張靜靜

寧夏回族自治區(qū)測繪地理信息院 寧夏 銀川 750000

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們對地圖的需求越來越多元化，按載體形式大體歸為兩種，一種是電子地圖（以各種電子產(chǎn)品為媒介），一種是實(shí)物地圖（以紙質(zhì)、布質(zhì)、磁質(zhì)、藝術(shù)品等實(shí)物形式為媒介，本文從實(shí)用性和普遍性考慮，以下文中統(tǒng)稱紙質(zhì)地圖）。電子地圖的產(chǎn)品種類較多、應(yīng)用廣泛，深受大眾喜愛，但是電子地圖現(xiàn)階段并不能完全取代傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖，紙質(zhì)地圖能宏觀而較詳細(xì)的展示地圖內(nèi)容，根據(jù)不同需求，靈活設(shè)計(jì)，攜帶不受條件限制，其更適合行業(yè)部門的決策、規(guī)劃等用圖。因此紙質(zhì)地圖更受各部門行業(yè)的青睞，但是紙質(zhì)地圖相對電子地圖出圖速度慢，更新節(jié)奏慢，每一次的更新都要消耗大量人力、物力和時(shí)間。存在這樣的問題主要有三個方面的原因，一是資料數(shù)據(jù)較多，個別數(shù)據(jù)變化較快，地圖編制人員引用資料往往出現(xiàn)不統(tǒng)一；二是每次更新后的地圖質(zhì)檢環(huán)節(jié)，更新用數(shù)據(jù)資料和質(zhì)檢用數(shù)據(jù)資料因不同部門各自收集的數(shù)據(jù)源和時(shí)間節(jié)點(diǎn)不同，往往在數(shù)據(jù)的一致性上有矛盾。三是地圖更新完，資料就會被丟掉，資料的利用效率比較低。如何解決該問題，是此次研究的主要目的。

1 資料數(shù)據(jù)收集問題分析

地圖分為地形圖、普通地圖和專題地圖，這里研究的是普通地圖和專題地圖。所以在收集地圖數(shù)據(jù)資料前，先要確定地圖形式、地圖結(jié)構(gòu)和地圖內(nèi)容，有針對性的收集資料，而不是盲目的收集。例如在編制《黃河寧夏流域生態(tài)治理現(xiàn)狀底數(shù)圖冊》時(shí)，前期對地圖的框架和表達(dá)內(nèi)容不清楚，又因?yàn)闀r(shí)間比較緊，于是先收集資料，根據(jù)資料情況確定地圖內(nèi)容，這樣的流程導(dǎo)致在與資料提供方交流時(shí)很被動，收集回來的資料能真正展示在地圖上的信息很少，最終費(fèi)時(shí)費(fèi)力工作無進(jìn)展。后來明確地圖內(nèi)容，細(xì)化各專題要素的表達(dá)形式，工作效率有了明顯的提高。因此在地圖資料收集時(shí)需要注意這幾點(diǎn)：一是明確和細(xì)化地圖表達(dá)內(nèi)容，要素表達(dá)形式，這樣在與資料提供方交流時(shí)可盡量準(zhǔn)確獲取所需信息；二是征尋資料提供方需求，了解行業(yè)數(shù)據(jù)的內(nèi)部關(guān)系，有利于解讀資料和圖形表達(dá)，突出行業(yè)重點(diǎn)和亮點(diǎn)工作；三是對設(shè)計(jì)的地圖內(nèi)容，在收集資料時(shí)無法收到或沒有時(shí)，則在編制時(shí)用什么資料替換，要有及時(shí)反應(yīng)和協(xié)調(diào)能力；四是收集資料要按自治區(qū)、地級市、縣級三個行政級別進(jìn)行收集，一般自治區(qū)各部門的資料比較齊全，地方資料做補(bǔ)充收集。

2 資料數(shù)據(jù)分析整理

資料收集過程中要及時(shí)對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理。但資料分析與整理的難點(diǎn)在提供資料的數(shù)據(jù)形式不可控，比如有文檔型（.doc）、表格型（.xlsx）、柵格型（.jpg）、矢量型（.shp）、工程型（.mpj）等。還有數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不可控，有大地坐標(biāo)、平面坐標(biāo)、還有WGS84坐標(biāo)等。根據(jù)資料收集情況和以往地圖制作經(jīng)驗(yàn)，資料分析與整理時(shí)需要注意這幾點(diǎn)：一是按行業(yè)對資料進(jìn)行分類整理，再對行業(yè)內(nèi)不同主題或項(xiàng)目進(jìn)行分類整理；二是列出資料清單，清單內(nèi)寫明資料來源、時(shí)間、名稱、內(nèi)容和資料格式，這樣便于記錄和查詢；三是對矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，如投影和坐標(biāo)；四是提煉文字，使其與圖形結(jié)合的形式，完整準(zhǔn)確表達(dá)地圖信息。

3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建

在地圖產(chǎn)品制作過程中，我們已積累了豐富的資料數(shù)據(jù)，如寧夏國情監(jiān)測數(shù)據(jù)、寧夏土地變更數(shù)據(jù)、寧夏1:2000基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)，以及水利部門、交通部門、生態(tài)環(huán)境部門、民政部門等等行業(yè)數(shù)據(jù)。但是在資料利用時(shí)，誰用誰分析整理，造成重復(fù)工作，而且容易引用錯誤。如交通資料在國情監(jiān)測數(shù)據(jù)庫里有，交通部門同時(shí)也提供了最新數(shù)據(jù)，經(jīng)對比分析國情監(jiān)測庫中交通要素的位置走向正確，交通部門的數(shù)據(jù)屬性正確，兩個數(shù)據(jù)應(yīng)該結(jié)合使用。雖然資料數(shù)據(jù)經(jīng)過了分析，但使用并不是很方便，而且同一資料不同繪圖員的理解和呈現(xiàn)效果不同。因此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性是解決問題的根源，將數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理起來的最優(yōu)解就是建立地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

3.1 數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計(jì)

地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立要考慮地圖的組成要素，地圖是由圖形要素、數(shù)學(xué)要素、輔助要素和補(bǔ)充說明要素組成[1]。因此地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)為兩部分內(nèi)容，分別為通用要素?cái)?shù)據(jù)庫和專題要素?cái)?shù)據(jù)庫。通用要素?cái)?shù)據(jù)庫適用于普通地圖，專題要素?cái)?shù)據(jù)庫適用于專題地圖，但這個關(guān)系不是絕對的。寧夏地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)思路如下（圖1）：

圖1 數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計(jì)流程圖

（1）通用要素?cái)?shù)據(jù)庫以2019年地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)[2]，提取交通、水系、行政駐地、國營農(nóng)林牧場、旅游景點(diǎn)、城區(qū)街道、城區(qū)興趣點(diǎn)。

（2）新建gdb格式數(shù)據(jù)庫，再按要素類別建數(shù)據(jù)集。

（3）用2020年完成的寧夏1：2000基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)庫，2021年完成并公開的土地調(diào)查數(shù)據(jù)，最新水利、交通部門數(shù)據(jù)更新國情提取出來的相關(guān)數(shù)據(jù)。

（4）專題要素?cái)?shù)據(jù)庫按單位部門分類建立數(shù)據(jù)集，以《黃河寧夏流域生態(tài)保護(hù)治理現(xiàn)狀底數(shù)圖冊》所收集整理的資料為基礎(chǔ)。

（5）用持續(xù)收集到的資料，完善和補(bǔ)充數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。

（6）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)通過專家評審，數(shù)據(jù)庫成果通過質(zhì)量檢查和驗(yàn)證。

3.2 數(shù)據(jù)庫圖層設(shè)計(jì)

地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，是根據(jù)數(shù)據(jù)庫的模型和地圖特性對收集到的各種資料進(jìn)行組織、存儲和管理，其結(jié)構(gòu)為數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)集、圖層（點(diǎn)、線、面）[3]。圖層的設(shè)計(jì)是整個數(shù)據(jù)庫的重點(diǎn)，下面以通用數(shù)據(jù)庫中交通數(shù)據(jù)集的圖層設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析。地圖上表示交通要素一般都按照行政管理等級（國、省、縣、一般公路）由高到底分別表示，所以道路行政等級是影響圖層設(shè)計(jì)的一個重要因素。如果按行政管理分層則一級一層，這樣分層的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)清晰明了，容易查找，地圖制圖引用可整層選擇并整層符號化；缺點(diǎn)是圖層太多，引用到地圖編制環(huán)境下，圖層太多很容易超出電腦屏幕顯示范圍，不利于編制環(huán)境下的數(shù)據(jù)管理。如果全部放在一層，地圖加載時(shí)數(shù)據(jù)量太大，而編圖有時(shí)并不需要導(dǎo)入所有道路數(shù)據(jù)。因此圖層設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮要素的類別特性還要考慮地圖編制的便利性。交通數(shù)據(jù)集的圖層設(shè)計(jì)如下（圖2）。

圖2 通用數(shù)據(jù)庫圖層設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)內(nèi)容

專題數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)集和圖層設(shè)計(jì)，如果按照專題要素建數(shù)據(jù)集和圖層，其優(yōu)點(diǎn)是圖層明確、數(shù)據(jù)易查找。缺點(diǎn)是不同部門相同數(shù)據(jù)混亂，不易取舍，如濕地?cái)?shù)據(jù)在土地管理部門做土地調(diào)查時(shí)進(jìn)行了采集，水利部門也進(jìn)行了采集。因?yàn)閮蓚€行業(yè)部門需求不同，則采集指標(biāo)不同，所以采集范圍有差異，對濕地的認(rèn)定上也有差異。各部門研究目的和用途不同，各自的數(shù)據(jù)都是正確的，兩種指標(biāo)數(shù)據(jù)都要保留。因此按部門建數(shù)據(jù)集按要素類別建圖層對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，有利保留數(shù)據(jù)的完整性。以自然資源部門的圖層設(shè)計(jì)為例如圖（圖3）。

圖3 專題數(shù)據(jù)庫圖層設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)內(nèi)容

3.3 圖層屬性字段設(shè)計(jì)

一個圖層包含兩種或兩種以上的數(shù)據(jù)，各類數(shù)據(jù)在制圖中的引用，依賴屬性提取，并按屬性選取要素符號化，因此在圖層屬性設(shè)計(jì)和屬性內(nèi)容填寫時(shí)要綜合分析。如國省道層中的省內(nèi)高速公路，其通行能力同高速公路，行政管理屬省級[4]。高速和國道的編碼都是以G+數(shù)字，省內(nèi)高速和省道的編碼都是以S+數(shù)字，要準(zhǔn)確的選取某級公路則屬性必須設(shè)置道路編碼（RN）和道路類型字段（TYPE）[4],類型選項(xiàng)為高速、省內(nèi)高速、國道、省道，這樣庫數(shù)據(jù)和圖數(shù)據(jù)的矛盾都得以解決，交通圖層屬性字段設(shè)計(jì)如下（圖4）。專題數(shù)據(jù)庫中圖層數(shù)據(jù)種類多且復(fù)雜，圖層屬性字段根據(jù)不同專題數(shù)據(jù)情況靈活設(shè)計(jì)，在此不做設(shè)計(jì)分析，但特別強(qiáng)調(diào)，專題圖層屬性字段設(shè)計(jì)必須要建數(shù)據(jù)來源（SOURCE）字段。

圖4 圖層屬性字段設(shè)計(jì)

3.4 數(shù)據(jù)庫質(zhì)量控制

從資料收集、分析整理到數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，涉及到人員、軟硬件、技術(shù)、安全等方面。在質(zhì)量控制方面，首先做好質(zhì)量控制措施，其次做好數(shù)據(jù)安全措施，最后嚴(yán)把數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢查。數(shù)據(jù)庫檢查必須按規(guī)定詳實(shí)填寫檢查記錄，編寫檢查報(bào)告。下一級檢查交上一級檢查時(shí)，需同時(shí)提交檢查報(bào)告。每次檢查出的問題，必須及時(shí)反饋給作業(yè)員修改糾正。對不符合質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)必須重新分析調(diào)整，直至通過檢查。

4 數(shù)據(jù)庫在制圖中的應(yīng)用

地圖與數(shù)據(jù)庫的更新有分開更新、統(tǒng)一更新、動態(tài)增量更新三種情況[5]。分開更新則用變化數(shù)據(jù)分別更新庫和地圖；統(tǒng)一更新則用變化數(shù)據(jù)更新完善數(shù)據(jù)庫，再用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)重新編制地圖；動態(tài)增量更新則用變化數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，再提取庫數(shù)據(jù)變化增量包，用增量包數(shù)據(jù)更新地圖數(shù)據(jù)[5]。因?yàn)閷幭牡木C合性地圖已經(jīng)積累的很豐富，因此對于少量數(shù)據(jù)的更新直接用變化數(shù)據(jù)更新，對于變化較大的用增量包更新，對于需要新制作的地圖用統(tǒng)一更新的方法。不同情況用不同的更新方法，靈活使用數(shù)據(jù)庫，挖掘和擴(kuò)大數(shù)據(jù)庫利用價(jià)值，提高各行業(yè)數(shù)據(jù)成果的可視化和利用率。地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫還對要素在不同比例尺地圖下的自動縮編提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)條件。

5 結(jié)束語

地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，主要解決了兩方面的問題。第一從管理方面，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)來源、統(tǒng)一了數(shù)據(jù)格式。第二從應(yīng)用方面，地圖制作過程中對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的引用，很大程度上節(jié)約了時(shí)間，提高了效率。并且地圖制作人員和地圖質(zhì)檢人員，在地圖編制和檢查環(huán)節(jié)對要素的正確性、可靠性、現(xiàn)勢性等方面的溯源和引用達(dá)成了一致。因地圖的表現(xiàn)手法和展示形式的特殊性，目前還不能實(shí)現(xiàn)全自動化制圖，圖庫聯(lián)動更新和自動化制圖技術(shù)還需深入研究。