数字地图自动综合技术在.doc

测绘信息网数字地图自动综合技术在国家150000地形要素数据缩编更新中的应用肖田 林婷 徐容乐（江西省基础地理信息中心，南昌市省政府西一路2号，330046）摘 要： 本文介绍了数字地图自动综合技术的概念、开展地图自动综合的基本条件、数字地图自动综合的策略和基本过程，探讨了地图自动综合技术在国家150000地形要素数据缩编更新工作中的应用方式，得到地物自动综合的部分参数关键词： 制图综合；数字地图自动综合；参数设置1概述测绘信息网地图是根据一定的数学法则，使用地图语言，通过制图综合，表示地面上地理事物的空间分布、联系及在时间中发展变化状态的图形。制图的基本目的是以缩小的图形来显示客观世界。制图综合的目的是突出制图对象的类型特征，抽象出基本规律，更好地运用地图图形向读者传递信息。制图综合是一个十分复杂的智能化过程，为了实现制图综合的科学化，它还要受到一系列条件的约束：地图用途、比例尺、景观条件、图解限制和数据质量，并使用约定的方法。在传统的制图综合过程中，常常由于制图者的认识水平和技能差异存在着一定程度的主观性，表现为在同样的约束条件下，使用同样的资料所作出的地图图形不一致。计算机技术的应用使制图综合在数量上和完善程度上都得到很快的发展，每种算法可以重复出现同样的结果，并且可以手工方法无法达到的精度来实现。作者在国家150000地形要素数据缩编更新工作中，采用计算机自动综合技术将110000地形数据转换为150000地形数据，本文介绍了实际工作中数字地图自动综合技术应用的特点及发展方向。测绘信息网2地图自动综合技术21地图综合规律的简单分析在传统手工制图阶段或纸质地图的综合中，地图工作者已积累了大量的经验，并形成了一套完成的规则体系，综合过程中强调“概括”和“抽象”，地图综合过程中人为因素影响比重大，需要地图综合者掌握大量的地理学、制图学知识，即使同一幅地图不同人去综合会得到不同的结果，具体操作过程中有较强的多义性和模糊性。数字地图的综合则不同，在数字环境下进行地图综合应用模型综合，强调数据的压缩。22 地图综合自动化的要求测绘信息网要实现地图综合的自动化就必须使计算机能象地图工作者一样理解地理信息，很明显，要实现地图自动综合必须是基于数字地图的，在此前提下进行地图自动综合应具备的基本条件有：（1）计算机能从数字地图中找到所表达的地理含义，以便实施相应的综合手段。（2）地图自动综合因子的确立。（3）地图综合工程性建设，如具体的地图综合目标和解释条例等。（4）地图综合的质量评价体系。23 数字地图自动综合策略测绘信息网自动制图综合试图把地图人地图的关系转化为地图计算机地图的关系，其前提是解决计算机人工智能问题，实现这个转变决非易事。在自动综合中，手工作业到底占多大比重，一直是个有争议的问题。研究者们一直致力与全自动综合的研究，但就目前技术水平看来，缺少人工干预的全自动地图综合还无法实现。人机协同系统是当前数字地图综合的惟一可选之路，所谓人机协同系统是指将与抽象思维有关的数值计算和逻辑推理问题由计算机来完成，将迄今为止成熟的综合处理技术计算机化，而对综合过程中形象思维如哪个物体需要综合、特殊参数的设置等问题，交由人来决策或完成，以人机交互的形式共同完成整个地图综合的工作。这样的制图综合工作设计，计算机能最大限度地完成所能完成的工作，而人则是在最关键部分控制整个工作，最终保证以较高的效率来完成这项工作。测绘信息网24 数字地图自动综合的基本过程（1）建立无缝地图数据库。（2）地图投影变换。（3）数据更新。（4）区域地理特征分析。（5）依据地图综合目的建立地图要素分类代码的转换表。（6）根据（4）、（5）建立地图综合的要素数据表和地图综合所需的不同要素的综合标准体系。（7）依据（6）选取、概括地图要素，并进行相应的地理信息或地图要素的分类概念抽象和空间目标的聚合操作，该过程通常称为“地理信息抽象”。（8）在（7）所生产的新地图数据库的基础上重新建立空间拓扑关系。（9）在保证空间关系和特征一致的条件下根据综合标准建立新的原始的综合后的地图数据库，该过程，目前通常称为“地图的模型综合”。（10）以地图符号配置方案为标准建立数字制图模型（DCM模型），生成可视化地图产品。测绘信息网在110000地形数据更新转换为150000地形数据的过程中，最基本的几个任务是：地理特征分析、空间关系建立、综合规范的确立、地理信息抽象和确立地图图形综合参数等。3国家1:50000地形要素数据缩编更新工作流程缩编更新工作中使用的110000数字地形图中部分采用1954年北京坐标系、1956年黄海高程基准，而国家150000地形要素数据库采用1980年西安坐标系、1985年国家高程基准。因此，在制作150000缩编图前要统一转换至1980年西安坐标系。次此国家150000地形要素数据缩编更新成果对县以上行政区划、乡镇以上地名、铁路、国省道以上公路、重大工程等重要要素的现势性要求至更新生产的前一年，为达到要求，采用满足现势性要求的SPOT卫星影像对乡镇以上居民地、铁路、国省道以上公路、重大工程等重要要素进行更新，之后再开展地图试图综合工作。工作流程图如下：测绘信息网SPOT卫星影像1:1万DLG统一投影及坐标系几何纠正、裁切1980年西安坐标系DLG拼接1:5万图幅范围1:5万DOM各种专业数据1:5万DRG1:5万核心地形要素数据1:5万地形要素更新、采集数据否数据格式转换数据质检要素选取、缩编、综合元数据录入1:5万DLG成果数据数据处理国家1:50000地形要素数据缩编更新工作流程图4地物综合选取要求4. 1大地测量控制点测绘信息网统一收集和利用国家、省级大地控制点成果，不进行取舍表示主要内容：一至四等国家等级三角点和水准点， AC级国家级卫星定位等级点，定位点采用坐标展点，属性包括国标码、高程及等级。大地控制点降低平面及高程精度，平面位置精度保留至整米，高程值保留至整米（舍去小数位）。4.2 水系要素水系要素的表示应能反映出区域水系的总体特征以及附属设施情况，选取指标可参考150000DRG或150000核心要素，合理反映水系要素的分布规律及密度对比，处理好水系和其它要素的关系。河流一般均应表示，河网密集区图上长度不足1cm的可酌情舍去，密集河渠的间距不应小于3mm。缩编更新时应保持水位线主要转折点的正确位置，并保持水陆面积对比正确性，图上面积小于0.5mm0.6mm的弯曲一般可舍去，但还应注意特征弯曲和与道路等高线的关系，图上宽0.4mm以上河流用双线依比例表示，小于0.4mm用单线表示，缩编时也不能机械地按宽度表示，避免单双线交错现象。图上面积大于2mm2的湖泊、水库均要表示，不足此面积但有重要意义的小湖泊应表示，湖、塘密集区适当选取一些小于2mm2湖泊，反映分布特点，湖泊不能合并表示，以塘埂分隔的池塘可适当综合，图上面积大于0.5 mm2的河湖岛屿(沙洲)应表示。依据水利部门资料，对不重要防洪作用堤不表示。其它情况下图上长度大于5mm,比高1.5m以上的土堤、大堤应表示，顶宽大于图上0.3mm或堤高大于5mm的用主要堤表示，堤高不足1.5m，但有方位作用的，可按一般堤表示。一般水网地区水塘边上的堤坝可不表示，水系稀少地区可选取水塘边上符合指标的堤坝。成群分布的小水塘，每个面积都不符合选取指标，但为了反映其分布特征，适当选取部分小水塘。测绘信息网4.3 居民地及设施制图综合时要求正确表示居民地的位置、轮廓图形、基本结构、通行情况、行政意义及名称，反映居民地的类型、分布特点及居民地与其它要素的关系。街区最小图斑一般不小于图上1.5平方毫米，（或街区式居民地最小斑块面积不得小于长度1.2mm，宽度1.0mm）。当街道宽度、铁路宽度大于图上1mm时，以及遇到面状水系时，街区不得合并表示，街区内用主干道、次干道、支干道分割街区。对于散列式农村居民地应反映居民地分布特征，不够指标的多用小黑房表示，够指标的用单憧房屋表示，不合并。乡镇及以上等级政府驻地需采集位置标志点，数据存放在点状居民地数据层。人烟稀少地区、湖泊地带，具有明显方位作用棚房、破坏房屋应表示，在地物密集区，独立地物选择突出有方位意义的表示，其余可以舍去。工矿、农业、公共服务、宗教及设施、名胜古迹、科学观测站等有房屋的，房屋按照居民地相应类型表示，并在主要建筑物中心位置采集设施标示点；无房屋的，在范围中心位置采集标示点。测绘信息网150000地形图主要街道需加注街道名称。对于集镇和街区式农村居民地，凡与公路相接的街道，表示为主干道，其余均表示为次干道、支线。行政村根据110000地形图结合民政部门资料全部表示，自然村及其他居民地可以进行选取，在居民地稠密地区，可适当舍弃个别小居民地，但位于道路交叉口，河流交汇处，渡口，制高点等明显地形处的居民地应详细表示。对街区进行综合时，应注意保持街区图形总的结构特征、房屋建筑密度对比及街区单元大小对比，并正确显示街区内部的通行情况。清晰反映居民地外围轮廓，街区凸凹拐角在图上小于0.51毫米的可综合。街区内空地面积在图上大于4平方毫米时，一般应表示，大于10平方毫米的绿化种植地还应填绘相应的植被符号。散列式居民地应注意保持居民地分布区的范围、形状及房屋密度对比，优选依比例尺的房屋以及位于居民地的中心和外围特征处的房屋。对于沿道路、河流成带状分布的居民地，一般应首先选取两端的房屋，中间依其密度情况适当选取。分散式居民地应正确反映居民地的大体分布范围、房屋分布特征及密度对比。对于根据地形、名称能明确范围的居民地应适当强调表示。4.4 交通要素测绘信息网交通要素缩编应正确表示道路类别、等级、位置，反映道路网的结构特征、通行情况、分布密度以及与其它要素的关系。道路采集中心线，保持铁路、公路的连通性，附属设施按照相应类别在附属设施和相应层中表示，铁路及车站原则上都应表示。公路应形成合理的路网等级，机耕路及以上等级道路一般应表示，乡村路和小路可根据道路网疏密程度进行取舍。街区内通道通常根据其通行情况、路面宽度、经济意义等因素划分主次。建制镇以上街区式农村居民地，凡与公路相接的街道，表示为主干道，其余均表示为次干道。主干道全部表示，次干道和支线根据城市特点选取表示。街道选取时，应根据城市街道的结构特征（如矩形、梯形、不规则形），并正确显示街区内部的通行情况。城市主干道和有重要意义的次干道支线等应表示名称。城市中的高架路段不单独表示，按照城市主干道或次干道表示，加注高架类型属性。通往工矿区及工厂内的支线铁路短于图上1公分的可酌情舍去。当岔线较密不能全部表示时，可只选取主要的线路表示。火车站房屋按照街区或房屋表示，火车站在贯穿的主要铁轨上用有向点表示。表示跨越双线河及渠道或图上长度大于0.8毫米铁路、公路上的桥梁都应表示，其他桥梁依据与道路的连接情况择要表示。依比例尺的桥梁采集中心线，不依比例尺的桥梁采集定位点。道路附属设施的选取表示应考虑与道路及其它地物关系，大型的全部表示，小型的依据重要程度表示。水运主要设施如码头、停泊场、灯塔等一般应表示，其他的选取重要的表示，机场应全部表示。测绘信息网4.5 管线要素收集相关专业资料进行更新，正确表示管线性质、位置，反映走向特征，表示国家、省级、城际间大型或重要的电力线、油气管线等。城市内的一般不表示。4.6 境界与政区要素省界150000核心要素已使用最新资料更新，一般可直接利用，市界、县界部分利用省民政厅最新市县界勘界资料更新。对于市界、县界数据更新，国家测绘局已另行安排150000数据库境界更新项目，两项目可相互结合保持成果的一致。表示县级及以上等级行政界线及行政区划，搜集使用最新勘界成果国家级的高新技术开发区、经济开发区、国家或省级的自然保护区、国家森林公园、风景旅游区以及世界自然或文化遗产等，有明确范围线的，按照面表示并采集标注点，没有明确界线的，在范围中心按标注点采集。4.7 地貌要素测绘信息网缩编更新应能正确反映各地区基本地貌类型及形态特征，保持地貌特征点、地性线位置和高程的正确，做到整体结构明显，地貌类型突出，同时还要处理好地貌同其它要素关系。图幅等高距参照150000核心要素等高距来确定。更新变化不大地区，可采用150000核心要素地貌内容，以110000矢量地貌资料进行人工修测，地貌变化大可利用110000地貌资料缩编的方法。高程点地貌形态复杂地区应多选，简单地区少取，平均每平方分米选取1520个，优先选取最高点、最低点、道路交叉点、山峰、山隘的高程点，并协调高程点、等高线、控制点的矛盾。因人工导致地貌产生较大变化，更新后等高线必须与其相关要素进行相应协调处理，使要素之间关系保持合理。表示长度大于图上5毫米，比高大于2米以上的陡崖（坎、岸）。长度大于图上5毫米，宽2毫米以上的陡石山应表示，小于此尺寸可改用等高线表示。面积大于图上1平方厘米的沙地要表示。长度大于图上1厘米路堤、路堑、岸垄应表示。4.8 植被与土质植被与土质要素的更新，应正确表示植被、土质种类、分布范围、轮廓特征及其它要素的关系。测绘信息网江西省110000DLG矢量地形数据中没有构面，采集时注意与线状、面状地物共边的情况，采用拷贝线的方法生成共边线。用于种植水生作物的耕地，面积大于图上50平方毫米的应表示。稻田和水生作物地合并水田表示。除大面积旱地应表示外，在大片稻田、草地及各种林地中间有方位作用的小块旱地也应表示。测绘信息网面积大于图上25平方毫米的园地应表示应根据地域特点，一般图上面积大于25平方毫米50平方毫米均应表示，小于此面积的一般不表示；在植被稀少的地区或小面积林地集中分布地区可适当选取。面积大于图上25平方毫米的苗圃应表示在山地、丘陵地区的草地，图上面积大于50平方毫米的应表示。根据城市特点，表示面积大于图上28平方毫米的城市绿地。面积大于图上1平方厘米的土质应表示。4.9 地名与注记测绘信息网地名数据选取可参照150000核心地形要素作为选取指标，依照110000数据和最新的地名资料等进行更新。所有有名称的要素，在地名层中都应采集地名数据。地名的分类按照地名数据库的要素分类采集，赋名称、拼音、地名编码等属性。如果一个居民地有多个等级居民地名称时，地名注记点需要全部采集。在街区表示的面状居民中心位置采集地名注记点，当街区表示的居民地跨图幅时，应同时在没有地名注记点的图幅的面状居民地中心采集地名注记点，并赋相应的属性；散列居民地地名注记点只表示在主要散列居民地范围中心点或所在地。乡镇及以上等级的居民地政府驻地在地名层中以相同位置采集地名，并赋政府名称及其他属性。 地名及注记的汉语拼音录入，原则上按照150000地名库的录入规则进行拼音录入。5地图自动综合参数设置制图综合的约束条件可以被划分为4个部分，即图形约束、拓扑约束、结构约束和过程约束等。本文认为，自动综合中需要包含约束条件、区域环境、综合操作等内容，地物综合应根据自身的特征、综合阈、相关综合环境、相关综合操作以及执行操作所需的综合算法等5种信息开展。测绘信息网次此国家150000地形要素数据缩编更新工作中，地图自动综合技术主要运用在地物图形综合上，具体参数如下：曲线弯曲化简参数：弯曲宽度2mm，弯曲深度1mm。面状河流化简为线状河流：宽度0.4mm。