浅谈应用ArcGIS技术建设自动化地图制图系统

浅谈应用ArcGIS技术建设自动化地图制图系统

陈实璇     ,崔香

中国人民解放军32023部队        辽宁大连邮编116000

摘要：计算机制图又称自动化制图，它对制图技术的改变和影响极为深远，随着理论的不断发展和创新，计算机制图技术已经完全取代传统的制图技术，使地图制图技术发生了历史性的变革。ArcGIS 10.X是由 ESRI公司开发的 GIS软件，它的技术系统为地图自动绘制技术提供了强大的支持。本文主要介绍了自动化制图技术的发展以及基于ArcGIS10.X建立自动制图系统的数据库和符号库。

关键词：ArcGIS；自动化；地图制图

引言：经过漫长的发展，传统的制图技术日趋成熟和完善。但它的缺点是：制作和生产难度大，生产成本高，周期长。由于制印技术复杂，专业性强，手工劳动在地图生产中占有很大比例，地图产品品种单一，难以及时更新，难以体现空间地理的动态，难以实现信息的共享。于是，从1950年代起，电脑技术就被引进了地图科学。经过理论探讨、应用试验、设备研制和软件研制，目前计算机制图已经成为地图学中的一个重要分支，也就是自动化制图学。

一、地图自动绘制技术的发展

地图自动绘制技术的发展可以分成两个阶段。

第一个步骤是将手持轨迹数字化和扫描矢量数字化作为初始数据获取方式，产生原始矢量数据，最后以打印制图为目标。

这一时期，我国测绘矢量化软件的发展还处在初级阶段，许多研究机构都采用了 AutoCAD, Microstation等建模软件代替了矢量化软件，将矢量化的结果以文档的形式存储。

这一时期的生产结果和手工制图没有太大的区别，都是手工绘制，但是不能直接画在草图上，而要在电脑里画出来。该研究结果基本达到了印刷制图的需要，但仍有许多缺陷。比如每幅地图的符号、整饰都是手工制作的，，制作周期较长，数据结构不直观，地图中没有坐标和投影信息，难以应用于投影转换等。

随着计算机、网络、数据库、地理信息系统等技术的不断发展，自动绘图技术的应用越来越广泛。空间 GIS技术的发展，为“一次收集、多次利用”的需求理念提供了技术支持。

目前，各个部门都在建设以数据库为基础的空间GIS数据库，并在此基础上开发了地图制图系统，实现了地图的自动生成。自动制图技术是地理信息系统中一个重要的应用领域。地理信息数据和符号是各自独立的实体，它们通过索引链接彼此可以很方便的相互调用。这时，绘图系统会将数据库中的地理信息数据抽取出来，然后按照这些数据中的编码，将符号库链接起来，并按照用户的要求，自动生成图例、图外整饰等周边信息，最后完成制版。自动制图系统是以空间 GIS数据为基础的，所以，构建一个空间 GIS数据库是实现自动制图的关键。

二、基于 ArcGIS 10. X的自动绘图系统的建立

ArcGIS是由美国 ESRI开发的 GIS软件，现已开发至第10版。建立空间数据库，建立符号库，建立地图整饰，通过对图例的自动生成等技术的有效运用，可以开发出一套高效、灵活的自动制图系统，并能生产出具有多种图形表达形式的地图产品。

（一）创建空间地理数据库

ArcGlS10. X技术为 ArcSDE和 Oracle关系数据库+ ArcSDE的结合，是目前我国已步入应用阶段的数据库体系结构。在这个体系结构中， ArcSDE对矢量数据和栅格数据进行分析，最后将其作为一个表格的形式存在于 Oracle数据库中。

ArcSDE数据管理可以支持所有空间数据类型；一层矢量数据的逻辑表示为1个 featureclass。F表格用于存储这一层的数据的空间坐标，用于存储这一层的数据的属性信息的属性表格，以及用于存储这一层的数据的空间索引信息的 s表格。栅格数据可分为两种类型：一种是数据结构，一种是随机数据结构。在 Oracle中，每一个 rasterdataset都是一个物理上连续的数据存储层，每一个 rasterdataset被分为7个表格来存储， rasterdataset Feature表格 F记录栅格数据的空间坐标信息，s表格记录栅格数据的空间索引信息，SDE_raS_《id》表格和SDE_nd_《i》表格记录栅格数据的频带和色级信息，SDE_aux_Lid》表格，用于记录栅格数据的统计，SDE_blk_《id》表格。Rastercatalog具有逻辑上的空间分布，其物理存储就像用一张表格来统一地管理多个 rasterdataset。两种网格数据存储方法都有各自的优点， asterdataset在处理海量数据时要比 Rastercatalog要慢一些，但是处理数据要更加灵活。利用 ArcCatalog中的特性，可以创建数据库的连接，并存储数据。

为便于进行图外整饰，需要建立图幅元数据库，将图名、图号、比例尺等信息以表格的方式存储在资料库中，以便便于检索。通过建立空间数据库和元数据库，可以方便地查询和检索地理信息，避免了大量的手工数据查询和检索，从而达到自动获取数据的目的。

（二）建立符号基础

在自动绘图系统中，符号库的建立也是必不可少的符号库的建立能够有效提升地图表达的多样性和灵活性。ArcGIS中的图形管理员（signal Manager）能够建立包括点、线、面在内的点、线和面，注记等各种符号形式。并且，将所建立的符号分类，并将其归类。

新符号的创建方法十分灵活，所构建的符号能够很好地满足各种专题图、标准图的表达要求。ArcGIS为不同的"字体"提供了不同的产生符号的方式。点、注记符号是“字形”构成的，而复杂的线条符号则是简单的点、线、面的符号。该符号可以分为多个层次，每个层次上都有一个基础符号，并将其结合在一起形成一个复合的符号。在实际生产中，由于出现了一些复杂的点形符号，因此不能采用分层的方法来构造，而在绘制时，许多点符号都要进行旋转显示。由于采用层次化方法构造的点状符号，其轴中心位置的差异，使得旋转显示后的符号呈现出不规则的碎片。所以，通过单一的字体来构造点符号是最好的方法，而利用 CorelDraw等矢量绘制软件就能创建出具有代表性的字符。

为一个符号增加类别代码是非常重要的，它就像为一个符号库增加了一个索引。ArcGIS为符号的自动编址提供了一个强大的符号自动编址函数，它利用符号的类延码和元素在图层中的属性值相匹配，使得该系统可以自动分配符号到对应的元素。该功能适用于自动绘图，极大地提高了绘图系统的自动化水平。

（三）制图体系

ArcGlS系列软件在制作专题图时表现出了很强的性能，但因为是 GIS的通用软件，所以不具备较高的自动制图能力，许多功能都需要手工操作，而且无法根据中国的图样标准直接生成标准地图。为了实现高自动化的绘图系统，必须采用计算机语言和 AcGIS接口进行进一步的开发。采用ArcGlS10.x技术体系实现自动绘图的三种方法。

第一个方法是将 VBA和 ArcObject结合起来，加入到 Arcmap的框架中，形成一个自动绘图系统。Arcmap的 layerout接口本身就是一个不错的绘图系统，它还具有丰富的绘图能力，可以让使用者在 layerout界面上设定比例，添加标题、角注、格网线、图例等多种绘图工具。通过使用 VBA和 ArcObject控件来实现 ArcMAP绘图的自动绘图能力，使其更符合用户的需要。该方法利用 ArcMAP的绘图特性，避免了重复开发，从而为已购买 ArcGIS的用户带来了更大的性价比。

第二种是利用 ArcObject和计算机编程语言来实现自动绘图。这种方法的优点是利用 ArcObject和计算机编程语言对 ArcMAP的各种功能进行重构，从而实现对 ArcMAP的各种功能的重构，从而实现对用户操作过程的新的编程接口，以及利用计算机编程语言，实现对各种网格的自动绘制，从元数据库中提取出图名、图号等图幅，从而形成国家标准图。由此，研制出了一套高度自动化、十分切合我国实际需要的自动绘图系统。这种方法的缺点是，因为 ArcObject的开发过程中，必须使用 ArcGIS的 License。

结语

计算机应用对地图制图技术的发展产生了重大影响。建立一套高效率的自动制图系统，可以减少制图过程中的许多手工作业，从而节约大量的人力成本，提高制图效率，形成规范统一的制图规则，推动地图制图学的进一步发展。

参考文献

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