ArcGIS 9.2的完整製圖解決方案

 
從製圖的角度看,GIS在基於數據庫的空間數據符號化,多用途製圖與空間數據查詢和分析上發揮着巨大的作用。但是地圖的生產者希望同時獲得更加豐富多樣的圖形化表現效果以及更加靈活自由的操作方式。因此,ArcGIS 9.2在製圖上推出了一組新的功能,提供了富有創造性的靈活機制,支持自動化製圖,生成高質量的製圖產品。

      該項更新的主要目的是爲製圖者基於空間數據庫提供最理想的工具和環境。一個關鍵目標就是提供更大的製圖靈活性,支持自動化製圖。系統可以幫助地圖生產者從重複的手工勞動中解脫出來,使他們可以更加關注於地圖設計和加工本身。

介紹
      幾乎所有的地圖生產者都通過GIS進行數據的預處理,其中很多人直接在GIS中完成全部的地圖生產過程。其他一些人依靠基於文件的圖形軟件,如Adobe Illustrator進行製圖編輯,並創建最終的地圖產品。這種不連續的工作流有很多缺點,比如需要在不同的軟件中導出導入,缺乏一致的用戶界面等。在兩個環境中重複修改和更新還會降低工作效率,並增加製圖費用。地圖修編時,製圖者不能訪問要素屬性。而且如果想生產不同比例尺的地圖產品,製圖者還必須維護多個單獨的數據庫等。

      此外,更多的地圖生產單位希望全部的地圖生產過程可以使用通用的數據庫和通用環境,並且希望能夠“一次採集,多次使用”,這要求:
o 單一的軟件環境可以支持從採集到生產全過程
o 基於企業級數據庫
o 支持多地圖表達,用於創建多個地圖產品
o 具有生產高質量製圖產品的能力
o 條件成熟時,可擴展支持製圖綜合,以及持續更新

      即將推出的ArcGIS 9.2中的新的製圖表現(representation)和覆蓋(override)功能,支持基於GIS的完整的製圖生產處理過程。輸出的結果包括用於直接打印的繪圖文件,用於Web或圖形發佈的影像格式,以及用於製版軟件中拼版、分色、處理的Adobe Acrobat PDF文件。

製圖表現和覆蓋
      製圖的人經常要面對的一個困難是如何處理製圖自動化(統一的製圖可視化規則)與製圖自主性(地圖表現的自主性)之間的衝突。ArcGIS 9.2中新的製圖表現和覆蓋功能使得自動化和自主性統一起來,解決了許多這類的問題。僅有少量信息被追加到空間數據庫的地理要素類上,用來存儲統一的表現規則和單個要素的圖形覆蓋信息。

線狀要素示例
      對製圖者來說,使用虛線表現線狀要素一直是個傳統的挑戰。ArcGIS 9.2通過GIS要素的自動錶現功能提供了一種新的解決方案來處理類似的問題,同時還提供了靈活的機制可以覆蓋自動化規則。通過自動化表現和覆蓋的有機結合,可以快速生成清晰的,令人滿意的地圖產品。

      圖1顯示了矢量GIS基礎地形數據庫中(數據版權swisstopo)線狀道路的符號化的五個階段。傳統的基於GIS的製圖系統僅僅支持其中的前兩個階段。

      在第一個階段,線狀要素被賦予默認的GIS符號(紅線),在第二個階段,使用斷線符號,這是一個在製圖產品中常用的典型線型。但是對交叉點和轉彎部分的處理(紅線圈出的部分),一般也是線的起點和終點,GIS的符號不能很好滿足製圖的需要,
階段三顯示了新的製圖表現功能如何在線的交叉點的位置,通過自動調整虛線,確保線的終點的連接。階段四顯示製圖者如何強制斷線的中心被放置在東北角的轉彎處來表現線的走向。修改結果被作爲覆蓋保存在數據庫的圖形表現字段中
階段五顯示了當製圖者決定改變部分斷線的顏色或者刪除其中某個斷線的時候,可以不遵循規則自由編輯符號的能力。但是,這個“自由表現”的信息仍舊跟原始的要素緊密相關。

製圖表現的存儲實現
      在物理存儲上,製圖表現在空間數據庫中的標準ArcGIS要素類表上增加了兩個額外的字段。原始的要素類用來存儲點,線,面圖形,和一組用於製圖,分析和數據管理的屬性字段。而製圖表現字段被用來存儲製圖表現規則的相應信息。這些信息用來對要素進行符號化。他們還被用來存儲製圖覆蓋,所謂覆蓋,其實是指不同於表現規則的例外。

      設計製圖表現系統的時候,一個必須要考慮的問題是避免重複存儲數據。因此,一個附加的用來保存製圖表現和覆蓋的字段要儘量保持最小,並且,如果可能,表現信息最好是在需要的時候從已有的GIS要素中自動生成。基於這樣的考慮,ArcGIS使用同一個字段保存製圖表現和覆蓋信息。因爲用來保存覆蓋的結構已經設計得足夠靈活,因此不需要單獨的字段來存儲獨立的覆蓋信息。

製圖表現規則
      每個要素類的子集可以分別對應不同的製圖表現規則。例如,一個道路要素類可以針對街道,主幹道,次幹道和高速路有不同的規則;還可以針對高速路上的橋,隧道或特定環境設定不同的規則,例如,由於交通事故造成的高速路臨時堵車,可以用特定的規則相對應。

      規則可以由一個或多個可視層組成,每個層從一種空間數據類型開始,可以定義一連串可選的效果以及放置樣式,在繪製基本的符號之前動態應用到要素之上。



      圖2顯示了製圖表現作用於GIS線狀要素時的數據流。要素的shap圖形字段被設定了一個表現規則,該規則由兩個可視層組成。第一層在繪製基本的線符號之前首先應用了兩個幾何效果(一個偏移效果和一個虛線效果)。第二層在繪製基本的符號(動物點符號)之前,首先應用了一個效果(點符號放置效果)。圖3顯示了應用這樣的規則之後的可視化結果。


死衚衕處理前後的效果

      規則也可以利用數據庫中要素已有的屬性字段進行明確的設置,進而控制要素的表現效果。這類字段也可以通過空間處理過程賦值。 空間處理提供完整的強大的GIS工具包幫助我們確定需求,並計算出所需值。一個典型的例子是通過空間處理工具中的拓撲引擎查找死衚衕並設置一個數據庫字段,然後可以通過這個字段控制線的終點的樣式爲平的,而不是圓的。(圖4)

規則的例外——覆蓋
      覆蓋允許用戶爲單獨的要素修改規則中使用的值,而不會影響到其他要素的顯示。在圖2中,通過覆蓋字段可以修改輸入的圖形,幾何效果的屬性值或者符號的任何圖形屬性。


製圖編輯工具

      ArcGIS提供一組直觀的圖形和製圖表現屬性編輯工具,用來定義和修改覆蓋信息
(圖5和圖6)。圖5是線狀籬笆的製圖表現屬性面板,使用了一對交替出現的符號。面板上顯示了可以被修改覆蓋的系列圖形屬性。

自由表現
      ArcGIS中提供更高級別的例外,用戶可以將任何製圖表現轉換爲自由表現。它生成一個特定製圖表現規則的拷貝,提供給單獨的要素進行規則修改。這個改變既可以是圖形類型的改變(面改爲點),也可以是增加額外的規則和符號層,或者是任意的新的圖形。以這種方式擴展數據模型給用戶提供了極大的自由度來繪製地圖。例如,鐵路旁軌區域,通過製圖表現,可以只顯示典型的幾根線型表示“這兒有許多條鐵路線通過”即可。它同時還允許重新定位或隱藏某個單獨的圖形要素符號,比如,隱藏代表隧道的虛線中的某個單獨的短線,來避開地面層的重要地物,如圖7a和圖7b。

製圖編輯工具
      製圖表現的編輯工具幫助原來傾向於使用圖形軟件的製圖者轉換到基於GIS的環境中完成製圖工作。例如,表現編輯工具提供類似於常規桌面圖形包中的工具,而且,許多最新的工具,由於專爲製圖任務而設計,因此可以獲得更高的效率。製圖表現的編輯環境與ArcGIS中編輯矢量要素的基於版本的編輯環境相一致,因此支持用戶的撤銷/重做功能。


基於規則的隧道               自由表現的隧道

製圖數據模型和工作流
      製圖產品的工作流和數據模型基於不同單位的考慮是不盡相同的。下面根據難易程度的增加列出了不同的情況。


簡單工作流,已有要素類

      簡單工作流情況——最簡單的情形,一個組織已經有了以要素類組織的GIS數據並希望生成製圖產品。在這種情況下,直接爲要素類添加製圖表現就可以了。(圖8)

多產品情況——在下一種情形,一個組織已經有了以要素類組織的GIS數據,並且想生成相近比例尺的多幅製圖產品。在這種情況下,需要爲每個產品單獨在要素類中添加一個製圖表現。(圖9)


地形圖和製圖情況——在第三種情形下,一個組織已經有了實時維護的主數據庫,希望生產製圖和非製圖的產品(如車載語音導航系統的導航路徑圖)。我們傾向於以主數據庫作爲數字地形模型(DLM)。對於製圖產品,我們需要從DLM中通過選擇獲取必要的數據,並將它們組織成數據製圖模型(DCM),該模型可以在多產品的情況下滿足對多種製圖表現的要求。(圖10)
企業級策略情況——圖11勾勒了未來大型企業級工作流的情形。它擴展了DLM/DCM的情形,可以支持在不同比例尺下不同類型的多種製圖產品的自動生成。這裏,數據流必須同時包含兩個模型的綜合(通過選擇、聚合、簡化生成小比例尺的地形模型要素)以及製圖綜合(通過置換、誇張和象徵生成可見的適合要素),同時考慮符號的寬度和大小。要達到如此的自動化和製圖綜合對我們來說是一個極大的挑戰,但ESRI將努力致力於通過ArcGIS的空間處理框架提供適合的工具。
一旦特定比例尺的製圖數據被創建,就可以在此基礎上應用多表現和覆蓋功能。這些功能可以滿足符號化的需要以及圖形化的差別,創造出滿足需要的各類地圖產品。


 

製圖環境
      上面講述的製圖表現和覆蓋能力被集成到功能豐富且強大的ArcGIS環境中,製圖者可以充分利用GIS拓撲,空間處理(如製圖綜合),製圖佈局,以及3D的強大功能。

      市場領先的Maplex文本放置應用已經作爲文本放置引擎,被重新構建並集成到ArcGIS中。(圖12)它可以極大地減少前期文本生成以及放置的工作。在9.2,對於標註位置和引導線放置進行了持續的改進,並將繼續關注特殊的標註問題,如等高線階梯狀標註。

      製圖者也可以利用其他的擴展和ESRI軟件系列中的其他產品。特別是,PLTS,爲操作者的日常工作和製圖工作流提供了基於ArcGIS軟件之上,優化的和自動化的解決方案。它還提供了一組交互式的工具條和以地圖產品爲目標的自動處理過程。PLTS以及底層的空間數據庫,提供了一個地圖系列製圖的機制,可以自動採用適合的標題和旁註,生成一組地圖。它還可以創建由多頁組成的地圖集。並提供各種常規民用和軍方的製圖樣式,製圖佈局和旁註。現在,不僅僅矢量要素數據要保存在數據庫中,基於數據庫的製圖和元數據也是以數據庫爲中心的開發策略的一個關鍵內容。

圖形控制和可視化輸出
      ArcGIS的可視化製圖能力的背後是一個強大的圖形輸出作用機制,用來處理線型,填充,圖案,顏色,優先級,透明,可視,掩模以及其他的許多內容。它驅動屏幕輸出,打印和圖形的導出。

      圖形的作用機制支持強大的可視化能力,如選擇性掩模,該功能以前僅提供在特定的圖形應用中。選擇性掩模允許用戶定義一系列目標層,他們可以被用做掩模的多邊形圖層掩蓋或清除。(圖13)這可以大大提供製圖的清晰性,例如,等值線標註文字壓蓋了等值線的顯示。


爲與文本下面的選擇性掩膜

      9.2之後,ESRI將繼續致力於不斷修正圖形的作用機制,以達到更好的圖形顯示效果,提供更完善的功能以及更便攜的平臺。此外,還將不斷提高處理複雜圖形的能力,例如,陡坎和圖案填充區域的合併,以及,降低繪圖文件的大小——特別是向智能繪圖設備輸出的繪圖文件的大小。新的計劃包括對新的顏色模型的支持,包括CMYK,spot和PANTONE顏色以及對顏色梯度和紋理的支持。

總結
      高級製圖表現機制和製圖編輯工具將在ArcGIS 9.2中提供。如上所述,新功能將製圖產品自動化和圖形功能相結合,極大地提高了自動製圖的能力,以一個集中的數據庫爲核心,支持多製圖產品的生成。9.2提供的覆蓋機制給人以極大的自由度,與符號化規則作用機理相結合,在中心式數據庫的環境下創造出高質量的完美的製圖產品。

      這些工具和機制作爲ESRI遠景的一部分,提供了一個單一的,堅固的,直觀的,高效的,開放的製圖環境,作用於整個圖形處理過程。該環境以空間數據庫爲中心,不僅維護了數據,還包括數據規範,處理過程,以及生成的結果。它將製圖者從繁重的重複勞動中解放出來,爲他們提供工具和自由度,大大地增強了他們的創造性和表現性。

      在圖1、4、5、7和13中使用的數據由swisstopo VECTOR25提供,版權所有Swiss Federal Office of Topography 2006。 圖12的數據版權歸HarperCollinsPublishers 2006所有。

發佈了46 篇原創文章 · 獲贊 6 · 訪問量 17萬+
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章