地图符号库制作毕业论文.doc

昆明冶金高等专科学校毕业设计（论文）利用ArcMap制作1：500、1：1000、1：2000地图符号库基于ArcGIS的1:500、1:1000、1:2000的地图符号库制作摘 要 地图符号是直观表达地理事物和地理现象的一种可视化工具，即地图语言。它是数字地图的基础。地图符号设计得好坏直接影响地图成图的质量及对地图信息的理解。地图符号设计应力求做到形象直观，一目了然。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。由于GIS 应用领域不同，所需地图符号体系也不尽相同。GIS 软件中虽然预设了大量的地图符号，但针对某一具体应用领域，特别是制作专题地图时，常常难以找到符合要求的地图符号，因此在GIS软件中，自定义地图符号是一个必要的工作环节。关键词 ArcGIS；符号制作；地图符号；数据库地形图符号化目 录前 言31地图符号的分类及特征1.1点符号41.2线符号41.3面符号52常见绘图软件的比较2.1 TrueType字体编辑器62.2 Font Creator72.3 CorelDraw73地图符号设计的主要途径104符号库的创建4.1 点状符号的制作114.2 线状符号的制作124.3 面状符号的制作14总结15参考文献17前 言现实世界在空间资料抽象表达时，将其分为点状地物、线状地物和面状地物，因而表达地物的符号也相应有点状符号、线状符号和面状符号。注记作为一种特殊的符号，直接说明这些点、线、面的某些属性。实际上，点、线、面符号不是孤立的，它们之间存在一定的联系。线符号中往往包含点符号，面符号中也可能包含线、点符号。在不同比例尺的地图上，由于对地物详细表达程度不同，要经过不同程度的取舍综合，所以不同比例尺的地图图式中的符号种类、大小和个数也存在差异，对于不同比例尺的地图需采用不同的符号库。在ArcGIS 中，符号库是在符号管理器(Style Manager)中进行管理，进行符号库的添加、删除、新建等工作，符号库之间相互独立，而且具有可视性能好，简便易用等优点，因此就可以充分利用ArcMap 的优势，把适合我们国家自己的不同比例尺的地图符号库添加到里面去，同时还能保证制作的符号在输出时与国家地图图式完全一致。11 地图符号的分类及特征地图符号按照是否按比例尺表示地理事物，地理现象可分为点符号、线符号、面符号。1.1 点符号点符号是指不依地图比例尺显示的小面积地物或点状地物符号。例如：水塔、居民点、测量点等。点状符号所指代的概念在抽象意义上可认为是定位于几何上的点。一般实地面积大于图上面积，因此注意控制定位点的准确性，一般几何质心为其定为点。它的图形比较的固定，不随它在图幅的位置变化而变化。GIS中常见的点状符号有字体式或图片。其特点是：点符号的图形固定，不随它在地图中位置的变化而变化；点符号图形都有明确的定位点和方向性；点符号图形规则，能用简单几何图形构成。1.2 线符号线符号是指长度在地图上按比例显示，而宽度不依比例显示的符号，例如：河流铁路等。简单的线状符号一般就单线条或多线条组合而成。复杂的线状符号多是有点状符号和简单的线条符号组合而成。其特点是：线符号有一条有形或无形的定位线；复杂的线符号可看作是由若干基本的线符号（如直线、虚线、点线等）的叠加；线符号的图形也可看作是点符号沿着线的前进方向的周期重复。1.3 面符号面符号是指在地图上各方向都以比例尺显示的符号。例如大比例地图中的坡地、牧场、水库等。在二维图上各方向都能比例尺表示的元素符号。面状符号所指代的概念在抽象意义下可认为是定位于几何上的面，符号所处的范围同地图比例尺发生关系。面状符号是运用轮廓线和颜色、晕线或说明注记等来呈面状分布的事物和发布范围和质量差异。面状符号的外轮廓线一般由线状符号组成的，而其中的填充符号一般是点状符号和线状符号。可以发现点状符号是制作线符号和面符号的基础，它的优良对全部符号的质量有极大的影响。因此制作一套好的点状符号是非常必要的。其特点是： 一般有一条有形或无形的封闭轮廓线； 为区别轮廓范围内的对象，多数面符号要在轮廓范围内配置不同的点、线或填充色；面符号与点符号、线符号可看作是一种包含关系。其内部填充元素可看作是某种点符号、线符号。22 常见绘图软件的比较常见制作字体符号的工具有TrueType字体编辑器、Font Creator、CorelDraw、CAD+PS、MicroStation。下面就它们绘制地图符号的方法做一介绍，并分析它们制作的特点。2.1 TrueType字体编辑器TrueType字体编辑器是由微软提供的文字编辑软件，符号编辑过程如下：（1）开始附件下打开TrueType造字程序（2）在弹出的对话框中选顶代码确定字体的保存位置（3）在文件中打开字体连接输出编码（4）保存拼造符号并连接输入法虽然TrueType符号制作过程简单，但一些细节问题需要注意： 在与输入法连接的过程中TrueType默认支持五笔和全拼输入法。输入法的外码格式要正确。 图像大小的控制。TT字体的大小是采用ABC字宽表来描述，字符总宽=A+B+C：其中A字符轮廓左方的空白间距B字符轮廓本身的间距C字符轮廓右方的空白间距图形字体的比例关系根据地形图图式（GB/T79291995）确定。TrueType造字程序虽然能造出大量的字体文件来，但由于其本身不是为制作专业符号而设立。所以只能制作一些简单的点符号。，由于编辑器采用栅格作为度量的基本单位，对图形轮廓有较大的影响，难的到高精度的符号。2.2 Font CreatorFont Creator是由苹果公司首先推出的一款字处理软件，使用范围有限。随后得到微软的支持，使用范围得到了前所未有的拓展。它主要用于制作TTF格式的字体符号，利用它制作符号有两种方式。一是利用基本绘制功能独立编辑；也可以利用Windows 操作系统上TrueType 字体通过组合、修剪、拆分来或得。在实际的工作中，由于字体软件未提供基本图形元素模型，在编辑复杂图形时常采用第二种方法。利用ESRI提供的基础图形模板经过复制或修剪来制作符号文件。注意在早期的版本中不提供修剪的功能。Font Creator制作点符号的一般过程：打开Font Creator Program 程序，文件新建中打开新建文件对话框，在出现的对话框中选择Symbol模板建立TTF格式的字体符号文件。在新建字体文件中开始编辑自己的字体符号。在编辑框左边容器里有很多图形样式，它们可以直接放入图形编辑容器中，经过组合来获得图形。也可以打开已经安装字体或未安装的字体文件从中选择我们所要的图形样式或者部分样式或修剪部分图形来制作新的图形。大多数时候是利用软件提供的插入轮廓或点来编辑制作字体符号。在编辑字体符号的过程中发现软件有如此特点： 通过组合或添加线条能快速的绘制出符合比例要求的字体符号，能较好的控制线宽与符号大小。 便于安装查找，与其它字体文件结合较好。2.3 CorelDrawCorelDraw是由Corel公司推出的一款强大的平面图形处理软件，正是由于其强大的图形处理功能，被业界一致认为是一款非常理想的专题地图绘图软件。通过其提供强大的线、面绘制功能和它向用户提供的开放性的矢量符号库，用户不用编程就可以绘制自己的符号并保存到符号库中。其符号绘制与符号库建立的一般步骤如下：绘制符号绘制符号有两种可以选择的方式，一种是独立绘制，也就是完全的通过描绘来获得符号。另一种方法是在已有符号的基础上重新绘制，但要注意在入库前记得删掉原有的符号。符号命名给新建符号命名是项十分重要的工作，因为符号是保存在WINDOWS下的“FONTS”文件夹里的。它是计算机的字体文件夹。如果命名不正确很可能扰乱字体系统，造成计算机运行混乱。通过“工具创建”来命名新建的符号，在弹出的对话框中输入欲确定的名称。保存符号关闭符号命名对话框符号将自动把符号按顺序保存到已建立的符号库中。每个符号库最多可以存储222个符号。绘制符号的过程中常见问题及注意事项：符号的内部必须呈单一的图形对象，每个组成部分必须独自封闭，只有这样才不会因为对象太多而不能正常入库。符号的定位点精确确定可以通过新建图层并绘制规则符号来调整符号定位点使其满足实际情况。符号轮廓线宽度不能太大，当超过默认值时就严重影响符号的精细度。2.4 CAD+PS基本思想是：利用CAD强大的图形绘制功能绘制需要的图形样式，在PS中调整相素，最后通过FontCreator的图片转字体功能得到标准符号。主要步骤有：利用CAD强大的绘图功能，依照地形图图式绘制出符合比例要求的图形符号。将CAD绘制的图形符号保存为bmp格式文件。将保存好的图片导入PS PhotoShop)中，通过修改图形的象素来控制图片的大小。将修改好的位图文件导入字体文件编辑器(FontCreatorProgram)中，通过其提供的图片导入功能将位图图象转为TTF格式的符号，并保存到先前建立的符号库中。需要注意的问题：在转位图为TTF字体的过程中也可以利用CorelDraw来进行TTF格式的转换。用PS给位图设置象素的时一定要根据图片实际大小选择合适的值。字体导入到rcGIS的符号管理器中。把这些符号进行符号化并打印出符号化的结果，结合图式进行对比。反复的调整直到最后符合图式的要求。在字体文件里最好不要修改字体的大小。符号比例一般是在CAD里得到保证。而符号大小一般是在StyleManager中以及符号化的过程中调整得到。2.5 MicroStationMicroStaion是Bentley公司推出的CAD 软件系统。是一种功能强大的图形设计系统，它的图形数据处理速度和调入速度比Auto CADR14均有很大的优势， 同时具有强大的图形编辑与处理功能，有利于地图符号的制作。Microstaion制作标准地图符号方法大致有两种：一种是用该系统提供给用户的开发语言进行编程；另一种是用该系统提供的完备的绘图工具和线形编辑器。 使用开发语言进行编程做起来比较困难，也没有必要，因为最后的符号要导入ArcGIS 中。ArcGIS自带的二次开发功能更强大。因此主要介绍后者的编辑方法。根据要符号的大小，在满足精度的条件下，将屏幕格网的大小设置为符号的大小。依据具体的要求设置符号的颜色、线宽、线形、比例因子。在工作空间绘制符号要素，并把所绘线条组成一个图形单元。依据要求设置符号的定位点。在合适的范围里选取所组成的单元的所有元素。选择符号欲保存的单元库，根据国标设置符号的名称。常见的点符号单元有两种形式，一种是图形单元，另一种是点单元。要注意区别，它们之间主要有两个区别： 图形单元是建立每个元素用到的线符来布置单元的元素，而点单元是用当前设计文件的线符来布置。也就是说图形存储时选择线形的方式不同，前者是按已有的线形来确定整体的线形，后者是按当前实际设计的线形来保存。 在将单元保存到单元库中去的时候，出现不能创建保存，其主要原因是定义单元所需要的条件没有满足。一般是原点没有定义或绘制图形单元所在的设计文件所选的坐标系统与单元库的坐标系统不一致。3 地图符号设计的主要途径目前，国内外./0 相关软件中地图符号设计的途径主要有五种：(1)文本编辑器设计方法。其特点是速度慢且不能实时观察所设计的符号。（2）二次开发。采用系统提供的二次开发语言编程实现。特点是各ArcGIS 软件提供的二次开发语言各异，与主流编程语言的语法结构差异很大，所使用的函数库庞大，用户难以短时间掌握。（3）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。其特点是工作量大，受图形编辑功能的限制，常常难以制作出满意的地图符号。（4）使用系统提供的符号设计器。用户使用系统提供的符号设计器可将系统本身提供的基本符号与自定义的符号进行组合、位移、缩放等操作后得到制图所需的复杂符号（如复杂线符号、面符号）。（5）使用互联网上相关网站提供的针对地图符号，使用主流编程语言开发的地图符号设计系统。后两种方式是目前流行的地图符号设计方式。4 符号库的创建4.1 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）。4.2 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。待添加的隐藏文字内容24.3 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。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）。 1 实面填充 2 线段填充3 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。3结 论通过上面的研究讨论知道，TrueType 编辑器只实用于编辑简单且少量的点符号，对于复杂的线符号和面符号几乎没有绘制能力。Fontcreator是比较理想的绘制字体符号的软件，其缺点在于绘制方法有限，仅限于插入线段和点，而大多数需要靠组合来完成符号的编辑。CorelDraw也是非常理想的字体符号编辑软件，最大的不足在于其对线状符号的绘制非常的困难。CAD+PS是可以绘制复杂符号的理想软件，其编辑的过程复杂以及对符号的线宽控制比较困难，需要反复对比。影响了它的编辑速度。MicroStation具有非常强大的二次开发功能，对于地图输出的编辑非常有效。笔者通过对萍乡市基础地理信息系统地图符号库的建立，找到了一条非常有效的符号编辑程序。把简单符号与复杂符号分类，采用不同的制作工具，建立了符合国标的萍乡基础信息系统符号库。就整体而言符号的编辑过程是较复杂的，需要借助其它软件来辅助完成，能不能开发一套直接编辑并保存到ArcGIS符号库中的软件，笔者将就此继续研究。地图符号及其设计是数字地图中的一项关键技术，利用地理信息系统软件提供的符号系统和一些专业的地图符号设计系统提供的自定义地图符号的功能，可提高制图的质量和效率。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。本文主要论述了基于ArcGIS 的地图符号库中不同种类符号的制作方法，这样制作的地图符号库不仅符合国家地图图式的规定，而且和ArcMap 中自带的符号一样使用方便，且可视效果好；统一的编码为检查核对以及使用带来了很大的方便，对同一种地物可以进行批处理，减少了许多寻找符号所引起的时间消耗，同时开放式的设计使用户在制作专题地图等特殊需要而需添加新的符号时，可直接加进去，最重要的是这种方法不需要编程调试，简单易用。然而这种方法也存在一些不足，如对于电力线等非等间距排列的线状符号，处理时就很困难；对一些半依比例尺的点状符号需按照线状符号来绘制；而对于一些依比例尺的复杂符号则需工作人员依图式实测绘制这些问题还需进一步的研究。参 考 文 献1 牛芩涛 盛业华.基于 ArcGIS 的地图符号库的设计与实现.中国矿业大学 环境与测绘学院出版社，2003年2 胡川 龙文星. 基于ArcGIS的大比例尺地图符号制作研究.江西理工大学建筑与测绘学院出版社，2004年3 钱敏.基于ArcGIS数据库的地图制图方法初探. 江苏省基础地理信息中心出版社,2003年