陳麗

摘要：該文針對采用計算機輔助方式制作同一類型不同區(qū)域、不同時期的遙感專題圖時，存在重復(fù)作業(yè)、效率不高、用戶參與度高的問題，設(shè)計了一個基于渲染標(biāo)準(zhǔn)（xml）文件的遙感影像專題圖自動制作系統(tǒng)。系統(tǒng)首先要求用戶抽象出同一類型的專題圖的渲染標(biāo)準(zhǔn)，制作成對應(yīng)的渲染標(biāo)準(zhǔn)（xml）文件，所有表示同一類型的遙感影像都可以 同一個渲染標(biāo)準(zhǔn)文件，系統(tǒng)根據(jù)遙感影像的名字找到對應(yīng)的渲染標(biāo)準(zhǔn)（xml）文件 達(dá)到無用戶參與的情況下，自動、高效、準(zhǔn)確的制作出用戶需要的專題圖的目的，實驗結(jié)果顯示在本系統(tǒng)提高了制圖的效率，節(jié)省了用戶參與的時間，解決了目前制作專題圖存在的問題。

關(guān)鍵詞：遙感專題圖；快速渲染；ArcGIS Engine；自動制圖

中圖分類號：TP18 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）09-2204-05

專題地圖是突出而盡可能完善、詳盡地表示制圖區(qū)內(nèi)的一種或幾種自然或社會經(jīng)濟（人文）要素的地圖。隨著社會的發(fā)展，專題圖在旅游、汽車導(dǎo)航、交通、環(huán)境保護、資源調(diào)查、氣象分析等方面得到了非常廣泛的應(yīng)用【5】。目前，人們在制作專題圖的時候主要是通過手工的方式進行制圖，采用計算機輔助的專題圖制圖模式，利用具備強大圖形編輯、文字處理和符號制作功能的軟件工具完成各種專題圖的制作，如ArcMap、 AutoCAD等【4】。計算機輔助專題圖制圖雖然能夠根據(jù)人們的意愿設(shè)計出理想的專題圖，并且極大地豐富了地圖符號、注記、色彩的表現(xiàn)，但是計算機輔助專題圖制圖過程中需要用戶操作軟件完成制作，用戶必須要全程參與，這必然導(dǎo)致制作效率低、準(zhǔn)確率難以保證、存在重復(fù)作業(yè)、自動化程度不高等缺陷。為了解決這些問題本文設(shè)計了一個自動批量制作專題圖系統(tǒng)，此系統(tǒng)利用ESRI公司開發(fā)的嵌入式組件ArcGIS Engine和.net技術(shù)進行開發(fā)，能根據(jù)用戶的要求方便、高效、自動的生成用戶所需要的遙感影像專題圖，用戶只需準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，中間過程不需要用戶的參與，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的重復(fù)利用，該文中介紹了系統(tǒng)的設(shè)計思路，同時詳細(xì)說明了系統(tǒng)的實現(xiàn)方法和開發(fā)過程中的關(guān)鍵技術(shù)。

1 系統(tǒng)的總體設(shè)計

1.1 系統(tǒng)目標(biāo)與設(shè)計原則

系統(tǒng)的總體目標(biāo)是根據(jù)用戶的需要快速、準(zhǔn)確、便利、高效的生產(chǎn)出遙感影像專題圖圖片，對用戶經(jīng)常使用的背景數(shù)據(jù)實現(xiàn)可重復(fù)利用，中間過程實現(xiàn)自動化，減少用戶的參與。

設(shè)計遵循以下原則：可靠性、穩(wěn)定性、精確性、可擴展性、高效性。

1.2 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

在制作專題圖的過程每個遙感影像的渲染方法是不一樣的，為了實現(xiàn)所有的遙感影像都能夠按照用戶的要求自動去渲染，在系統(tǒng)中加入了渲染標(biāo)準(zhǔn)文件，每類遙感影像文件對應(yīng)一個渲染標(biāo)準(zhǔn)文件，渲染標(biāo)準(zhǔn)文件里面填寫對每幅影像的渲染方式以及渲染需要使用的所有參數(shù)，根據(jù)這個文件，系統(tǒng)就能自動的制作出用戶滿意的專題地圖。

在制作專題圖的時候，地圖上的很多元素都是一樣的，并且存放的位置也是一樣的，例如文本元素、指北針元素等等，所以為了避免重復(fù)工作，實現(xiàn)文件的可重用，可以制作一個地圖模板（MXD文件），在程序執(zhí)行的時候可以修改元素的值，不用添加這些元素。為了制作出來地圖方便用戶查看，在地圖上需要添加一個行政區(qū)邊界，行政shp文件和柵格數(shù)據(jù)必須在同一坐標(biāo)系。

根據(jù)實際的需求，系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

整個系統(tǒng)可以分為三個部分：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、系統(tǒng)制圖、保存結(jié)果。

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段需要準(zhǔn)備三部分的數(shù)據(jù)，分別是遙感影像、渲染標(biāo)準(zhǔn)xml、地圖模板文件，遙感影像文件是用戶需要制作專題圖的遙感影像，xml文件是遙感影像的渲染標(biāo)準(zhǔn)，行政區(qū)邊界shp邊界文件、shp文件是專題地圖的行政區(qū)邊界，在影像超過國家行政區(qū)的時候剪切遙感影像文件，地圖模板文件上面有很多固定的地圖元素，分別存儲在系統(tǒng)的Tif文件夾、Xml文件夾、MXD文件夾中。

系統(tǒng)制圖階段采用.NET技術(shù)和ArcGIS ENGINE技術(shù)對tif文件夾中的數(shù)據(jù)進行處理，經(jīng)過系統(tǒng)加載MXD文件、剪切柵格文件、加載TIF文件、對TIF文件進行渲染、添加比例尺、添加經(jīng)緯網(wǎng)格、添加圖例、設(shè)置標(biāo)注、導(dǎo)出jpg圖片之后，得到用戶需要的遙感影像專題圖。

保存圖片的階段系統(tǒng)Jpg文件夾存放的是所有tif文件的生成的Jpg圖片，用戶可以在這個文件夾中找所需要的結(jié)果。

1.3系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

本系統(tǒng)利用ArcGIS Engine提供的組件及接口和面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言C#.NET進行開發(fā)。

1.3.1 ArcGIS Engine簡介

ArcGIS Engine是美國ESR I公司推出的一種為開發(fā)嵌入式GIS和獨立運行的GIS桌面端應(yīng)用程序而推出的二次開發(fā)組件庫，它使程序員能夠向現(xiàn)有應(yīng)用軟件中添加動態(tài)制圖和GIS功能，或者構(gòu)建自定義制圖與GIS解決方案，它提供了AreGIS應(yīng)用的核心功能及基于COM、.NET、Java和C++的APIs，能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺部署。ArcGis Engine組件庫中的組件在邏輯可以分為5個部分，如圖2所示。

1）基本服務(wù)——有GIS核心ArcObject構(gòu)成，所有GIS應(yīng)用程序都需要。

2）數(shù)據(jù)存取——ArcGIS Engine可以對許多柵格和矢量格式進行存取，包括強大的地理數(shù)據(jù)庫（Geodatabase）。

3）地圖表達(dá)——創(chuàng)建和顯示帶有符號和標(biāo)注的地圖。

4）開發(fā)組件——用于快速開發(fā)應(yīng)用程序的界面控件。

5）運行時選項——ArcGIS Engine可以與標(biāo)準(zhǔn)功能或其他高級功能一起部署。

1.3.2 .NET技術(shù)

.NET是為簡化在第三代因特網(wǎng)的分布式環(huán)境下的應(yīng)用程序開發(fā)，基于開放互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議之上，實現(xiàn)異質(zhì)語言和平臺高度交互性而構(gòu)建的新一代計算和通信平臺，是Microsoft以服務(wù)的方式遞交軟件的一種策略，主要有如下三部分構(gòu)成：Web服務(wù)、.NET框架、.NET企業(yè)服務(wù)器。.NET就支持一種語言即微軟中間代碼，微軟中間代碼是與CPU無關(guān)的指令集，任何源程序都要通過適當(dāng)?shù)木幾g器編譯成微軟中間代碼。.NET 框架是Microsoft為開發(fā)應(yīng)用程序而創(chuàng)建的一種新的計算平臺，主要包含一個非常大的代碼庫，可以在客戶語言中通過面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)來使用其中的各個部分，它簡化了在高度分布式Internet環(huán)境中的應(yīng)用程序。.NET框架具有兩個主要組件：公共語言運行庫和.NET框架類庫，公共語言運行庫是.NET框架的基礎(chǔ)，負(fù)責(zé)管理內(nèi)存、線程執(zhí)行、代碼執(zhí)行、代碼安全驗證、編譯以及其他系統(tǒng)服務(wù)。.NET框架類庫是一個與公共語言運行庫緊密集成的可重用的類型集合，該類庫是面向?qū)ο蟮?，能與第三方組件進行無縫集成。

2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

系統(tǒng)完成生產(chǎn)過程需要輸入地圖模板（mxd文件）、渲染標(biāo)準(zhǔn)（xml文件）、遙感影像文件（tif文件）和行政區(qū)邊界（shp文件）。地圖模版包含一些固定不變的地圖元素，渲染標(biāo)準(zhǔn)指示系統(tǒng)對輸入的對應(yīng)區(qū)域影像進行渲染的方式，一個類專題圖的所有遙感影像對應(yīng)一個渲染標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 地圖模板

由于在制作一類專題圖的時候，地圖上的很多元素都是一樣的，并且存放的位置也是一樣的，只是元素值需要改變，例如文本元素、比例尺元素等等，所以制作一個地圖模板，在程序執(zhí)行的時候可以修改這些元素的值，不用添加這些元素。本系統(tǒng)在設(shè)計mxd文件的時候在地圖上添加有地圖的標(biāo)題、地圖的制作單位、比例尺、指北針、行政區(qū)行政shp，可以根據(jù)用戶在xml提供的數(shù)據(jù)在程序中去修改這些值，地圖模板如圖所示。其他標(biāo)簽用戶可以根據(jù)需要添加和調(diào)整位置，并保存為地圖模板，作為系統(tǒng)的輸入，進行生產(chǎn)。

2.2渲染標(biāo)準(zhǔn)

渲染標(biāo)準(zhǔn)文件包含