件可与符号库作为一个文件保存,也可单独作为一个文件保存(一般以文本文件(3.txt)的形式存在),为了便于修改以及符号化功能模块对文件信息的读取,本文所涉及的编码对照表文件单独作为一个文件保存,且其文件编写形式如下:

n

审查,如面状目标的边界坐标串是否封闭;符号化时符号的颜色、样式、大小由符号属性特征决定,需要从相关属性表提取数据后判断计算符号参量设定;符号化后应做进一步的处理,如毛刺短线的删除(在建拓扑关系弧段求交时往往产生细小的短线目标)、线目标上垂分点弃除等。

2.功能模块设计

考虑到功能模块的可移植性和可重用性,符号化功能模块的开发采用在通用开发平台VisualBasic上应用基于COM技术的ArcObjects的方式,最终符号化功能模块以动态链接库(Dlls)的形式提供,这样符号化功能模块不仅可以在ArcInfo的嵌入式的VBA中使用,而且可以通过其提供的接口在其他开发人员使用ArcObjects控件开发的独立系统中使用。

ArcObjects是ESRI公司提供的基于接口编程的编码1|符号1|颜色1编码2|符号2|颜色2…

编码n|符号n|颜色n

其中n为地物的个数,编码为7位代码,符号为5位代码,颜色为9位代码。

　　三、符号化功能模块的设计

1.符号化基本过程

符号化功能模块实现按编码对照表文件中建立的地物编码与符号库中的符号之间的一一对应关系将制图输出范围内的空间实体用指定符号绘制并输出(即符号化),以其为核心的符号化基本过程(见图4)如下:

组件,它是形成ArcInfo8的技术主体,它包括一个技术框架、一个面向对象的地理数据模型、一个软件组件库和一个丰富的面向开发人员的资源集合。同其他COM组件一样,任何能够集成COM组件的应用都可以嵌入ArcObjects;同时在通用的开发平台上(如MicrosoftVisualStudio,Delphi等),开发人员也可以用ArcObjects建立自己独立的应用。

根据结构化的符号设计思想,以地图符号图元为对象,计算机中符号化的常用方法有3种,即程序法、信息法和综合法。程序法是每一个地图符号或同一类的一组地图符号对应一个绘图子程序;信息法是通过程序处理已存在符号库中的信息块的方法来完成符号的绘制;综合法是将程序法与信息法相结合进行绘制地图符号的一种方法。由于本文所讨论的符号化功能模块不仅要处理已存在符号库中的信息块,而且要调用符号定制程序,因此用符号化功能模块进行符号化时应采用综合法。符号化功能模块的具体实现步骤如下:

1.将接口传入的IMap对象作为当前视图,设置地图单位和比例尺;

2.获取当前视图中的图层,依次作为IGeoFea2tureLayer对象的值,并对当前图层进行下面步骤的处理;

3.判断IGeoFeatureLayer对象的类型(点、线或面),获取地物属性表中需符号化的字段的索引;

4.搜索该层中所有地物,对每一地物根据已获

图4　地图符号化的基本过程

1.根据制图输出范围从地理数据库中获取要

符号化的地物的几何坐标和属性参数;

2.根据属性参数表中的地物编码到编码对照

表文件中找到地物符号化时的符号代码和符号显示颜色等参数;

3.根据符号代码到符号库中获取符号描述信

息;

4.符号化功能模块根据地物的几何位置信息

和符号描述信息对地物进行符号化,并将符号化结果输出。

在该过程中,符号化前应对地理数据做初步的

得的需符号化字段的索引获得地物编码,然后从编

码对照表文件中获得符号代码;

5.根据地物编码和符号代码建立地物和相应

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子符号库中符号之间的一一对应关系;

6.以图层为单位,根据已建立的地物与符号之间的一一对应关系调用Renderer函数进行符号化(符号化效果见图5)。

图5　地图数据符号化显示

[2]　李　霖,徐庆荣.计算机制图中线状符号配置的代数

　　四、结　论

本文基于ArcGIS8.01探索了一条地形图符号

库的创建及其符号化的新的途径:在AutoCAD下绘制设计图形符号导入到ArcGIS后,符号库通过Ar2cMap的StyleManage创建及管理,符号化在ArcMap或其他开发人员使用ArcObjects控件开发的独立系统中进行。符号化后的地形图基本满足地形图图式的要求,不足之处在于符号化之后地物之间的压盖关系处理不当,这有待于符号化功能模块的进一步完善。

运算[J].武汉测绘科技大学学报,1992,17(1).

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日本株式会社索佳北京代表处成立

[本刊讯]　2002年12月5日,在日本株式会社索佳上海代表处成立十周年之际,索佳北京代表处宣告

成立,并在中国大饭店举行了开业庆典仪式。中国测绘学会、中国GPS协会、中国地理信息协会、中国测绘

仪器专业委员会、国家测绘局法规司、中国测绘科学研究院、清华大学地球空间信息研究所、同济大学、中国地图出版社、中国测绘报、测绘通报、中国四维测绘技术总公司、北京市测绘设计研究院、北京博飞仪器股份有限公司等单位的领导和贵宾出席了开业仪式并敬献了花篮。索佳驻中国首席代表三浦正人先生代表索佳总部发表讲话,感谢多年来中国测绘界的各级领导与同仁给予索佳公司的大力支持与爱护,并表示索佳将以认真、务实、高效的工作态度落实“新世纪、新索佳”,再塑索佳辉煌。中国测绘学会理事长杨凯先生代表来宾发言赞扬了索佳多年来对中国测绘事业所做的贡献,并希望索佳公司以“不断探索,创造最佳”的精神为中国测绘界提供更多更好的产品与服务。索佳北京代表处所长吕裕恒先生向来宾介绍了索佳北京代表处的组建及业务范围。

索佳北京代表处的成立表明了索佳总部在新世纪对中国市场的高度重视与支持,标志着索佳中国市场管理体系的进一步完善。索佳上海代表处、北京代表处、索佳测绘仪器贸易(上海)有限公司三位一体在索佳

(赫建忠)上海代表处的领导下将积极为中国用户提供索佳公司不断推出的高科技产品与服务。