郝思寶，于婷婷，閆 昶

(江蘇省地質(zhì)測繪院，江蘇 南京 211102)

0 引言

自然資源是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量來源，是國家綜合國力的重要組成部分。為貫徹落實黨中央關(guān)于“加快建立自然資源統(tǒng)一調(diào)查、評價、監(jiān)測制度”的決策部署要求，江蘇省自2019年開始自然資源調(diào)查監(jiān)測試點工作，試點工作以查清工作區(qū)域各類自然資源體的分布和范圍，掌握最基本的自然資源本底狀況和共性特征為主要目標(biāo)[1]，為構(gòu)建自然資源調(diào)查監(jiān)測體系探索技術(shù)路線。

自然資源調(diào)查圖件，能夠表示自然資源結(jié)構(gòu)、分布、類型、面積等信息，為自然資源保護(hù)、國土空間規(guī)劃等工作提供直觀依據(jù)，是重要的調(diào)查成果。本文針對自然資源調(diào)查制圖應(yīng)用，在ArcGIS平臺下研究了自然資源符號庫制作及制圖工具開發(fā)等相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)了通過配置文件快速生成自然資源調(diào)查圖件的功能。

1 自然資源符號庫制作

符號是地圖信息的重要載體，是地圖直觀地表達(dá)各種事物或現(xiàn)象的重要工具[2]。地圖符號庫是多種符號的集合，利用符號庫可對不同類型的地圖符號進(jìn)行統(tǒng)一管理[3]，符號庫制作是地圖制圖工作的基礎(chǔ)?！督K省自然資源調(diào)查分類(試行)》(本文簡稱《分類》)中對各類自然資源進(jìn)行了分類，包括了地表基質(zhì)、空間覆蓋層、自然資源管理等內(nèi)容。其中，空間覆蓋層包括陸表空間資源、海洋空間資源、地下空間資源、水資源、森林資源、草資源和礦產(chǎn)資源等7個一級類，本文重點研究空間覆蓋層相關(guān)內(nèi)容。

自然資源調(diào)查工作以第三次全國國土調(diào)查(簡稱三調(diào))為基礎(chǔ)，陸表空間資源分類基本能與三調(diào)土地利用分類對應(yīng)，其要素符號可以采用與三調(diào)對應(yīng)要素的符號樣式；由于調(diào)查對象和調(diào)查目標(biāo)不完全一致，存在部分自然資源分類與三調(diào)分類不統(tǒng)一[4]，對于此類要素，應(yīng)參考三調(diào)和地形圖圖式等技術(shù)規(guī)范制作符號。

1.1 符號字體文件創(chuàng)建

在GIS軟件中，字體文件中的符號可以直接表示點狀要素，還可以通過組合、旋轉(zhuǎn)、疊加等方式表示線狀符號和面狀符號，符號字體文件創(chuàng)建是符號庫創(chuàng)建的基礎(chǔ)。

本文采用Font Creator工具創(chuàng)建字體文件，方法如下：

1)確定符號樣式；

2)通過AutoCAD等工具繪制符號或者掃描符號并將其轉(zhuǎn)換為位圖文件；

3)將位圖文件導(dǎo)入到Font Creator 字體編輯軟件中進(jìn)行矢量化，從而建立字體符號[5]。

在制作符號時，應(yīng)確保符號輪廓不超出設(shè)置的符號尺寸范圍。同時，正確設(shè)置符號的長、寬及線條寬度比例，確保符號的大小和形狀不變形[6]。

自然資源符號字體如圖1所示。

圖1 自然資源符號字體Fig.1 Symbol fonts for natural resources

1.2 Style符號庫文件制作

ArcGIS軟件中的符號庫以*.style文件存儲，該文件可利用Style Manager模塊創(chuàng)建。在制作自然資源調(diào)查符號庫時，對于能夠與三調(diào)地類對應(yīng)的要素，采用三調(diào)符號；對于不能與三調(diào)對應(yīng)的要素，應(yīng)設(shè)計創(chuàng)建新的符號樣式。在設(shè)計過程中，需滿足以下要求：

1)新創(chuàng)建符號樣式應(yīng)參考TD/T 1055—2019《第三次全國國土調(diào)查技術(shù)規(guī)程》和GB/T 20257.2—2017《國家基本比例尺地圖圖式 第2部分：1∶5 000 1∶10 000地形圖圖式》中相同或相近要素的符號樣式；

2)同一大類的符號在其填充色的色系與飽和度上應(yīng)保持一致性；

3)相關(guān)符號的設(shè)計應(yīng)符合傳統(tǒng)的讀圖習(xí)慣。

部分新增的地類及其符號樣式如表1所示。

表1 陸表空間資源新增符號Tab.1 New symbols for land surface space resources

在制作符號時，對點、線、面不同類型的符號采用相應(yīng)的制作方法。對點狀符號，將系統(tǒng)字體或定制字體作為點符號的數(shù)據(jù)源，將其導(dǎo)入符號編輯器中編輯制作，也可以通過增加符號圖層的方法，將多個符號疊加、組合，創(chuàng)建新符號；對線狀符號，簡單線狀符號只需設(shè)定線寬、虛實線樣式以及線條色彩等變量，也可以選擇點符號作為虛線中實部的樣式，形成較復(fù)雜的線符號；面狀符號應(yīng)按符號填充情況分類討論。對于沒有符號填充的面狀圖層，只需要利用簡單填充符號，配置圖廓線顏色和填充顏色；對于需填充符號的面狀圖層要素，需要用點、線符號作為填充符號進(jìn)行配置，設(shè)定填充符號間隔、顏色等變量[7]。

Sytle文件中，以名稱(Name)表示分類代碼，以目錄(Category)表示要素類別，以注記(Tags)表示符號中文名稱。采用這種存儲管理方式，既可以滿足符號庫管理需要，又方便程序的自動符號化。

符號庫中的部分樣例如圖2所示。

圖2 符號庫樣例Fig.2 Symbols in library

2 自然資源制圖工具開發(fā)

為保證自然資源圖件的質(zhì)量和制圖效率，本文開發(fā)了自然資源調(diào)查制圖工具。該工具以配置文件存儲制圖方案，通過工具可動態(tài)生成圖件整飾要素并實現(xiàn)自動符號化，提升自然資源調(diào)查出圖效率和圖件質(zhì)量。

2.1 配置文件

同一類的圖件，整飾樣式及符號化方法類似。為方便制圖工具調(diào)用，設(shè)計了制圖配置文件，文件中包含：圖幅比例尺，內(nèi)外圖廓間距，公里網(wǎng)格樣式，接合表位置和樣式，整飾注記內(nèi)容、位置及樣式，符號庫位置，符號化字段等內(nèi)容。文件采用xml格式，主節(jié)點記錄了圖件整體信息，子節(jié)點記錄注記等要素的內(nèi)容、位置、樣式等信息，具有定制簡單、應(yīng)用靈活的優(yōu)點，可以快速批量生成和修改圖件。圖幅名稱注記的配置內(nèi)容如下：

AnnoString="[MapName]"

LocationPointPosiEnum="UpperMiddle"

LocationPointMoveX="0"

LocationPointMoveY="28"

Alignment="7"

FontSize="18.5"

FontName="方正中等線簡體"

FontColorRgb="0"

IsBold="True"

IsItalic="False"

IsUnderLine="False"

CharacterWidth="100"

CharacterSpacing="100"/>

通過調(diào)用配置文件，采用制圖工具，可以規(guī)范出圖要求，統(tǒng)一圖件效果，提高制圖效率和質(zhì)量。

2.2 整飾要素生成

地圖整飾是指對繪制好的地圖根據(jù)需要添加圖面元素的內(nèi)容[8]。地圖整飾通常包括：圖名、圖號、比例尺、公里網(wǎng)格、內(nèi)圖廓線、界端注記和接合表等內(nèi)容。不同類型圖件的整飾樣式各不相同，應(yīng)制定圖件標(biāo)準(zhǔn)，確定內(nèi)外圖廓間距，接合表位置，注記樣式等整飾相關(guān)內(nèi)容。

通常各類整飾要素相對四周角點或中點的相對位置關(guān)系固定，將這些點稱為“圖幅定位點”。創(chuàng)建整飾要素時，應(yīng)首先確定圖幅定位點。在計算圖幅定位點時，首先根據(jù)元數(shù)據(jù)表獲得圖幅范圍；接著，根據(jù)圖幅范圍創(chuàng)建內(nèi)圖廓線，以內(nèi)圖廓線為基礎(chǔ)，通過平移、延長、裁切等方法生成外圖廓線；最后，根據(jù)圖廓線計算圖幅各頂點及各邊中點等圖幅定位點位置，并將這些點按順序編號，以便后續(xù)調(diào)用。

2.2.1 注記要素

整飾類注記要素包括圖名、圖號、類型名稱、比例尺和產(chǎn)權(quán)單位等內(nèi)容。此類注記與對應(yīng)圖幅定位點的相對位置固定。如：在1∶5 000地形圖中，主圖名注記底部中點在外圖廓上邊線中點向上13 mm處。在創(chuàng)建此類注記要素時，首先根據(jù)配置文件確定注記對應(yīng)圖幅定位點及兩者相對位置關(guān)系，從而確定注記在圖上位置；再獲取注記內(nèi)容和字體樣式等信息，通過代碼創(chuàng)建注記要素。

2.2.2 接合表及注記

創(chuàng)建接合表時，首先根據(jù)接合表的定位角點與圖幅定位點的相對位置關(guān)系，確定接合表在圖上的位置；再根據(jù)接合表單元格的尺寸信息創(chuàng)建接合表的幾何要素；最后，根據(jù)元數(shù)據(jù)表，獲取鄰接圖名和圖號信息，以注記形式填入接合表中相應(yīng)位置。

2.2.3 公里網(wǎng)格

創(chuàng)建公里網(wǎng)時，首先通過幾何運算，計算內(nèi)圖廓的外包矩形；再根據(jù)公里網(wǎng)間隔距離，計算公里網(wǎng)格交點以及網(wǎng)格與內(nèi)外圖廓線的交點；最后，根據(jù)要求創(chuàng)建公里網(wǎng)格線或網(wǎng)格十字絲。

2.3 自動符號化

ArcGIS提供了要素圖層根據(jù)字段匹配的符號化方法。因為符號庫中名稱(Name)字段與要素代碼一致，可通過調(diào)用接口，通過要素代碼與符號匹配，實現(xiàn)點、線、面各圖層的自動符號化。

需要注意的是，對于單點填充面狀符號(一個面中只有一個填充點符號)的情況，本文采用了將原面要素轉(zhuǎn)成點要素，再對點進(jìn)行符號化的方法。由于符號化后的點在圖上占有一定面積，如果要素面積過小，會出現(xiàn)點狀符號壓蓋的現(xiàn)象。因此，應(yīng)根據(jù)生成點狀符號的面積設(shè)置閾值，對于面積超過閾值的要素，創(chuàng)建點要素并進(jìn)行符號化，否則，只顯示填充色塊而不顯示填充點符號。這樣，在保證數(shù)據(jù)信息完整的前提下，減少地圖圖面負(fù)載，提升出圖效果。自然資源調(diào)查成果符號化如圖3所示。

圖3 自然資源調(diào)查成果符號化Fig.3 Symbolization of natural resources survey results

3 結(jié)束語

本文研究了符號庫制作和制圖工具開發(fā)等自然資源調(diào)查制圖應(yīng)用技術(shù)。針對自然資源調(diào)查規(guī)程，制作了自然資源調(diào)查符號庫，開發(fā)了可通過配置文件動態(tài)定制圖件的制圖工具。項目研究成果在江蘇省盱眙縣自然資源調(diào)查試點項目中得到應(yīng)用驗證，實現(xiàn)了規(guī)范圖件、控制質(zhì)量和高效制圖目標(biāo)，為自然資源調(diào)查制圖工作探索了可行的技術(shù)路線。