基于ArcGIS地形图符号库制作与应用探讨

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摘要 (2)
关键词 (2)
Abstract (2)
Key words (2)
引言 (2)
1 符号库的创建和编码对照表文件的建立 (3)
1.1点状符号制作 (3)
1.2 线状符号制作 (4)
1.3 面状符号制作 (5)
1.4 编码对照表文件的建立 (5)
2 符号库的简单应用 (6)
2.1点状符号的应用 (6)
2.2 线状符号的应用 (7)
2.3 面状符号的应用 (7)
3 总结 (8)
参考文献 (8)
基于ArcGIS地形图符号库制作与应用探讨
摘要：自动制图是GIS 的主要功能之一，通过图形编辑，可根据用户的需要对数字地图进行整饰，按照给定的符号、注记和颜色进行图形显示或绘图仪输出。

地图符号是地图的语言，它是表达地图内容的主要手段。

地图符号是由形状不同、大小不一、色彩有别的图形或文字组成，它能够传递地理事物在空间位置、形状、质量、数量和各事物之间的相互联系及区域总体特征等方面的信息，因此地图符号库的设计在地理制图及GIS中具有重要地位。

关键词：ArcGIS；符号库；制作；应用
Abstract:Geographic information systems (GIS) is a particular important spatial information system. Automatic mapping is one of the main functions of GIS, by graphic editing, according to the needs of users of digital maps for finishing, according to a given symbol, annotation and color graphics display or plotter output. Map symbols are the language of the map, it is the primary means of expression of the map content. Map symbol is a different shape, sizes, colors with other graphic or text form, it can pass the geographical location of things in space, shape, quality, quantity and linkages between various things, and regional information regarding the general characteristics Therefore, the design of map symbol library mapping and GIS in geography plays an important role.
Key words: ArcGIS; symbols library; production; application
引言
地图符号是地图的语言单位，是可视化表达地理信息内容的基础工具；地形信息符号库是地形图符号的汇集系统，它利用计算机进行管理，实现地形图符号数据的存储、检索和更新。

当今流行的地理信息系统和专用的计算机地图制图软件主要采用符号库的形式来管理地图符号，并用交互式设计的思想来实现地图符号的制作。

目前国内外GIS相关软件符号库中符号设计的途径主要有4种：一是文本编辑器设计方法，建立符号的文本描述,其特点是设计速度慢，不能实时观察所设计的符号；二是采用系统提供的二次开发语言编程实现，该方法主要应用于特殊符号的绘制；三是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，追加符号码等描述项后存储到符号库中；四是提供符号设计界面，用户可将系统本身提供的基本符号与自定义的简单符号(如点符号) 进行某种组合、位移、放缩后得到制图输出所需要的复杂符号(如复杂线型和面状填充符号) ，这是目前较为流行的符号设计方式。

ArcGIS是由美国ESRI公司研制开发的一个功能强大的专业地理信息系统软件，本文在充分分析地形图图式的基础上,提出了一套地形图符号库的创建方案，由于各国的地图都根据国家颁布的规范图式测制或编绘，有自己的编码方式和图式符号。

1 符号库的创建和编码对照表文件的建立
ArcInfo 8.01的ArcMap模块中提供了交互式符号设计系统Style Manage，它可同时对多个符号库进行管理,各符号库之间相互独立、互不影响，因此它满足地形图多比例尺系列符号库管理的要求[1]。

每个符号库又细分为若干子符号库，如点符号库、线符号库、面符号库等，实现对不同类型符号的分别管理。

1.1点状符号制作
点状符号是不依比例尺表示的小面积地物或点状地物符号，点状地图符号的参量描述有大小、方向、色相、灰度、纹理、密度等，通过这些参量及其组合在定量、定性上表达不同的地理信息内容。

它的图形比较固定，不随它在图幅的位置的变化而变化。

点状符号由基本的几何构造单元组合而成，可分为点、线段、折线、样条曲线、多边形、矩形、三角形、圆、圆弧等9种基本图元。

点状符号都有明确的定位点和方向性，但点状符号设计应留有一定的“自由度”，在符号化配置时允许用户实时修改，如大小、方向、颜色,不能将所有参量都固定[2]。

在ArcMap下创建点符号库步骤如下：
(1)在ArcMap的符号设计系统Style Manage中新建一符号库,并根据用途给符号库命名(如1∶500地形符号库)；
(2)利用AutoCAD(R13以上版本)提供的强大的制图及编辑功能，在AutoCAD中按图式要求绘制符号库中所需的各点状符号，保存其块文件，并分别转为bmp文件；
(3)在造字软件(如Font Create Program 3.0等)中新建一字体文件，将各点符号的bmp 文件导入字体文件的字体模板中(见图1)，调整符号位置，使其位于字体模
板坐标系的设定范围内；
(4)设定字体文件名，生成字体文件并安装该字体；
(5)在符号设计系统(Style Manage)已创建的地形图符号库的点符号子库中一一
导入已安装字体文件中的点符号，利用预览窗放大确定其定位点，设置符号名及其地物分类码,完成点状符号子库的创建。

图1 字体文件中的点状符号模板
1.2 线状符号制作
线状符号是长度在地图上依比例尺表示而宽度不依比例尺表示的符号，部分符号的宽度与目标的空间分布范围有关，如陡坎等。

线状符号符号化的结果与符号的配置方向和数字化采集的方向有关，因此对于有向线状符号的制作，要么根据相反的符号化方向制作2个不同的线状符号，要么在设计线状符号之前先约定符号配置方向(如沿前进方向左侧生成符号)和线状符号数字化采集方向(如从上到下、从左到右采集数据)之间的关系，从而在制作符号时只需按约定的方向制作一个符号[3]。

任何线状符号都可以看做是由具有单一特征的线状符号或点状符号组合而成，这种组合要考虑叠置顺序、在基线上布局的偏移量、符号单元的比例关系等，一种符号往往可以通过多种基本符号采用不同的组合方式生成，在设计时应力求简单，基于这一思想对线状符号进行设计。

如(图2)中的线状符号可以看作是由实线、虚线和齿线3种基本线型组合而成。

通过对地形图图式的分析，地形图中的线状符号可以抽象为实线、虚线、点符号线、齿线等4种基本线型，图式中的绝大多数线状符号都可通过这4种基本线型组合而成，各种基本线型符
号设计时考虑的图形参量为：实线(颜色，粗细) ，点符号线(颜色，大小，方向，比例)，虚线(颜色，粗细，比例结构)，齿线(颜色，粗细，比例结构)；对于某些特殊的线状符号，如电力线及其符号，由于其符号配置的不等距性(转折点处必须配置符号)，不能用以上4种基本线型组合而成，可通过上述第2种符号设计途径，即通过ESRI公司提供的ArcObjects组件以二次开发的方式定制符号，此时符号化功能模块直接调用该符号定制程序实时生成符号进行符号化。

图2 复杂线状符号的生成
1.3 面状符号制作
地形图上的面状符号是在2维图上沿各方向都依比例尺表示的符号，在轮廓线范围内配置不同的点状符号或绘制晕线或着染颜色。

根据地形图图式，地形图中的面状符号填充图案可抽象为3种基本类型：一是在轮廓线范围内以不同的倾角、不同的间距、不同的实、虚部长度的平行线簇来构成不同的图案，即阴影线填充图案；二是在轮廓范围线内以不同的间距、不同的布点形式(“井”字形或“品”字形) 、不同的旋转角绘制点状符号以构成图案，即点符号填充图案；三是在轮廓线范围内填充颜色，即颜色填充图案[4]。

对于第1、2 种类型填充图案的面状符号的制作，同线状符号的制作相似，也可通过点状符号、线状符号或面状符号组合而成(见图3)；对于第3种类型填充图案的面状符号的制作，只需从颜色模板中选择自己所需要的颜色即可。

图3 “品”字形面状填充符号的生成
1.4 编码对照表文件的建立
编码对照表文件是建立空间实体的用户标识UID(地物编码)与符号库中的
符号标识SID(符号)之间的一一对应关系的文件，它是符号化功能模块用以对空间实体进行符号化的依据，当用户要改变制图范围内某种地物的显示符号时，只需修改文件中该地物的用户标识与符号标识之间的对应关系[5]。

建立这种空间实体与符号之间的联系方法可以在需要的情况下随时改变地物的显示符号，而且多种地物可以选择同一符号输出,不必重复设计相同的符号。

编码对照表文件可与符号库作为一个文件保存，也可单独作为一个文件保存(一般以文本文件(3.txt)的形式存在)，为了便于修改以及符号化功能模块对文件信息的读取，本文所涉及的编码对照表文件单独作为一个文件保存，且其文件编写形式如下:
n
编码1| 符号1| 颜色1
编码2| 符号2| 颜色2
⋯
编码n| 符号n| 颜色n
其中n 为地物的个数，编码为7位代码，符号为5位代码，颜色为9位代码。

2 符号库的简单应用
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。

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。

2.1点状符号的应用
点状符号是不依比例尺表示的小面积地物或点状地物，其特点是图形固定，不随它在图面上的位置的变化而变化；符号都有确定的定位点和方向性；点状符号图形大多比较规则，由简单几何图形构成。

但是通过简单图形符号组合的方式不能满足要求，所以对于复杂的点状符号，可以采用调用字体符号或图片的方式，其中前者为矢量格式，后者为栅格格式。

不论简单的还是复杂的图式符号都可由直线和曲线所围成，可以很简便的进行各种编辑操作，如添加、删除、移动、合并和分隔节点以及对图形进行大小、位置的设定和镜射、旋转、缩放等。

对于字体的属性，在字体编辑器中，postscript和mapping的默认值是以键盘输入为基础，在测试(Test)时我们会发现，按下不同的按键就会出现相对应的字符，但是这种默认值会在ArcMap中的调用带来麻烦，因此在符号库的应用时要改变其属性值[6]。

这样一个True type文件就可以有65536个符号可以应用，但在ArcGIS的调用中只有前256个符号可以显示(一般可以满足我们的需要，如图4所示)。

如果在用户的使用中，符号超过256个就可以直接使用索引号，只要将符号在字体编辑过程中按顺序排列并赋以索引号即可。

图4 字体编辑器中的符号字体符号库在ArcMAp 中的调用
2.2 线状符号的应用
线状符号是长度依比例尺表示而宽度不依比例尺表示的符号，用于表示呈线状或细条带状延伸的地物，它都有一条有形或无形的定位线对地形图图式中的不同类型的线型，对于不同粗细长短的线状符号的应用，要注意经过长短粗细和偏移进行调整就可以了。

而对于复杂的线状符号的应用，需经过两个步骤：先把复杂的部分做成点状符号，然后在由点状符号直接组成线状符号，或与其他线状符号叠加而成。

例如：栅栏、篱笆、陡岸以及各种道路。

2.3 面状符号的应用
面状符号是指在二维平面上表示面状分布物体或地理现象，它通常有一条封闭的轮廓线；多数面符号是在轮廓线范围内配置不同的点状符号、绘阴影线或涂色。

面状符号的应用主要注意对面区的填充，我们这里采用了两种方法来实现填充，反应面状的符号的简单应用：
一种方法是对于一些房屋、沼泽地等面状符号，可以由简单线或其它线状符号来填充；另一种方法可以用点状符号来填充，对于点状填充符号的属性编辑对话框没有对符号的填充提供旋转和行间错位偏移，可以采用多层填充符号的叠加方式，在具体应用时就需要在不同的层中设置相同的间距和不同的偏移量[7]，如果园、草地等。

同时这种符号也可以用线来填充，大多数的面状符号都是斜列式，可以看作是线状符号的倾斜排列，同时在应用TrueType字体时要注意对这些符号进行逆向旋转相同的角度，这样填充以后的图形才符合图式的规则，以实现对面状符号的正确应用。

3 总结
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。

同时简要论述了对各种地形图符号的基本应用过程及应用时要注意的一些事项。

参考文献
[1] 艾廷华.动态符号与动态地图[M].武汉测绘科技大学学报，1998，23(1).
[2] 薛安，等. 线状地图符号制作系统的设计和实现[J ].地图，1997，(4) .
[3] 马耀锋.符号构成及其设计模式的探讨[J ].测绘学报，1995，24，(4).
[4] 王建华.地图语言学新探讨[J ].测绘通报，2000，(5).
[5] 熊卫东，罗年学.RDGIS开放式地图符号体系设计[J].测绘信息与工程，2003，(2):27-28.
[6] 游涟，周宏伟.地图代数符号库的数据结构设计[J].测绘工程，2002，11(4):14-17.
[7] 郭达志.地理信息系统原理与应用[M].徐州:中国矿业大学出版2002.3-260.。