基于ArcGIS的地形图符号库设计与应用探讨

摘要：地图符号作为地图语言在地图的制作和输出中起着非常重要的作用。但ArcGIS的ArcMap模块中自带的符号库不能满足我国基本比例尺地图输出的要求，因此必须为它建立符合地图图式要求的符号库。本文论述了ArcGIS环境下地图符号库的设计方法，分别讨论了点状符号、线状符号和面状符号的实现方式。并以南京市1：50 000地形图为例展示了符号库的应用。

关键词：ArcGIS；地形图；符号库

引 言

地图符号由不同形状、大小、色彩的图形和文字组成，是传递空间信息的手段。目前国内外GIS 相关软件制作符号的途径主要有4 种：一是文本编辑器设计，建立符号的文本描述；二是采用系统提供的二次开发语言编程实现，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，添加其它图形图像软件制作的符号存储到符号库中；四是提供符号设计界面，用户可将系统提供的基本符号与自定义的简单符号进行某种组合、位移、放缩后得到制图输出所需要的复杂符号（如填充符号）。

1. 符号库

1.1 地图符号的功能

地图符号有两个基本功能，首先是它能指出目标种类及其数量和质量特征；其次是它能确定对象的空间位置和现象的分布[1]。

1.2 地图符号库设计的基本原则

地图符号库设计应该遵循以下基本原则：对于国家基本比例尺地图，图形符号颜色、图形、符号含义与匹配比例尺，应尽可能符合国家规定图式[2]；专题地图部分，尽可能采用国家及整个符号部门标准，有益于标准化、规范化；新设计符号应遵循图案化及整个符号系统逻辑性、统一性、准确性、对比性，色彩象征性，制图和印刷可能性等一般原则[3]。

2. 符号库的组建与管理

现实世界抽象表达为点状符号、线状符号和面状符号。注记作为一种特殊的符号，直接说明这些点、线、面的某些属性。不同比例尺的地图要经过不同程度的取舍综合，所以需采用不同的符号库。

2.1 符号库的管理方式

ArcGIS 符号库是在样式/符号库管理器（Style Manager）中进行管理，进行符号库添加、删除、新建等工作，符号库间相独立，因此可以把适合我国不同比例尺的地图符号库添加到里面去，同时保证制作的符号在输出时与国家地图图式完全一致[3]。

ArcMap 符号存放在*.style文件中，可以通过Style Manager管理，支持TTF、emf等格式，提供对符号样式编辑、修改、创建的工具[4]。

2.2 ArcMap下地图符号库的建立

ArcMap自带的一些符号库不适用于我国的地图符号标准，可参考来建立自己的样式库。在ArcMap的Tools菜单下的样式（Style）＼样式管理器（Style Manager）中可以新建一个符号库，样式库包含参考坐标、标注、点符号、线符号、填充符号等。

2.3点状符号的设计

点状符号是不依比例尺表示的小面积地物或点状地物，其设计应留有一定的“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[5]。图形符号支持bmp和emf格式，一般采用emf格式，保证符号不随放缩而失真。emf格式文件可以使用矢量绘图软件如CorelDRAW制作；也可将制作的矢量图形栅格化后加载到字体编辑软件中加工成字体。最后调入ArcGIS中使用。

2.4 线状符号的设计

线状符号的绘制在Style Manager 中对不同的线型提供了7种实现方式。包括简单线、哈希线、制图线、3D线性符号、3D纹理或图形构成的线等。对地形图图式中的不同类型的线型，可以根据这7种方式分别或组合制作。而对于复杂的线状符号，先把复杂的部分做成点状符号，然后再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。

2.5 面状符号设计

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、间距、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、布点形式、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；也可组合而成。栅格图片放大时会影响符号的分辨率，所以通常都使用后两种方式填充面状符号。

2.6 注记、色彩与符号编码

空间信息可视化还要包括汉字、外文字母、数字等信息的注记库，同点状符号一样，也分矢量库和栅格点阵库。国家标准地形图符号上的注记对字体、大小、颜色有不同要求，可以根据国家标准选取需要的注记来制作。

色彩是表示和传递信息的有力工具，管理和记录两类数据：（1）现有专题地图色谱中叠色系统和连续色表的色度数据；（2）设计颜色的色度数据和处理数据记录。国家标准地形图符号采用CMYK分色，所有符号一共只涉及到十几种色彩。

对于各符号的编码，直接采用国家地形图图式标准中地理要素分类及编码，按要素进行分类，这样可以与地形图图式相对应。

3. 符号库在南京市1：50 000地形图中的应用

在参考GB/T 20257.3-2006《国家基本比例尺地图图式 第3部分：1：25 000 1：50 000 1：100 000地形图图式》，根据南京市1：50 000地形图的内容设计了一套符号库。将扫描的栅格地形图矢量化后，把制作好的符号库加入ArcGIS符号系统。分别按地物设置符号，设置时根据比例尺和显示效果对符号的大小、定位点位置进行适当调整以更好适应地图内容的表现。符号库的建立和使用在实际制图中显得非常有效率，特别是大量数据使用比较固定的符号。符号统一、成图速度快，减少了很多重复性工作。并且根据地形图图式作出的符号在不同比例尺下有一定通用性，大部分符号在不同比例尺下基本相同。符号化的部分南京市地形图如图4。

结 语

本文主要论述利用ArcGIS等软件制作国家标准地形图符号库的方法及过程，并在南京市地形图符号化中测试其使用情况。该方法精确度较高、占用空间小，对同一种地物可批处理，同时开放式的设计使用户在制作专题地图时，可直接添加进去。对矢量化后的数据通过设计符号库的方式进行符号化是一种高效可行的方法。

参考文献：

[1]李基鸿. ArcGIS中自定义地图符号[ J ]. 计算机与现代化，2004（7）.

[2]牛芩涛等.基于ArcGIS的地图符号库的设计与实现[J]四川测绘，2003（26）.

[3]蔡孟裔等. 新编地图学教程[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[4]熊伟等.应用ArcGIS软件制作国标地形图符号[J].测绘与空间地理信息，2005（3）：71 731.

[5]杨利兵等.基于ArcGIS的地图符号库的创建[J].科技情报开发与经济，2007（17）：22-206.

作者简介：

刘爱霞（1986-）女，长安大学地球科学与资源学院，硕士，研究方向为网络GIS技术