测绘地理信息应急快速制图系统研究

发表时间:2021/3/11   来源:《城镇建设》2020年11月33期   作者:张星刚
[导读] 随着全球经济一体化进程的不断加快,由此极大的推动了各个前沿领域的发展,而提高应急地图生产效率,缩减制图时间,形成高效的应急地图生产制作流程,已然成为提高应急测绘保障能力的迫切要求。
        张星刚
        身份证号码:41292619770916****
        摘要:随着全球经济一体化进程的不断加快,由此极大的推动了各个前沿领域的发展,而提高应急地图生产效率,缩减制图时间,形成高效的应急地图生产制作流程,已然成为提高应急测绘保障能力的迫切要求。基于此背景下,如何快速制作应急地图成为当下探讨和研究的热点。
        关键词:测绘地理信息;应急快速制图;系统
        引言
        为确保应急制图的效率,对应急制图知识分解与匹配、应急专题数据快速动态集成、多因子触发制图规则的自适应快速制图等关键技术进行研究,在此基础上开发了测绘地理信息应急快速制图系统,提高应急制图的效率。
        1地图符号复用技术
        按照面向对象软件设计思想,地图符号复用技术涉及的对象可以分解为地图符号库对象、GDI+、EPS、PDF和SVG输出接口对象、以及一个中间件对象。其中,地图符号库对象属于地图符号描述类;GDI+、EPS、PDF和SVG输出接口对象属于地图符号表达类,这两类对象通过中间件实现从地图符号库到各种方式的输出。这样,地图符号复用问题就分解为地图符号的描述和地图符号的表达两个主要问题。其中,地图符号的描述是指将构成符号的图元、图元的位置、颜色、线型等以独立于输出设备、独立于语言的方式进行描述,它与输出方式无关,但是每种具体的输出方式在输出时都要从符号库中调用对符号的描述;符号的表达是指针对不同的输出方式,将地图符号在具体的输出设备上输出或在数据文件内绘制,它与输出方式紧密相关,而各种输出方式之间彼此独立,互不相关。将地图符号的不同绘制算法和地图符号独立开来的这种设计思路,不仅能够满足地图不同输出目标的需要,而且其架构模式还具有结构灵活和可扩展的特点,即符号和它的绘制算法是分开的,符号化可以有多种绘制策略,对绘制策略的增加修改都很方便,而且不会影响到符号本身。在设计与实现上,我们采用策略模式将符号和符号的各种输出方式整合在一起。GDI+Driver类封装符号屏幕显示与PNG图像输出算法,EPSDriver类封装符号的EPS输出算法,PDFDriver类封装符号的PDF输出算法,SVGDriver类封装符号的SVG绘制算法。Canvas是抽象的画布对象,它负责调用上述不同的绘制策略来实现不同输出目标的地图符号绘制。Canvas对不同绘制策略的调用,是通过分发、解释符号的绘制命令实现的。Canvas实质上是一个输出介质的代理,它接收地图符号的绘制请求,判断当前的输出状态,然后将具体的绘制任务发送给具体的绘制接口。在抽象画布中,颜色采用的是与设备无关的色空间,所以系统的色彩在传递过程中能够实现色彩的高保真。
        2.2制作快速制图标准模板
        快速制图标准模板需确定图件的表达内容和表达方式。表达内容包括灾害基本信息、灾害发展趋势及灾害救援情况等。表达方式将依据灾害管理部门、国内行业单位、国际社会等不同的需求实现多样化。每种模板按照灾害类型划分为地震、干旱、海冰、洪涝、火灾、冰凌和雪灾,并细分为横向及纵向两种。在系统化、标准化、快速化的指导下,快速制图模板采用ArcGIS的MXT文件技术实现。模板文件中主要包含的内容有基本背景数据、产品编号、灾区位置示意图、灾情概况、遥感灾情监测结果、图例、制图时间及整饰要素等。确定好模板内容组成后,根据实际业务需要定制模板。
        2.3规则数据驱动制图技术
        制图表达技术是Arc-GIS的一个功能模块,通过一系列规则来约束地图显示。使用时,可基于制图规则符号化要素且同一要素可带有多个制图表达规则,来满足复杂的制图规范要求或显示效果,并能实现同一套数据制作出不同专题展示不同的地图产品。

利用制图表现和GIS要素的覆盖功能实现地图制图的自动化和自主性,一方面保证了GIS要素的连续性,能满足制图表达的实现,另一方面通过数据本身存储的规则,减少人工编辑工作量,促进了地图制图自动化的实现,提高了工作效率。与传统纸质地图相比,电子地图更具有现实应用性,主要表现在电子地图的地图符号可实现动态缩放,并自动按照制图输出规则实现制图表达。
        2.4编制快速制图应急预案
        快速制图应急预案是在突发灾害发生前围绕快速制图工作开展流程和技术保障,制定相应的策略和资源准备等的过程,主要解决快速制图“为什么做、做什么、谁来做、怎么做”的问题。“为什么做”是确定制图目的。包括确定快速制图产品服务对象,确定服务对象对制图产品的需求,确定不同类型、不同特点、不同等级、不同影响程度的灾害类型对制图的需求。“做什么”是根据快速制图目的,确定制图内容。以高空间分辨率遥感数据为主,兼顾其他类型来源的空间数据,确定致灾因子危险性分布、承灾体脆弱性分布、孕灾环境稳定性、灾害发展情况、救援情况、历史灾害分布情况以及紧急避难场所分布等快速制图内容。
        2.5特殊情况处理
        1)面的符号填充在面范围内生成按一定纵横间距排列的点阵,对点进行纵横平移,形成品字型的点阵,为这些点配上符号、颜色等属性值即可实现面的符号填充。2)道路中心线生成边线由道路中心线生成缓冲区,缓冲距离为中心线到边线的距离,将该缓冲面转为线,经过一定的清理即可得到跟中心线平行的两条边线。以这种方法可以实现铁路等特殊符号的表达。3)要素显示顺序的排列要素的显示顺序在制图表达中很重要,如果把一个颜色填充的面放在其他要素的上面,那么下面的图形将会看不见。可以预先设置要素显示的优先级别,以1,2,3,……来表示,在数据输出前进行排序,那么各图形将会按照预先设置的顺序来显示。
        2.6地图发送端的空间认知
        认知语言学以“现实-认知-语言”为基本原则,认为对现实的体验是认知的基础,认知又是语言的基础。对地理对象的体验形成了地理概念,而地图作为一种信息交流的语言,用于对地理概念进行进一步的表达,形成地理空间环境认知的结果。在“情景-应对”新应急响应范式下,通过对现实世界的认知,在历史事件、危害分析和风险识别的基础上,建立起事件情景。应急场景快速制图始于测绘地理信息专业人员对情景的认识,即从情景中的地理空间概念及其内容所形成的地理场景开始。从情景到地理场景模型是地图发送端地理空间认知的第1个过程,认知主体是测绘地理信息专业人员。该过程通过概念化对非常规突发事件情景中的地理场景进行抽象、概括和精简。在此基础上,为了便于应急地图高效地传输空间信息,测绘地理信息专业人员依据应急制图的目的和用图者的需求,通过比较、分析与思考,从地理场景中选取最有应急使用价值的信息内容,明确最合适的信息表现形式,将其以心象地图的形式储存在大脑中,该过程是地图发送端空间认知的第2个过程———“认知制图”过程。测绘地理信息专业人员对应急制图规律和经验进行高度概括、抽象和提炼,将心象地图输出为形式化的知识规则,这是地图发送端空间认知的第3个过程。在知识规则的基础上,制图者运用地图语言来表达一起非常规突发事件的地理场景,在严格的数学基础之上,建立地图数据模型,实现快速、准确、清晰和规范的应急制图,该过程是地图发送端空间认知的第4个过程。
        结语
        总之,随着测绘技术的发展,技术规程的更新,这更要求我们对数据要素进行扩充,尽量实现最优的地图制图技术。
        参考文献
        [1]朱庆,曹振宇,林珲,等.应急测绘保障体系若干关键问题研究[J].武汉大学学报·信息科学版,2014,39(5):551?555)
        [2]李志林,刘启亮,高培超.地图信息论:从狭义到广义的发展回顾[J].测绘学报,2016,45(7):757-767.
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