广西多比例尺地图数据库建设方法探讨

多比例尺地图数据库建设是广西快速制图供图服务系统的数据基础。文章根据广西多比例尺地图数据库建设,对以基础地理信息成果数据为主要数据源来构建多比例尺地图数据库的技术方法、作业流程及技术亮点进行阐述。     

我国西部1:50000地图新产品设计与表达技术

西部测图工程以"丰富产品种类,拓展服务领域"为设计宗旨,力求地图新产品开发,在传统4D产品的基础上,根据西部地物地貌特征补充了地形图要素内容,开发研制了影像地图、晕渲地形图新产品。本文针对原有地形图在表达西部地物地貌特征方面的不足,介绍了西部测图工程中地图新产品的内容设计与制图表达,包括地形图要素扩充内容与制图表达、影像地图产品内容设计与制图表达、晕渲地形图产品内容设计与制图表达等技术内容。地图新产品设计与表达技术已应用在西部测图中,指导生产了我国西部首批1:50000地形图、影像地图和晕渲地形图产品,丰富了我国基本比例尺地形图产品种类。     

GIS的空间数据多比例尺表达与处理概念框架

概念框架是制图综合研究中的一个非常重要的内容,但少有关注。GIS中空间数据的多比例尺表达和处理的概念与制图综合既有联系,又有区别。本文旨在研究满足GIS应用目的空间数据多比例尺变换问题,基于大量文献对空间比例尺、人工制图综合、数字制图综合、地理数据库、地图数据库以及概念框架的相互关系进行了研究和探讨,设计出一种GIS环境下的空间数据多比例尺表达与处理的概念框架,并通过实例进行了验证。     

论地图比例尺

因地图小于制图区域,因此为了使地图便于使用,图上必须确定两者的比例关系。这种比例关系就叫做地图比例尺。这是地图使用者首先应该知道的。地图比例尺有多种方法表示:可用某种文字或图解方法明确地注出,也可用经纬线间距来间接表明,甚至用地图上的符号大小和特征巧妙地表示。     

明、清、民国时期地图要素视觉表达方法分析

自明代杰出的地图学家罗洪先（1504-1564年）所编制的《广舆图》（1541年）和利玛窦带来西方精确地图测绘技术开始,中国的地图制图技术已经迈入了近代地图学的门槛,因此,明-清-民国是中国近代地图学从雏形走向成熟的完整阶段^[1]。随着现代地图的应用与发展广泛、深入,抽象的概括型地图符号及普通的二维平面地图已不能满足读图者的需求,制图者开始探索虚拟现实、三维地图等表达方法,这与中国近代传统制图的写景法有异曲同工之处。所以,对中国近代地图制图技术及表现方法的研究,对于现代地图学的发展具有重要作用。本文通过阅读大量的中国近代（即明、清、民国时期）的地图资料,查阅前人的研究资料,总结和提炼了中国明、清、民国3个不同时期地图制图的技术,分别阐述了3个时期地图要素、表示方法及其制图技术的发展。     

一体化地图辅助设计系统的设计与实现

鉴于如今地图更迭周期不断缩短、地图编制过程冗余复杂,一体化地图辅助设计旨在构建一个通过制图工具、地图制图辅助和网络管理交互协作,进而提升地图编制效率的系统。首先,对现有的地图编制进行介绍并分析现有地图编制的不足与缺陷。其次,提出将制图工具、制图辅助和管理平台一体化的设想。然后,从制图辅助功能、网络协同管理两个方面,分别应对实际作业流程与管理流程中所遇到的问题,并且给出对应的解决方案与实现步骤。最后,提出对地图编制智能化发展的展望。可以看出,伴随着人工智能的发展,地图编制也应该做出改变,向更加智能高效的方向发展。     

基于WJ-Ⅲ地图工作站的地理国情普查数据缩编制图规则研究

地理国情普查成果图集制作是地理国情普查成果重要应用之一。本研究以湖南省宁远县为例,根据GIS无级比例尺的思想,利用WJ-Ⅲ地图工作站,建立缩编规则库,实现了宁远县地理国情普查数据从1:10000到1:50000,1:100000,1:150000的无级自动化缩编制图。并采用面积变化对比法对缩编结果进行验证,缩编制图后各类面积变化量均没有超过10%,制图效果良好。研究成果进一步肯定了利用计算机制图的可行性,可为地理国情普查数据向其他比例尺的缩编制图工作提供参考价值。     

面向地质灾害的快速制图系统关键技术研究

针对地质灾害发生时对于应急专题地图的迫切需求问题,本文设计了一套完整的快速制图工艺流程。首先以地理数据库的数据模型为基础,通过对地图符号信息的总结归纳,扩展设计了面向地图制图的数据模型,实现了图库一体化的制图数据库设计。根据制图要素自身的地理特征及其周边的环境,在经典地图综合理论方法的指导下,基于制图要素输出时的状态表达,构建了多比例尺制图数据生成与表达模型,设计了矢量数据动态选取及加工处理的算法,实现了地质灾害应急制图中制图要素的自动化快速选取。     

中国古-近-现代地图的传承脉络探究

本文探究中国古-近-现代地图的传承和发展脉络,有地图制图技术传承和地图数据资料传承两重含义。中国古代地图学对近代地图学影响最大的是“计里画方”技术、西晋裴秀的“制图六体”理论、唐代贾耽的制图方法和作品、宋代沈括的二十四位向和“制图七法”、元代朱思本理论和技术体系及其地图作品5项成果。明代地图制图的传承和发展有3个分支（传承线）,即传统疆域和全国地图制图、航海图和海防图、引入西方制图技术后的近代地图萌芽;清代地图学的传承和发展的5个分支（传承线）,即皇家主导的全国地图制图、民间自发的全国地图制图、世界地图制图、海洋图制图、工程地图制图;民国时期的地图制图传承和发展的6个分支（传承线）,即私营出版社制图、专题地图制图、航海和航道地图制图、工程地图制图、地形图制图、军事地图制图。中国古代和近代地图,对当今的地图学而言,有丰富的史料、文物价值,也有一定的信息承载价值,但在利用上有相当的难度,需要我们深入研究,探讨出适合的地图再利用模式;从地图表现形式来看,现代地图学似乎有“仿古”的趋势,但这是科学发展的一种螺旋式上升,代表了从古代地图到现代地图传承与发展的“否定之否定”的辩证式升华。     

广东省地图管理数据库系统建设研究

通过对广东省地图数据、业务需求的分析,提出建立以基础地图数据库为主的分布式数据库,在此基础上,建立六个子系统,各子系统基于数据集成为一个集地图数据管理、地图审核制作、地图信息发布于一体的,具有C/S、B/S两种网络结构的信息系统,实现了广东省地图业务的信息化管理。     

综述与展望：地理空间数据的管理、多尺度变换与表达

多尺度表达是地理空间数据的重要研究内容之一。本文从地理空间数据管理、地理空间数据尺度变换以及地图多尺度表达3个方面对地理空间数据的多尺度表达研究现状进行归纳和总结,对研究成果进行系统分析与展望。主要分析包括：① 在地理空间数据管理的多尺度数据库与多尺度空间索引方面,多库多版本、一库多版本和一库一版本数据库能够帮助多尺度表达方法构建较好的数据支撑,层次化的多尺度空间索引也是主流的多尺度数据库构建结构。但目前多尺度数据库与多尺度空间索引方法还不具备解决不同层次数据的集成与匹配能力,对不同尺度数据进行实时一致性调整的能力不足;② 在地理空间数据多尺度变换方面,地图自动综合能够较好地与人工智能技术相结合,但由于知识获取的限制,距离实现完全自动综合仍有一段距离;且当前智能化的自动综合研究相关成果主要用于辅助决策,对综合知识的自主学习有待进一步研究;目前多数研究是基于离散的尺度变换模式,对连续尺度变换能力不足;且缺乏强有力的质量控制机制,自动尺度变换结果存在较大的不确定性;③ 在地图多尺度表达方面,地图数据类型多源、种类丰富且使用灵活,多尺度显示的复杂性较高,当前地图可视化对地理信息中隐藏的现象与规律有待进一步挖掘。最后,从智能化自动综合方法、连续多尺度表达模型、深度学习与制图综合及“新”时代多尺度表达等方面对未来发展进行了展望。     

多比例尺空间数据库的层次对象模型

多比例尺空间数据库是社会和技术发展到一定阶段后对地理信息系统提出的必然要求。本文分析了产生该问题的原因,多比例尺空间数据库的定义及相关性,回顾了多比例尺空间数据库建立的3种模型以及其组织结构、管理方式和优缺点。本文设计了层次对象模型作为多比例尺数据库实现的概念模型,将多比例尺表达分解为目标集合层次树和目标细节树的设计,详细论述了模型解决多比例尺数据管理的方法,最后讨论了多比例尺数据库的应用前景。     

空间数据库离线操纵技术研究及应用

根据国家1∶50 000地形图制图数据生产基于数据库的集中式制图管理、分布式分幅式制图生产技术作业模式的实际需求,提出并设计了空间数据库的离线操纵技术,解决了数据库驱动的技术前提和分布式作业的生产现状二者之间的巨大矛盾.     

多尺度空间关系研究进展

空间关系及其尺度变化建模,一直是地理信息科学基础理论的重要前沿领域之一。本文全面总结了该领域在理论、方法和应用方面的最新进展。首先,详细阐述了关系表现与几何表现的特点和差异,提出了关系表现的尺度问题,尤其是与制图综合的关系。然后,分别结合形状化简、面对象合并、属性归纳、空间维数退化等制图综合算子,论述了拓扑和方向关系尺度变化规律的推导和建模方法。最后,结合多尺度空间关系变化模型,提出了基于关系的多尺度数据分析技术框架,并重点阐述了基于关系的多尺度数据一致性检测和多尺度数据查询的概念及解决方法,且用实例分析证明了它们的有用性。详细而具体地研究不同综合算子对拓扑和方向关系尺度变化的影响及建模方法,对于分析和理解多尺度空间数据,具有重要意义。     

中国1∶100万数字地貌图符号与注记系统库的设计和应用

中国1:100万地貌图符号系统库和注记系统库的设计,是在对中国区域地貌的形态与成因类型特征全面综合分析研究的基础上,针对中国1:100万地貌图的基本专题内容、图例系统、幅面负荷等的要求,从定量制图符号的基本问题出发,根据不同地貌形态和成因类型,设计各种点状、线状、面状符号和注记,建立了地貌符号库。同时,构建了满足1:100万地貌图制图和出版要求的地貌注记库。它们均应用于《中华人民共和国地貌图集(1:100万)》中,达到了预期设计效果,该地貌符号和注记库的设计和内容对其他相关专题图集的编制具有很好的借鉴意义。     

制图综合与地理信息综合链

本文阐述了传统制图综合、数字地图与GIS对制图综合概念产生的影响,并对国内外主要制图综合概念框架进行了综述与简明评价,指出现代综合概念应该从系统的高度全面、完整、充分地去认识。为准确反映现代制图综合的内涵和研究范畴,建议将传统的“制图综合”的术语拓展为“地理信息综合”。在此基础上,作者从地理信息传输系统的角度,分析了制图综合在不同传输阶段的特点,提出了地理信息综合链的概念,并指出完整的地理信息综合链应包括对象综合、数据库综合、制图综合和归纳综合四部分。它们彼此息息相关,互相制约。     

地理空间分析与制图的数据整合策略和方法

地理信息系统(GIS)的地学分析与计算机地图制图(CAC)是地理空间数据应用不可分割的两个方面。但GIS与CAC在地理空间数据的需求上存在冲突,导致两者间数据无法充分共享,直接造成数据的重复采集和浪费。本文从数据、软件系统和地图符号库的综合实施方案出发,初步探讨了地理空间数据整合的策略与方法。研究结果表明,基于辅助线的传统整合方法极大地增加了地理数据建库与更新的难度,而将人工智能技术、专家系统与主制图型或者主分析型数据方案结合起来,才有助于实现GIS与CAC在数据及系统功能上的真正融合。     

空间数据库电子接图表的设计与实现

目前,我国已建立多种基础空间数据库,但现有空间数据库管理系统中,地图制作、标准地图管理等仍需要采用标准分幅来满足统一管理的需要。如何更有效地管理海量分幅空间数据,并实现对其快速检索成了多尺度基础空间数据库建设亟需解决的问题之一。本文分析了电子接图表,实现了空间数据接图表的可视化,集成了现有的空间数据库管理与数据库可视化操作的功能;依据空间数据不同的比例尺类型、要素类型、几何类型,自动计算标准分幅编号、绘制分幅边界;提供空间数据库海量数据检索技术方法与参数传递方案、基于数据存储的逻辑结构设计数据检索方案,并总结出空间数据优化存储策略与高效管理方法。应用案例表明,空间数据库电子接图表能够提高分幅空间数据的可视化管理与检索效率,对涉及大规模空间数据库可视化管理和检索应用需求,有很好的理论和实际应用价值。     

地图概括中空间目标几何信息传递模型研究

地图概括是实现多比例尺地图生产和更新的一种重要理论方法。目前,国际国内制图学界对地图概括的研究主要集中在发展地图概括算法方面,在地图概括的质量评价方面的研究还很少。为此,本文以信息论为理论基础,以地图概括中空间目标几何信息的传递问题为研究对象,以相应空间目标几何信息的传递效率来度量地图概括中单个空间目标的概括质量。首先,建立了地图概括的空间信息传递模型,描述不同比例尺地图之间空间信息的传递过程。进而提出了地图概括过程中空间目标(即:线和面目标)几何信息的传递模型,并且对地图概括中空间目标几何信息的传递状况进行了评估,给出了具体的计算和实现方法。最后,通过实验初步验证了地图概括中空间目标几何信息传递模型的可行性。     

基于自然格网索引的多尺度面实体增量级联更新方法

多尺度地理空间数据增量级联更新方法是增强地理空间数据的现势性的重要手段之一。级联更新包括多尺度数据匹配、关联关系建立、匹配与变化检测、增量信息制图综合、级联更新等步骤,其中,相邻比例尺数据匹配是多尺度数据关联关系建立的基本方法,也是实现级联更新的重要基础。针对现有方法中多尺度同名实体间的关联关系匹配的精度和效率问题,本文提出了基于自然格网索引的多尺度面实体增量级联更新方法。首先,检测出同源同尺度矢量空间数据发生变化的增量包;其次通过自然格网索引确定更新实体所在格网位置,并进行删除、自动或手动更新;最后实施制图综合、接边以及多尺度面实体增量级联更新信息传递操作。以赣州市虎山乡部分区域居民地要素为例,实验结果表明：① 在匹配阈值为0.51的情况下,相较于直接匹配的方法,采用本文提出的自然格网索引方法进行匹配所消耗的时间减少了88.4%,查全率和查准率分别提升了5%和4%,充分说明了自然格网索引方法在匹配相邻尺度间地理要素时的必要性; ② 相较于传统的Hausdorff距离、欧式距离和质心包含3种匹配方法,本文所提出的方法在耗时（1.34 s）、查全率（66.5%）和查准率（94.1%）方面处于领先地位,这充分说明了本文提出的级联更新方法的优越性; ③ 本文提出的方法可免除关联居民地差异的影响,从而大大减少人工编辑的作业时间,并可有效提高多尺度居民地实体增量级联更新的精度和效率。