大比例尺地形图自动缩编的研究

【前言】大比例尺地形图自动缩编的研究由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。制图综合是地图生产实践中重大技术问题，是一种从较大比例尺的地图依次派生各较小比例尺地图的生产流程与方法。通过地图综合得到所需比例尺的地图，而不需要进行外业测量，它不仅提高了劳动生产效率，而且节省了大量的人力、物力和财力，具有重大的生产实践意义。 数...

摘 要：地图自动综合缩编问题一直以来都是个难题，伴着数字化地图技术的发展，地图自动综合缩编问题逐渐的成为新的热点。大比例尺地图间的自动综合缩编在发达地区显得特别的迫切，特别是由1∶500综合到1∶1000、1∶2000在城市规划、土地管理等各行业具有广泛的需求。

关键词：制图综合 自动缩编 大比例尺地形图 数字化

中图分类号：P283 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0036-02

随着社会经济与城市建设的飞速发展，城市工业化和城乡一体化的建设，城市面貌不断发生变化，城市管理越来越精细化，因此社会对大比例尺地形图现势性的需求日益增加。各城市对大比例尺地形图都建立了定期更新的机制，特别是在部分经济发达地区对1∶500的地形图建立实时更新机制，然而1∶1000和1∶2000比例尺的地形图在城市规划、土地管理等各行业同样具有广泛的需求，如何在此基础上建立定期自动缩编1∶1000和1∶2000比例尺的地形图显得非常重要。顺德区目前已经建立了1∶500基础地形图实时更新同定期修测相结合的更新模式，正在研究在1∶500基础地形图基础上自动缩编1∶1000、1∶2000地形图，通过该项目的研究笔者对相关技术进行总结。

1 自动缩编设计思路

制图综合是地图生产实践中重大技术问题，是一种从较大比例尺的地图依次派生各较小比例尺地图的生产流程与方法。通过地图综合得到所需比例尺的地图，而不需要进行外业测量，它不仅提高了劳动生产效率，而且节省了大量的人力、物力和财力，具有重大的生产实践意义。

数据是GIS的血液，是GIS最基本和最重要的组成部分。顺德经过几年的建设，基础地理信息系统在1∶500数据的高质高效的生产、建库、数据更新方面建立了良好的运营机制，保证了数据库的现势性。如何使1∶500的数据增值、如何获得1∶1000、1∶2000的地形图，以满足国土管理、城市规划等各部门和社会的需求。最经济、最有效的方法就是利用制图综合技术，实现1∶500～ 1∶1000、1∶2000地形图的自动与人机交互结合的模式进行生产。地理信息系统是实现制图综合的最佳环境，顺德优质的1∶500地形数据是最好的基准。

由于地图综合是一项复杂的工作，即使由人工来处理也需要具有经验的制图人员来操作。在工作中要顾及图面的各种地图要素的处理，在进行选取、化简、合并、放大等处理时，要按标准保持地图要素的基本特征，不仅与比例尺有关，还和地图的具体内容和地图的用途相关。

考虑到完全自动综合的难度较大，在开发制图综合软件时，除了提供大量的自动缩编脚本，同时又引入部分人工辅助操作，以保证综合功能全面完整。现已开发完成了当前比较可行的制图综合软件，降低繁重的人工作业工作量，提高综合生产效率。在生产应用的过程中，地图综合软件也会不断改进和完善，并进一步提高自动化水平。

2 系统功能介绍

2.1 系统软件系统简介

该系统软件在佛山市“基于数字城市建设的‘一张图’应用模式研究”成果的软件基础上，针对顺德特色进行开发，依托EPS地理信息基础平台的用于多比例尺地形图缩编生产与空间数据加工处理的软件系统。系统采用数据库的管理模式，基于缩编流程自定义技术、模板控制技术、多综合模型技术和知识规则库建立技术等实现了已有大比例尺数据自动完成后续小比例尺数据的数据综合，主要应用于基础测绘、城市勘测、规划、国土等有关地形图数据生产与处理领域，为基于大比例尺数据派生中小比例尺数据提供了简单实用、高效便捷的解决方案。

软件提供的图形与属性处理方法多达几十种，可通过编写特定脚本自动调用，从而实现数据缩编与综合处理过程中的自动化，同时提供多种高效率的人机交互编辑功能，用于处理过程中的特殊性。

2.2 总体架构

3 缩编综合功能

系统是在EPS平台上实现，该平台提供大量的图形、属性一体化编辑功能，针对自动缩编、半自动功能进行阐述。

3.1 面状地物化简、综合、合并

地图综合算子的研究被认为是制图综合领域最热门的，针对特定的对象几何特征、拓扑特征、语义特征探索目标化简、移位、合并、删除的各种算法，计算几何、图论、数学形态学等理论是研究的出发点。近年来在有关算子研究的文献中，大量地出现凸壳、Voronoi图、Delaunay三角网、栅格化等概念。Voronoi图、Delaunay三角网是矢量结构上对空间邻近关系表达的很好的支持模型，被广泛用于地图要素冲突探测、视觉邻近多边形的合并、地貌形态结构线的搜索、多边形骨架线的获取与形状分析、街道中轴线提取及网络模型建立等，有些成果已十分成熟。本软件的研究在Voronoi图、Delaunay三角网上算子设计作深入探讨，开发一些适用性很强的诸如面状地物化简、面状地物合并。

面状地物化简可以修改最小距离来化简掉建筑物的小凸起或小凹隙，使建筑物的边线美观；面状地物综合将同属性距离相近的面状地物进行综合，如将建筑物结构、建筑物楼层数、建筑物功能等属性相同、在一定限距内的建筑物合并成一个建筑物；面状地物合并，合并跨图幅边界的绿地面和河流面。

3.2 线状地物连接

系统提供自动断线连接功能将跨图幅边界的地类界线、道路线、河流线等距离在限距范围内的各种断线连接。

3.3 双线线地物转换为单线

两个并行的地物转换为一个地物：如双线渠转单线渠；一个地物的两个并行线转换为单线：如坡转坎。

3.4 点位移动功能

缩编过程中为了出图效果，会遇到一些点状地物移动点位的情况。移动点位主要包括电力线出入口的移动，低压高压线向电铁塔靠拢的情况。

3.5 密度筛选

系统能够按照不同的标准筛选密度较大的地物，剔出多余地物。密度筛选分为高程点密度筛选和密集点密度筛选。

（1）高程点密度筛选功能是可以让用户选择钉子点，在已有钉子点的基础上根据保留高程点最小距离以及两高程点最小高程值的原则下，剔出多余高程点。（2）密集点密度筛选功能主要是处理比较密集的旗杆点、船缆柱等点状地物使其保留中间一个点。（3）沿指定方向及按指定的间距筛选对象：如门牌号、地压电力线、电杆。

3.6 复杂地物识别

复杂地物需要构建拓扑关系辨别其地物，本系统处理的复杂地物包括识别围墙方向，楼梯台阶识别等功能。围墙识别功能能够自动调整围墙的方向；楼梯识别功能能够辨别小于8×12 m的台阶和室外楼梯，在用户干预的情况下删除。

3.7 注记压盖对齐

多个注记散列时，由于比例尺的改变使距离较近的注记互相压盖，使用注记压盖对齐处理功能重新排列注记。

3.8 约束删除

符合一定条件对象的删除，如长度、面积小于指定值的对象，指定面外的对象删除。

3.9 地物类型转换

地图综合过程中一个很重要的问题是地物类型的转换，当面积小于一定值的面状地物转换为点地物，所围面积小于一定值的线状地物转换为点地物。

（1）面状地物转点：针对不同地物的性质特点定位点状地物的定位点以及方向生成点状地物，并放到相应得图层上，同时转换扩展属性。如面积小于24 m2地下室入口转换为点符号时，定位点在入口线的中心点上，方向根据BASEMENT_ENT_SYM层的方向来判断；面积小于36 m2的变电室转换为点符号时，定位点在面状地物的中心点上，而没有方向。（2）线状地物转点：线状地物所围面积小于一定值时，转换线状地物为点状地物。转换地物时可以根据地物的形状搜索定位点，判断点地物方向，并可以转换扩展属性。如墩分为圆墩和方墩，源数据中墩是以线状地物存储且不闭合。系统能够连接断线为闭合状态搜索定位点在中心点上，并且能够判断方墩的方向，生成点符号，并转换扩展属性。

4 缩编综合成果展示

通过该软件对我区SD042和SD042两个块图区域进行自动化地图缩编处理，经过对比基本达到制图要求，具体展示见下图2、图3。

5 结语

缩编是一项系统性、规范性很强的工作，数字环境下利用计算机软件的自动综合功能进行的地图缩编，仍然离不开人工运用综合方法、掌握综合尺度，随着科学技术的发展进步，相信数字化地图的缩编工作会越来越更具先进性和科学性。

参考文献

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