三门峡水库遥感专题影像图的设计与制作_马坤.pdf

第 46 卷 第 6 期2023 年 6 月测绘与空间地理信息GEOMATICS SPATIAL INFOMATION TECHNOLOGYVol 46，No 6Jun，2023收稿日期:20220328作者简介:马坤(1988)，男，河南三门峡人，工程师，硕士，2015 年毕业于西安科技大学测绘工程专业，主要从事测绘技术应用研究工作。通信作者:王耀兴(1972)，男，河南郑州人，高级工程师，本科学历，主要从事测绘技术应用研究工作。三门峡水库遥感专题影像图的设计与制作马坤1，王耀兴1，田子卿2(1 黄河水文勘察测绘局，河南 郑州 450003;2 东北农业大学 水利与土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150030)摘要:遥感影像图具有信息丰富，效果直观，实用性强的特点，在当前经济社会发展中得到了越来越多的关注和应用。本文以三门峡水库专题遥感影像图为例，采用 ArcGIS 为制作平台，详细论述了遥感专题影像图的设计制作流程和一些关键技术的研究，为今后影像地图及其他地图的设计制作和推广应用提供了参考。关键词:遥感专题影像图;地图制图;ArcGIS;关键技术中图分类号:P283 8文献标识码:A文章编号:16725867(2023)06018103Design and Production of emote Sensing Thematic ImageMaps of Sanmenxia eservoirMA Kun1，WANG Yaoxing1，TIAN Ziqing2(1 Yellow iver Hydrographic Bureau of Surveying and Mapping，Zhengzhou 450003，China;2 School of Water Conservancy Civil Engineering，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China)Abstract:emote sensing image map has the characteristics of rich information，intuitive effect and strong practicality，which hasbeen paid more and more attention and applied in the current economic and social development This article takes Sanmenxia eservoirthematic remote sensing image map as an example，using ArcGIS as the production platform，and discusses in detail the design andproduction process of remote sensing thematic image maps and the research of some key technologies，which provides a reference forthe design and production of image maps and other maps and their promotion and application in the futureKey words:remote sensing thematic image map;map cartography;ArcGIS;key technologies0引言随着我国地理信息产业的迅速发展，遥感影像数据已经普遍应用于国民经济建设的各个领域。如何做好遥感影像解译，设计好专题影像图，成为地理信息产业必须研究的课题1。本文基于三门峡水库遥感影像图制作项目，采用 ArcGIS 为制作平台2，详细论述了遥感专题影像图的设计与制作流程，以及一些关键技术的研究，为影像地图制作提供了技术借鉴和重要参考。三门峡水库库区位于晋豫陕交界处，大坝以上总集水面积 19 万 km2，东西长 126 km，水资源在季节上分布不均，库区干支流年径流量主要集中在汛期的 610 月，汛期又多半集中在 8、9 月。左岸支流较多，右岸主要一级支流渭河回水 15 km。行政隶属河南省三门峡市、山西省运城市、陕西省渭南市。河滩地形平缓，两岸河滩以上主要有侵蚀的低山和丘陵地貌组成，多年低水位运行，近年来滩区开发加快，设施农业、道路、景区、小型加工厂等增加较多。三门峡水库专题影像图重点表示库区范围内重要的基础资料，利用航摄影像、调查要素和地球公共影像等相关资料3，概略表示方位意义上的地物要素，详细表示与水库运行相关的要素，最后结合相关矢量和栅格数据4，综合考虑图面负载情况，编辑制作而成。1专题影像图的制作三门峡水库专题影像图，就是利用航飞的影像成果，编制而成的影像专题图，不仅包含栅格数据，还包括矢量数据。该专题图以地球公共影像、公共道路及行政区划为基础，叠加显示测区航摄影像、社会经济调查要素及与水库运行相关的专题要素，结合图面负载情况，综合制图编辑制作而成。三门峡水库专题影像图的制作流程主要包括需求分析、资料收集、方案设计、地图编绘、样图输出、修改编辑、成图输出等。1 1作业流程专题影像图生产作业流程如图 1 所示。图 1专题影像图生产作业流程Fig 1Production workflow of thematic image maps1)需求分析三门峡库区原有一张地形图，但由于成图时间较早，为 2004 年制作，现势性不足，同时覆盖范围小，仅包含潼关以下至三门峡大坝区域，多年的快速发展，使得三门峡库区急需一张现势性好，覆盖面广，同时能够清晰直观看到很多地理信息的专题影像图，这样的需求结合三门峡库区的特点，该专题影像图需要重点表示与三门峡水库运行相关的数据要素，同时概略表示其他要素;根据这样的需求，详细进行作业前的准备分析工作，在有限的条件下，进行方案设计。2)资料收集结合需求分析，收集的资料包括原三门峡库区地形图、三门峡水库航飞的成果 DOM 影像、已有的社会经济调查要素、数据库内容、重要等高线、黄河断面线、附近的黄河支流、重要的黄河河道治理工程等资料;互联网公共影像数据、专题影像图制作区域内的地形数据;区域内的行政省、区、县市、乡、村等行政区划及地名标注、互联网地图上线性要素道路桥梁等名称及注记。3)方案设计方案设计重点表示与三门峡水库相关的要素，包括各类工程、险工等河道治理工程，等高线、断面线，水文站、水位站、提水站、电灌站、码头、景区、滩地等其他重要设施，概略表示内容包括主要线性道路，公路、铁路、河流、桥梁等沿线的收费站、停车区、服务区，库区范围内的省、区、市、乡、村等内容。以公共影像作为底图，叠加地形数据，航飞 DOM，以及上述各类点状要素、线性要素、面状要素等。最后，添加必要的辅助读图工具，如标题、坐标格网、图框、图例、比例尺、指北针、制图单位、制图日期等5，以使影像图更加完整且清晰易读6。4)地图编绘地图编绘包括数据预处理和具体的作业实施阶段，数据预处理主要是收集资料的坐标系的统一7，包括互联网收集的资料与已有成果的坐标系的统一，以使相关内容能够正确无误地表达在一起，借助于 ArcGIS 的动态投影功能，加载数据时设置相应的坐标系统即可完成坐标系的统一;相关影像色彩的调整，可以借助其他影像处理软件进行操作，以便色彩的统一;作业实施是任务的具体实施阶段，可以分交不同的人员进行协作完成，包括各类点元素及线元素的矢量化，如道路、河流等，最终汇总整合到一起进行统一的美化调整。5)样图输出与修改编辑将影像图缩印至小尺寸的纸图上，检查影像图的整体效果及各类元素有无错漏，并进行及时纠正、改进、完善，使影像图更为清晰整洁美观。这一步的工作至关重要，如整体版面的选择、整体色调的调配、字体字号的选择，如何呈现出更好的效果等，修改编辑也是花费时间精力最多的地方，也正是反复的样图输出与修改编辑，才能制作出清晰简洁美观的专题影像图。6)成图输出成图输出是专题影像图制作的最后一步，在完成之前的步骤之后，尤其是修改编辑没有错漏，同时专题影像图清晰整洁美观后，即可根据不同的需要选择合适的清晰度(如 300 dpi)导出常见的不同格式文件类型，如*jpg、*tif、*pdf 等。1 2专题影像图制作根据作业流程，利用 ArcGIS 软件平台，选择合适的幅面及比例尺(如 1100 000)，依次由下往上叠加公共影像底图数据(并做额外的显示处理，从而保证主要元素处于主要显示位置)，公共互联网地形数据(主要为 DEM 数据，并进行色彩渲染，以使影像图清晰美观)，库区航飞成果 DOM 数据，社会经济调查数据及数据库，矢量化的线状要素，包括各类工程险工、重要等高线、断面线、影像图范围内行政区划界线、公路、铁路、桥梁、水系等，并采用不同的符号显示;根据社会经济调查数据分类制作图例，并用不同的符号显示，包括水文站、水位站、水尺、提水站、电灌站、景区、滩地、码头、重要设施等;根据公共互联网地图数据分级分类显示不同的地名标注;并将各类标注情况依据图面负载放置在合适位置，避免压盖、叠置，使影像图清晰易读。图幅整理完毕后，需要添加一些必要的图面整饰，作为读图工具和补充，主要包括图名、图例、比例尺、制图单位、生产日期、指北针等辅助要素，此次三门峡水库库区影像图独有的一些图面整饰主要是社会经济调查的基本情况表，一并显示在影像图中，此外制作漂亮的边框和底纹，增加经纬网，使影像图更加整洁美观。整饰要素的配置以影像图为主导，与主图关系清楚，有逻辑秩序，形成整体，使布局更加均衡。1 3关键技术的研究在影像图制作过程中，为了使影像图更加清晰简洁美观，同时为了提高制图效率，节省制图人员时间，在水系渐变符号表达、自定义样式图框制作、线状要素标注、地物标注转注记等关键技术进行了研究，为三门峡水库库区影像图的顺利制作完成，提供了有利的技术支撑。1 3 1水系渐变符号表达河流，尤其是沿三门峡库区黄河的各个支流，支流大小不一，为了更能反映真实情况，在影像图中，将不同的281测绘与空间地理信息2023 年支流用不同的宽度表示，甚至同一条支流在不同位置处的流量不同，宽度也不相同。河流的宽度应该根据自然状况渐变表达，反映真实情况的同时也更为自然美观。河流的宽度渐变效果采用制图表达来实现。制图表达突破了要素的几何属性，在河流的宽度渐变表达效果中，使用面状要素来表示线要素，即采用宽窄不同渐变表达的一个面来表示一条线段(也就是一条支流)，以此来达到宽度渐变的效果，使整个河流水系更加自然美观。1 3 2自定义样式图框制作ArcGIS 系统中的样式不能满足实际生产需要，为了实现快速制图，需要自定义手动制作一些样式，尤其是美观的花纹边框样式。为了制图需要，可以在 ArcGIS 中插入多个框架，本项目中一共插入 2 个数据框，分别是外图框和内图框，这样也使边框更容易制作，同时也更为美观。为了达到美化边框的效果，需要在两个数据框中添加多个图层，分别选择各个图层并进行编辑，中间图层为主要花纹显示，在“标记线”选项卡中单击“符号”，在弹出的符号选择器中单击“编辑符号”，在点符号编辑器中选择字符标记符号类型，选择安装之前字体中的符号，预览并调整到合适位置。而后以中间图层为界，添加多个线图层，并分别设置偏移量、线宽、颜色等属性，在预览中查看修改结果，不符合要求可以反复修改，直到边框达到清晰美观的要求为止。1 3 3线状要素注记由于影像图中线状要素多且不规则，如果仅仅按照属性进行注记，注记位置及方向均无法固定，在要求的比例尺条件下，注记内容多且杂，压盖叠置严重，非常影响美观，因此需要调整线状要素注记位置和方向，以使注记清晰、简洁、美观。由于注记内容多，如果仅仅依靠手动调整，工作量大，费时费力，因此需要找到合适的方法，以实现批量注记。以断面线为例，断面线的注记要求统一为断面左侧，因断面线垂直河流布设，不同流向的河流，断面线不一致，并且有些断面线较长，按属性显示的话可能会显示在不同位置处，影响图幅美观。用属性转注记的方式会导致注记放置在一个线型的不同位置，注记一般位于线型中间，但这样往往并不符合要求，不利于图幅整饰，影响影像图的正常使用。结合断面线的注记方向，创造性地实现加绘断面位置线，并同时将断面线分为不同的 2 类，用逆时针作为角度计算方式，以 90为界限，大于 90将注记标注在断面线下方，如此，注记在断面线左侧;小于 90时，将注记放置于断面线上方，依然可以保证注记在断面线左侧，这样就可以实现在 ArcGIS 中位置设置的批处理，这样解决了注记方向问题的同时也大大提高了制图效率。同时，由于加绘了断面位置线，可以将注记固定在需要的位置处，更有利于批量处理及制图综合，提高制图效率。批量调整的情况下，发现若干不合适的地方，仅需要手动微调即可完成这一区域的制图工作，其他的线性要素注记表达也可以用同样的方式进行操作。1 3 4地物标注转注记由于影像图中各种地物要素较多，地物标注显得拥挤，甚至出现地物标注在特定比例尺下被压盖无法显示的情况，致使整个图面显得不整洁、不美观，严重影响出图效果，基于此问题，可采用地物标注转注记的方法去解决它。地物标注转注记就是在 ArcGIS 中，在特定的比例尺下，将地物标注转为注记，当标注转为注记后，在相同的位置标注会消失，同时注记会出现，该注记可以手动修改，可以修改字体的大小、颜色、方向、位置。这样在修改标注时，既可以避免其他同类型地物标注会受影响的情况，还可以根据制图的需要，人为地将地物标注多的地方，改变地物标注的位置，避免了标注压盖、拥挤的情况，使影像看起来简洁、美观。地物标注转注记操作步骤比较简单，首先打开 Arc-GIS，缩放至图层及设置好比例尺，然后右键选择要转换的数据库，选择“将标注转换为注记”在弹出的页面中，可选择将存储注记设置为“在地图中”，最后点击“转换”按钮，即可转换完成。2结束语随着社会经济的发展，专题影像图的实际需求也越来越多。本文利用 ArcGIS 进行三门峡水库库区影像图的设计与制作，整理出了一套基本制图流程和方法，制图流程实用高效，专题图充分结合了栅格影像图和矢量地形图的优势，集科学性、知识性、真实性、直观性于一体，输出图形美观大方、图面内容丰富多彩，而且通过对 ArcGIS软件制作影像图关键技术的研究，大大提高了制图效率，通用性强，很多可以实现批量化处理，为制图人员节省了工作时间。该项研究，不仅适用于影像图的制作，而且其他相关图形的设计制作也可以参照进行，可以有效地在各类图形制作中推广使用。目前，该研究除了在三门峡水库库区专题影像图制作中使用以外，在故县水库的专题影像图制作中也得到了广泛的应用，取得了良好的效果。参考文献:1刘海波 影像挂图的设计制作J 中国地名，2015(9):30，32 2王杰，郭星 ArcGIS 在森林公园总体规划专题图制作中的应用 J 林业调查规划，2014，39(5):1214 3陈慧芬 基于 ArcGIS10 1 软件下遥感影像挂图的制作 J 测绘技术装备，2015，17(2):9293，85 4孙瑞，吴泽元，潘雪婷 ArcGIS 在影像挂图编制中的应用及发展 J 环境与发展，2017，29(3):126127 5唐国礼 数字城市影像挂图编制技术和方法:以韶山市正射影像挂图为例J 测绘地理信息，2014，11(10):133137 6彭异，何宗宜，王鹏博，等新疆影像挂图 的设计与制作 J 测绘通报，2014(6):105107，119 7闫正龙，李亦慰 高分辨率卫星影像挂图制作关键技术研究 J 测绘技术装备，2011，13(2):35 编辑:任亚茹381第 6 期马坤等:三门峡水库遥感专题影像图的设计与制作