地理信息科学的绘图方法研讨

作者：董晴晴 董敏 冯欣欣

1（略）

2基于ArcGIS的实现本文基于上述制图思路，以ArcGIS9．3为技术平台，以绘制西准噶尔地区地质图（1∶1000000）为例来具体说明如何实现。

2．1空间数据获取西准噶尔地区位于西伯利亚板块与准噶尔板块的碰撞带，属于古生代残余洋盆的后碰撞花岗岩类［6］。确定该区的范围，扫描其纸质地质底图和地理底图，在ArcCatalog中建立空间数据库，将底图配准后通过ArcScan自动矢量化或者手工矢量化，得到该区的地质、地理底图的矢量数据。经过拓扑检查后以点、线、面的形式存储（图略）。

2．2属性数据关联空间数据库中的每个要素类都有各自的描述，主要通过要素类名称、空间数据类型（点、线、面）、数据类型、数据存储长度、约束条件、数据项描述等进行描述与定义（表略），为数据加载做准备［7］。属性数据以传统数据库方式存贮和管理，并通过公共字段与各要素进行关联，使点、线、面不再仅仅是传统意义上的图元单位，而具有地质特征描述内容［8］

2．3图例制作图例是地图的语言体系［9］，集中体现了制图者对客观事物本质的认识，以及对这种本质的分类思想和分类体系。在以往的图例绘制中，人们只关注规范化表达。传统纸质图时代的图例采用人工手绘来实现，由于人的主观判断和绘图工具的误差，会导致线条粗细不匀、符号大小不一，无法完全实现图例的规范化表达［10］。同时，作为传统地质图整饰内容的一部分，图例是一种机械的“排列”，与图件主体部分并没有有机的联系，仅是单纯的视觉表达，实现了认知表达中的符号层，而概念层仍然隐式地停留在人的大脑中。Fishnet是ArcGIS平台下的一种空间分析工具，相当于图形化的Excel。它可以自由定义的基本单元格的大小，并对其赋予属性。利用Fishnet制作图例，不仅可以实现符号的标准化表达，更重要的是，它是在数据库中管理符号和数据，可以随时修改或查询［11］。

2．4STYLE匹配将Fishnet中的图例存储为Style，或者将整个要素调用Savetolayers命令存成Layer。调用Proper－ties中的MatchtoSymbolsinastyle，用Layer与图件主体中要素的相同字段进行匹配，或者用Style直接进行匹配，实现图件的自动符号化。在匹配时，如果按照一对一的方式进行，会产生很大的工作量。比如，不同时代的侵入岩很多，若采用一对一匹配，那每个时代（设有M个）的每一种侵入岩（设有N个）都要有相应的符号（CMN）。但是如果采用多字段来描述同一个地质体，采用多对一的方式，只需要制作时代的符号和侵入岩的符号（M＋N）。在制作图面内容较多的地质图时，这一方法将会大大提高效率，而且对于数据的分类尤为便捷（图略）

2．5整饰成图在layout视图下，调整图面大小、位置，添加图名、比例尺、指北针、经纬网、责任栏等整饰要素。图例可以以图片形式添加，或者以数据窗口的形式添加。

3基于地理信息科学制图的优势

从地理信息科学的视角出发，地理信息系统就成为地理信息科学应用的一个环节［2］，这就使制图不仅具有所有数字制图的优势，如方便携带、易修改、易复制、易整饰，存在严格的拓扑关系，不受比例尺的限制，具有良好的现势性及动态性［12］，更能体现以信息科学为基础的优势，使图元单位与地质实体之间建立起有机联系，使隐式存在于人脑中的语义显式地表达出来，实现信息的查询、新图件的生成、空间数据分析等优势。

3．1信息查询传统纸质图和数字制图只是对纸质地质图的数字复制，不具有信息查询的功能。比如，若想了解西准噶尔地区泥盆纪地层分布情况，在传统图件中，你只能通过读图例在图上圈出泥盆纪的地层。不仅费时，而且导致图面内容更加复杂，极易出错。基于信息科学制图是运用数据库储存数据，图面与数据关联，因此信息查询很容易实现：打开属性数据表，在查找中输入“D＊”（其中＊代表D的任一组），在属性数据表中属于D的所有地层就会被选择出来。相应地，在图上所有泥盆系的地层也会特别标识，这样西准噶尔地区泥盆系的地层分布就一目了然。如果需要查询泥盆纪侵入岩分布，则将相关字段相加再进行查询。

3．2图件派生在传统纸质图和数字制图中，图面一旦固定，再做任何修改或派生图件都是一件费时费力的事情，相当于重新制作。但基于信息科学思想成图不是一幅图件的终结，而是生成新的图件的渠道［13］。比如要制作西准噶尔地区侵入岩分布图。在西准噶尔地区地质图的基础上，通过查询“岩性大类”挑选出该区侵入岩数据，导出选择的侵入岩图层，或者在原图上删掉其他不相关数据或让其他数据不显示，调整图面大小、图名、图例、比例尺等整饰要素，一幅新的派生图件就完成了。

3．3空间数据分析所有的空间分析都是基于数据而不是基于图形。在这方面，基于信息科学成图具有别的制图方式不可比拟的优势。在这种成图方式中，每一个点、线、面都是具有实际地质意义的单元。在进行点的密度（如矿床的密度分析［14］）、线的缓冲（断层对特定矿种的影响范围［15］）、面的选择（矿床模型对成矿有利地层的选择）时，依托ArcGIS平台都能够迅速实现。这些依托数据的空间分析目前正在探索应用之中。

4结束语

本文基于地理信息科学，以认知科学和信息科学为基础，以ArcGIS为平台，阐述了制图的新思想及实现。运用数据库来存储、修改地理地质数据，利用Fishnet规范化表达图例，并以公共字段与图件主体关联，使用多对一的方式进行匹配，在实际输出中，达到了图件的规范化表达；在图件管理中，能够快速实现信息查询、数据修改；在应用中，可以依据需要派生多幅图件，最重要的是能实现空间数据分析。大量实践证明了该思路的可行性。目前，这种成图方式的推广将会成为制图的一种趋势。