基于SuperMap的中国水系流域图集的制作.docx
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基于SuperMap的中国水系流域图集的制作
本科生毕业论文（设计）
题目：
基于SuperMap的《中国
水系流域图集》的制作
专业代码：
070703
作者姓名：
程元雷
学号：
31
单位：
环境与计划学院
指导教师：
肖燕
2020年5月31日
原创性声明
本人郑重声明：
所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的功效。
除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究功效，也不包括为取得聊城大学或其他教育机构的学位证书而利用过的材料。
对本文的研究做出重要奉献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人承担本声明的相应责任。
学位论文作者签名：
日期
指导教师签名：
日期
1引言1
2图集的设计2
设计原那么2
综合反映各水系流域之间及流域内各要素之间的有机联系2
图集表现内容的选取2
图集色彩表现形式的设计3
图集专题要素的符号表示3
设计内容3
《中国水系流域总图》内容设计4
各分图的内容设计4
数学基础6
技术线路6
3地图的编制及关键技术7
地理数据的矢量化7
一般数据的矢量化及技术7
具有特殊要求的数据的矢量化及处置方式8
色彩与专题符号设计8
色彩的设置8
地图符号的设计与制作8
非图形数据的补充处置9
其他细节设置9
4结语9
参考文献10
附图11
致谢14
摘要
水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源。
如何有效地爱惜、利用和开发好水资源一直是人们关注的问题。
因此，设计与制作《中国水系流域图》，综合反映各区域水资源特点、规律与状况，对各区域水资源的合理开发与利用及有效治理与爱惜具有重要意义。
作品以SuperMapDeskpro软件为制作平台，通过成立地图数据库、底图数据的屏幕跟踪矢量化、专题要素的输入、数据的编辑整理等步骤，最后整饰出图。
本文从地图集的设计入手，详细介绍了图集的设计、数学基础、技术线路、色彩与专题符号设计、地图编制的关键技术。
关键词：
SuperMap；地图集；设计；编制；中国水系流域
Abstract
Waterresourcesarebasicnaturalresourcesandstrategiceconomicresources.Howtoeffectivelyprotection,utilizationanddevelopmentofgoodwaterhasalwaysbeenconcern.Therefore,designandmanufacturetheatlasoftheChinawatersystem,integratedriverbasinreflecttheregionalwaterfeatures,rulesandconditionsofregionalwaterresources,thereasonableexploitationandutilizationandeffectivemanagementandprotectiontohavetheimportantmeaning.Thispaper,startingfromtheatlasdesignintroducedindetailthedesign,mathematicsfoundationatlas,technicalroute,colourandspecialsymbolsdesign,mapsthekeytechnologyofstaffing.
Keywords：
SuperMap；Atlas；Design；Prepare；Chinariverbasin
基于SuperMap的《中国水系流域图集》的制作
1引言
自20世纪50年代以来，电子运算机技术引入地图学领域，通过理论探讨、应用实验、设备研制和软件的进展，已经成为地图学中一门新的应用技术分支学科，即运算机地图制图学，它能够代替传统的地图制图技术，在生产上已经取得普遍应用[1]。
专门是自上世纪70年代以来，依托于运算机技术、GIS理论和运算机图形学的不断进展，运算机地图制图技术已在专题地图编制中取得普遍运用。
20世纪80年代末以来，伴随着以运算机技术为核心的信息科学的飞速进展，尤其是PC机功能的大幅度提高图形设备的快速进展和更新，网络电子地图作为一种以互联网为传播介质的新型数字地图应运而生。
在数字专题地图制图技术和网络电子地图发布技术的支撑之下，网络数字专题地图制图技术已由原先的面向地图专家，转变成面向在众多领域内需腹地图来表示空间信息的广大用户。
众多基础地理信息系统软件厂商纷纷推出各自的数字地图制作应用系统，如ESRI公司的ArcGIS产品，中地公司的MapGIS和北京超图软件股分的SuperMap等等。
地图集具有系统性、完整性、综合性、集成性、形象直观性等特点，可全面反映某一专题要求信息及其时空散布规律和动态转变规律，成为区域科学研究和决策治理的重要工具[2]。
水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源。
我国江河众多，流域面积大，但我国水资源的地域散布很不均匀，南北相差差异，年际年内转变大，枯水期和丰水期持续显现，造成水患旱灾频繁发生[3]。
如何有效地爱惜、利用和开发好水资源一直是人们关注的问题。
因此，设计与制作《中国水系流域图集》（以下简称《图集》），综合反映各区域水资源特点、规律与状况，对各区域水资源的合理开发与利用及有效治理与爱惜具有重要意义。
该《图集》以图为主，图文并茂，系统反映各流域的浇灌区、平原分洪区、水土流失严峻区、水库流域散布状况等信息，可供水利防汛部门作为汛期防洪决策的大体依据。
本文从中国水系流域地图集的设计原那么、图集内容、数学基础、技术线路、色彩与专题符号设计、地图编制的关键技术等方面入手，详细介绍了该地图集的设计及编制技术。
2图集的设计
设计原那么
设计原那么是编制图集的基础[4]。
设计原那么确信后，才能确信图幅与图组编排的前后顺序，和谐各类地图的比重，进而定制出各地图内容的取舍标准、制图的综合要求，直至阻碍到图集的地图投影、比例尺、各图的选题、表示方式、图幅大小、文字说明等[5]。
本《图集》在设计上表现“统一与和谐”、“紧扣主题与突出重点”的原那么，保证地图集科学性、艺术性和有效性。
其要紧体此刻以下方面：
综合反映各水系流域之间及流域内各要素之间的有机联系
全国水系是一个综合体，既涉及流区范围又涉及各流区之间的彼此关系，既包括水系径流量、通航能力等要素，又要考虑流域内环境爱惜与计划，全国水系作为自然资源的一个部份，既与地形地貌、土壤、植被等要素紧密相关，又与人类活动专门是水利工程建设密不可分[6]。
因此，《中国水系流域图集》在内容选题、图面配置和表示方式等方面均应以系统的观点加以综合考虑，需要设计综合图型，灵活运用点、线、面、图片和文字等多种表现手腕，将主图和文字说明等有机结合，从开发到利用、从自然到人文等多视角、全方位地综合反映水系流域内各要素状况及其各项内容之间的有机联系，从而改变传统地图形式单一、内容单调的短处[7]。
图集表现内容的选取
牢牢围绕“流域分区及流区内各水系特点”主题，重点突出表示流区分界与流区内各流域的分界、水系的河流分级和各水系水文特点、通航能力现状、水利工程建设、防汛防洪工程建设及其所面临的环境问题等。
其中，水系分级、通航能力、防汛防洪工程建设等资料信息均参考与中华人民共和邦交通部2005年公布的《珠江三角洲高品级航道网计划》文件和中华人民共和国水利部印制《长江流域综合计划》文件内容，利用最新的1:
400万比例尺的中国水系图为底图，结合最新的影像、文字、数据补充资料进行加工，以保障其权威性、靠得住性、现势性、有效性。
图集色彩表现形式的设计
底图以黄色为主色调、统一的浅红色水系分区边界、和用明度和饱和度较高的色彩对专题内容进行重点表示，使其处在地图的第一层面上，主次分明。
具体设计内容如下：
a．就《中国水系流域图》总图来讲，对内外流区以分区设色的形式进行表示，包括流区界限和流区内各水系设色，二者以同一色相的不同饱和度的颜色进行表示，统一中包括区别，使得品级区别和各要素分界范围一目了然，既丰硕了图面色彩又具有较强的有效性。
b．就《长江流域图》、《黄河流域图》等分图来讲，对同一流域内的三个品级河流采纳同一颜色、不同线型进行表示，关于具有通航能力的河段进行缓冲区分析，加宽河道，以重点突出其地位。
图集专题要素的符号表示
利用SuperMap软件系统和IconWorkshop软件提供的功能壮大、方便灵活、简单易用的点状符号、线型库、填充库编辑器，制作形象生动的专题符号对各专题要素进行表示。
力求做到与实际地理要素特点相一致，既形象又容易明白得。
部份专题符号设计如图1所示。
图1专题符号例如图
Fig1Specialsymbolssamplefigure
设计内容
为了系统地反映中国水系流域状态，将该地图集分为两部份：
中国水系流域总图和长江流域图、黄河流域图、珠江流域图、京杭运河图4幅分图。
设计并制作相应的符号系统、色彩系统和基础底图,综合运用点、线、面等图层和图表、图片和文字等表现手腕，结合SuperMap软件数字制图技术，科学表达了中国水系流域信息。
《中国水系流域总图》内容设计
《总图》从宏观上表现了中国内外流区的划分、内外流区内各水系的分界和水系区域内人文要素（例如：
城市）和自然要素（如：
湖泊等）。
要紧包括：
中国水系流域分区信息、行政区划及行政中心信息、图例信息、南海插图信息、河流长度及流域面积的统计信息等五部份。
其中包括的点、线、面、标注等图层信息如表1所示。
表1《中国水系流域图》图层信息
Tab1"Chinastreamwatersheddrawing"layerinformation
数据类型
图层内容
点数据集
首都、国外首府、省会、地级市
线数据集
河流的一二三等级河道、京杭运河、黄河地上悬河部分，
北回归线及经纬网mapdivision，国界、省界等各级行政区界
面数据集
区域范围、流区、流域、湖泊、水库、黄河河道、国界缓冲区
标注数据集
国家或地区名、水电站水库名、河流名、海洋名、流域名
各分图的内容设计
《分图》部份选取了长江流域、黄河流域、珠江流域和京杭运河地域，针对其中的长江水利工程建设、水土流失地域、平原分洪区、受洪涝灾害要挟的平原区、黄河地上悬河部份、浇灌区，珠江通航能力河段分级等20多个专题信息进行重点表示。
分图要紧以专题地图、文字说明形式进行论述。
其中的图层信息如表2所示。
表2各分图图层信息
Tab2Eachmaplayerinformation
归类
内容
类型
点数据集
线数据集
面数据集
标注数据集
长
江
流
域
图
省会
，
地
级
市
中下游分界点、水利枢纽、水电站、
河流、
发源地
河
流
的
一
二
三
级
河道、省界、经
纬
网
信
息
京杭运河、
二三级河流叠加分析
区
域
范、流
域
面
积
、
水
库
湖
泊
、
界
线
缓
冲
区
平原分洪区、
受洪涝威胁区、
水土流失区
省
份
地名、
海
洋
湖
泊
河
流
名、
水
利
设
施
名
发源地标注
黄
河
流
域
图
首都、
中下游分界点、
水利枢纽、
水电站、
河流、
发源地、
国界、
地上悬河、
二级河流、
叠加分析、
京杭运河
灌溉区
宽河床区
发源地标注、
流域平原标注
珠江
流域
图
水利枢纽、
水电站、
三级河流叠加分析、
国界
通航能力分析
京杭
运河
首都、
起止点
黄河地上悬河部分
通航河段
起止点标注
▪数学基础
地图的数学基础，是指使地图上各类地理要素与相应的地面景物之间维持必然对应的经纬网、坐标网、比例尺、地图投影等数学要素[1]。
由于经纬网是在地图配准以后直接生成的，比例尺是在最后出图中设定的，因此本文要紧论述在制图进程中的地图投影的选择。
地图投影是地图数学基础中的重要组成部份，它是将地球椭球面上的景物，科学、准确地转绘到平面图纸上的操纵框架和地位依据[1]。
由于本作品当选用的是1:
400万的地图作为底图，而我国大部份省区图和大多数百万分之一比例尺地图多采纳Lambert投影和Albers投影[8]，故本作品采纳了双标准纬线劣等面积割圆锥投影，即Albers投影。
投影参数如下表3所示。
表3投影参数
Tab3Projectionparameters
参数名称
参数值
投影方式
Albers
中央经线
105E
标准纬线
（1）
25N
标准纬线
（2）
47N
地理坐标系
GCS_China_2000
大地参照系
D_China_2000
参考椭球体
China_2000
椭球长半轴
6378137m
椭球扁率
技术线路
作《图集》前，第一要设计出比较完善的编制方案和技术线路，保证了整个图集制作进程的顺利实施和按期完成[9]。
本作品选择SuperMapDeskpro地理信息制图软件进行地图编制，其整体技术线路如图2所示。
图2整体技术线路图
Fig2Theoveralltechnologyroadmap
3地图的编制及关键技术
地理数据的矢量化
一般数据的矢量化及技术
遵循图集的设计思想，利用软件，对各级行政区界、行政中心等一般数据和各级河流、各类水文信息、水利工程、流域内各类人文自然等专题数据进行屏幕跟踪矢量化。
为加速矢量化工作效率，在此进程中充分利用了软件自带的不同类数据的转换功能（如：
由线图层转化为面图层，以减少工作量，提高工作效率）和自动追踪功能。
具有特殊要求的数据的矢量化及处置方式
作品制作进程中，还充分利用了软件的壮大的叠加分析功能和SQL查询功能。
例如，全国范围内的三级河流是同一个线图层，而在长江流域图中，要求流域范围内显示三级河流这一专题要素，流域范围之外只显示二级以上河流信息。
针对这一要求，若是新建一个线图层，进行三级河流的再次矢量化共总量会超级大，因此利用软件的叠加分析功能，将三级河流图层与长江流域范围面图层进行求交的叠加分析，输出叠加后的河流信息即可。
同时，其他流域内的三级河流、水利设施等专题要素叠加仍可实现。
色彩与专题符号设计
色彩的设置
色彩是地图语言的重要内容。
利用色彩与自然地物景色的象征性，可增强地图的感受力，运用色彩又可使地图内容彼此重叠而区分为几个“层面”，提高了地图的表现力和科学性[10]。
本《图集》的色彩设计除遵循经常使用的规律外，加倍注重把色彩作为重要的表现手腕，牢牢围绕内容来选择主色调，增强色彩的对照度，运用色彩对视觉的冲击力，使色彩设计不仅贴切地反映专题内容，更能增加图形的清楚度。
具体成效图详见附图中的《中国水系流域图》、《长江流域图》、《黄河流域图》、《珠江流域图》、《京杭运河图》。
地图符号的设计与制作
地图符号是在地图上用以表示各类空间对象的图形记号，或还包括与之配合利用的注记[10]。
地图主若是通过图形符号来传递信息的，地图符号的设计质量将直接阻碍地图信息的传递成效，因此，高质量的地图符号是丰硕地图内容、增强地图的易读性和便于地图编绘的必要前提。
在专题符号的编辑进程中，由于SuperMapDeskpro符号库提供的符号有限，而且符号编辑的功能比较简单，无法知足复杂符号的设计，因此需要借助个性化图标制作软件AxialisIconWorkshop软件进行符号库、线型库和填充库的补充。
IconWorkshop是功能壮大的图标编辑软件，它除能够自由编辑创作各类XP样式图标外，还能够在各类图标文件间相互转换[11]。
符号制作好以后，另存为.ico格式，然后通过SuperMapDeskpro的符号编辑器直接导入制作好的栅格符号即可。
非图形数据的补充处置
图集中的水系特点要素，如河流长度、流域面积等数据，在地图数据库中属于空白，需要依照搜集的信息进行补充加工。
具体做法是将搜集来的河流长度、流域面积等数据导入Excel表中，通过对该数据的统计分析，插入折线统计图、柱状统计图和饼状图，再通过PS等多种技术，将其与底图进行匹配，做好排版以备打印输出。
其他细节设置
在地图制作进程中，细节的设置一样应该引发注意，在SuperMap软件制图进程中，很多细节的个性化设置都可实现，例如：
文字标注的自动避让、牵引线显示，线图层的十字路口显示优化，各图层的可见比例尺设置，标签专题图的文字流动显示等等。
这些细节设置都可通过软件自身功能实现，制作图集进程中应该给予重视。
4结语
《中国水系流域图集》的设计与制作，通过了多次探讨与修改，充分利用了GIS软件的桌面制图功能、数据治理、数据分析功能，这些功能在图集编制的实践进程中，取得了充分表现，取得了专门好的成效。
SuperMap软件具有壮大的桌面制图功能，另外，软件的色彩设置、空间分析功能、数据治理功能也日趋人性化，但在制图进程中也碰到符号库提供的符号有限，符号编辑的功能比较简单，无法知足复杂符号的设计等方面的问题。
可是，随着GIS软件技术的不断革新和大比例尺遥感图像的普遍应用，地图的编制也将随之而进展。
本文详细介绍了图集设计、制作技术的应用。
希望通过本文与列位同行一起探讨地图集的设计与制作，一路来提高地图编制的水平。
参考文献
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55
[11][EB/OL]
附图
致谢
值此论文完成之际，在此记下在完成论文进程中给予帮忙的教师同窗表示感激。
第一，对该论文的指导教师肖燕教师表示由衷的感激。
在论文写作进程中，肖教师曾多次给予帮忙指导，使整个论文顺利完成。
专门是在论文的多次修改良程中，肖教师更是在百忙当中抽出时刻给予多次斧正，对论文提出了宝贵意见。
肖教师那一丝不苟的敬业精神、求真务实的治学态度、深厚的学术功底和渊博的学识让人感动，对此，再次向肖燕教师致敬。
感激学校和学院领导对我的培育，感激在作品制作进程中，帮忙我对作品出谋献策的李镜尧同窗，感激所有关切和支持我的同窗。
感激我的父母及家人，在十连年的求学生涯中，你们给我无私的关切和爱，对我的选择全力支持。
最后，对所有帮忙和鼓舞过我的教师、同窗、朋友和家人再次表示衷心的感激！
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