基于SuperMap的1:10万缩编研讨

摘要：本文简要阐述了缩编的概念与其在地图制图中的重要性；分析了地图制图缩编的基础、SuperMap软件在地图制图缩编中的优势；陈述了地图制图缩编的总体流程图；详细讨论了地图制图缩编的基本原理与缩编方法；深入剖析了缩编过程中的各项技术指标；最后笔者对缩编的全体流程进行了总结，提出了缩编过程中存在的各种问题，并对存在的问题给出了解决办法，相信能给各相关部门与具体的工作人员提供一定理论与实践意义。

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关键词：缩编，SuperMap，地图制图

Keyword: Shrink a plait, SuperMap, map graphics

中图分类号：P283 文献标识码：A 文章编号：

地图制图缩编，也叫地图自动综合是一个世界公认的难题，这一点可以从现有的有关文献中看出。K.Stuart Shea(1991)认为“制图综合是地图数据处理所面临的最富智慧与技术性挑战的问题之一”，目前国际上在建立国家(或区域性)地图数据库时仍然采用多比例尺地图建库方法就是一个有力的证明，如德国的ATKIS（Georg Vickus,1995）[1-2]。

地图编绘是一种操作性很强的工作,它的核心内容可以用四个字来概括:“综合取舍”,即:留下主要东西,去掉次要东西,这就是“取舍”;对留下来的东西进行归纳、合并,这就是“综合”。为了更清楚地认识“地图自动综合”这一个问题，笔者认为：必须弄清地图缩编的目的及本质。文章结合了笔者多年工作的实践经验与感受，详细分析了地图制图缩编的原理与方法。

1 缩编基础

1.1 数学基础与定位要素

数学基础：1:10万比例尺地市级土地利用数据库的坐标系采用1980西安经纬度坐标系统，参考椭球为IAG-75参椭球体，高程系统采用1985国家高程基准。

定位要素：土地利用图内图廓标注经纬度坐标，采用北方定向[3]。

1.2SuperMap

SuperMap软件系统参照《第二次全国土地调查技术规程》、《土地登记规则》、《地籍调查规程》、《城镇地籍数据库标准》，将数据生成、数据建库、数据库管理形成一个有机的整体，将GIS 集成于办公系统之中，实现图文一体化管理，达到地图制图管理过程中业务处理、内部管理的计算机化，包括对地图制图数据的采集和处理、查询和显示、统计与分析、制图与打印输出等业务过程和对外窗口服务的计算机辅助管理，提高土地管理的水平、效率和质量，促进土地管理的科学化。

SuperMap软件系统以工作流管理系统为主线、以组件式GIS 技术为先导、以B/S 结构为主体、以WEB开发技术为依托，真正的实现了办公自动化与GIS 的一体化结合，同时，完全可以满足国土资源管理部门网络化办公的需要，而且系统操作简单，适合与各种水平的操作人员使用。

2 技术流程图

1:10万土地利用现状图缩编的整体流程如图1所示：

图11:10万土地利用现状图缩编流程图

3 缩编技术方法

线状要素图形综合与面状要素图形轮廓缩编相类似，本文只枚举面状要素的缩编技术方法。面状要素图形轮廓缩编通常情况下可以直接使用线简化算子，但既然是曲线的特例，也就有特殊规则需要遵守，并且不同要素，规则也有所差别。

① 面的面积保持

对于一个面而言，缩编面积的保持有时是很重要的一条规则，目前有些算法完全不顾及此规则显然是不完善的，如数学形态学方法就没有考虑此规则。一种近似地保持面的面积的算法如下：

a. 改变曲线的方向，使方向的左边或右边为区域内部，之所以改变方向，是为了适应算法模型的需要。

b. 判断弯曲是向里凹，还是向外凸。

c. 在删除弯曲的过程中，记录两种不同弯曲的面积以便在不影响其它规则的条件下，尽量使两种弯曲的面积之差的绝对值达到最小，当凸凹弯曲的大小都在删除范围之内时，对这些弯曲依要素的不同而删除凸（或凹）弯曲。

② 面的形状保持

一条封闭的曲线有一种形状的空间知识，形状在线状要素图形简化过程中也是重要的，这些特征无疑可用于面的轮廓的简化，面的形状因其特殊性，需要增加相关的有关形状的空间知识。

a. 凸外壳特征点序列的建立

面的轮廓上的弯曲可以分为凸弯曲和凹弯曲，那么就可以通过删除凹弯曲获取凸外壳。算法是：首先删除凹弯曲，得到一条新的轮廓线，然后对新的轮廓线重新判断其弯曲的凸凹特征，若有凹弯曲，一直循环到没有凹弯曲为止。这种渐进式方法最终获得的凸外壳同原始轮廓相重叠的点为凸外壳特征点。

b. 主要凹点的顾及

凸外壳只能描述所占的大致范围，为了进一步描述面的形状，内凹特征点也必须确定。其算法是：寻找凸外壳上原始轮廓线的间断处，此处就是凹弯曲（群），此弯曲上与底边距离最远的点为此处最凹特征点，依此方法可计算出所有最凹特征点。对于复杂的轮廓线，可以依线状要素的空间知识获取方法进一步确定其相类似的特征点结构序列。

③ 面的方向性的确定与保证

面的方向性的确定方法是：先找到最小外接矩形，轮廓线与最小外接矩形的交点为获取的特征点，在综合过程中应当尽量保持，以保证面的方向性。

4 编绘技术指标

(1) 地貌

标注特征高程点。高程点按地貌特征进行选取，地貌形态比较破碎复杂的地区应多取，比较完整简单的地区可少取。高程点综合时优先选取测量控制点、水位点、图幅内最高点、凹地最低点、区域最高点、河流交汇处、道路交叉处及有名称的山峰、山隘等处的高程点。1：10万土地利用图上每平方分米（实地100km2）注记高程点1-2个。

（2）地类图斑

（1）各类用地最小上图图斑面积，如表1所示：

表 1 1:10万全国各类用地上图面积标准

上图指标 耕地 园地 林地 草地 交通运输用地 水域及水利设施用地 其他

土地 城镇村及工矿用地

图上面积（mm2） 5.0 4.0 8.0 8.0 3.0 3.0 8.0 3.0

实地面积（公顷） 5.0 4.0 8.0 8.0 3.0 3.0 8.0 3.0

（2）最小图斑间距指相邻的两个岛状图斑之间最小间隙。1:10万土地利用现状图中的最小图斑间距为0.6mm（实地间距60m）

（3）地类图斑界线小于0.5×0.6毫米的弯曲可综合，但应保持综合前后形状的相似性。

(3) 交通运输用地

以面状表示的交通运输用地应首先满足“地类图斑”中指标要求。

（1）以线状表示的交通运输用地综合的一般要求:道路的最小上图长度：12mm（实地长度1200m）；道路的最小弯曲：小于0.5×0.6mm的道路弯曲细部，一般舍去拉直。

（2）交通运输用地综合应与相关要素保持一致性，如道路与地类边界。

（3）1：10万土地利用数据库中完整表示出全部的营运铁路网，舍去一些专用线、短小的分叉等。

（4）1：10万土地利用数据库中表示高速公路、国道、省道、县道和具有重要意义的低等级道路。

（5）道路综合后不同区域之间路网密度对比关系应与资料图保持一致。

（6）1:10万比例尺土地利用图中道路网眼要求如下：极密、稠密区道路网眼大小为2~3平方厘米（实地面积200~300公顷）；中密区道路网眼大小为3~5平方厘米（实地面积300~500公顷）；稀疏区道路网眼大小应大于5平方厘米（实地面积500公顷）。

（7）综合后的线状交通运输用地应检查道路网的拓扑关系，保持道路的连通性和空间关系的合理性。

（4）水域及水利设施用地

以图斑形式表示的水域及水利设施用地要素应首先满足“地类图斑”中指标要求。

（1）选取河流、运河、沟渠时，按从大到小、由主及次的顺序进行，界河、独流河、连通湖泊的河流及荒漠缺水地区的短小河流必须选取。

（2）图上长度大于1cm（实地长度1km）的陡岸和长度大于4cm（实地长度4km）的堤岸应选取。

（3）双线河中的水坝、水闸，择要选取。

（4）河渠单双线的上图指标：当河渠实地宽度大于阈值40m时，依比例尺双线表示；当河渠实地宽度小于（含）阈值40m时，不依比例尺用0.1~0.4mm渐变单线表示。

（5）湖泊、坑塘的上图标准：湖泊、坑塘图上面积大于2平方毫米（实地面积2公顷）的，一般全取；在湖塘密集区，作适量选取，但只取舍，不合并。水库，一般全取，图上面积大于2平方毫米的依比例尺表示；小于2平方毫米的用符号表示。在干旱地区，湖、水库图上面积在1.5—2.0平方毫米之间的夸大到2平方毫米表示；小于1.5平方毫米的可适当选取用点状符号表示。

（6）小于0.5×0.6毫米的河渠弯曲细部，一般舍去拉直。

（5）城镇村及工矿用地

以图斑形式表示的城镇村及工矿用地要素应首先满足“地类图斑”中指标要求。

（1）1:10万土地利用图中表示行政村级、乡镇级、县级、地市级城镇村及工矿用地。

（2）根据主次的原则优先选取位于交通线、道路交叉口、关隘、国境线等地的居民地。

（3）城镇村及工矿用地图上面积大于上图指标平方毫米的，一般全取，依比例尺表示；小于上图指标平方毫米的，用点状地物表示。

（4）城镇村及工矿用地的综合取舍应正确反映其与其它地类面积的对比关系和人地关系。

(6) 零星地类

小于上图图斑面积指标80%但具有有重要意义的耕地、城镇村及工矿用地等可用相应的独立符号表示。

(7) 行政界线

（1）1:10万土地利用现状数据库中行政界线包括乡镇界、县界、地市界、省界和国界五个等级境界。当不同等级境界重合时，按最高级境界表示。

（2）有相应比例尺区域行政区划图（由国务院或者省、自治区、直辖市人民政府批准）的以行政区划图为准。

（3）行政界线综合时需要与相关地物要素综合保持一致。

（4）国界以国家正式签订的边界条约或边界议定书及附图，在图上精确表示，并在地图出版前履行报批手续，审查批准后方能印刷出版。

5 小结

地图自动综合问题现已被广泛认识，很多学者认为该问题很难解决，但笔者在本文中通过对地图综合问题的编绘技术方法上的哲学分析得出这样一个结论：地图缩编是可解的。地图缩编是一个大的系统，还有很多问题需要解决，甚至包括观念的更新以及常规制图规则的修正。

参考文献

[1] 艾廷华 郭宝辰 黄亚峰.1:5万地图数据库的计算机综合缩编[J].中国地理年会2004年学术年会暨海峡两岸地理学术研讨会论文摘要集[C].299-300.

[2] 廖克等.农业制图[M].北京:测绘出版社,1991.

[3] 第二次全国土地调查成果数据缩编技术指标规范(试行).国务院第二次全国土地调查领导小组办公室,2010.7.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。