基于SuperMap的中国水系流域图集的制作.docx

1、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：

2、日期 1引 言 12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 63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 94 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

3、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SuperMap Deskpro 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AbstractWater resources are basic natural resources and str

4、ategic economic resources. How to effectively protection, utilization and development of good water has always been concern. Therefore, design and manufacture the atlas of the China water system, integrated river basin reflect the regional water features, rules and conditions of regional water resou

5、rces, the reasonable exploitation and utilization and effective management and protection to have the important meaning. This paper, starting from the atlas design introduced in detail the design, mathematics foundation atlas, technical route, colour and special symbols design, maps the key technolo

6、gy of staffing. Key words：SuperMap；Atlas；Design；Prepare；China river basin 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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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Fig 1 Special symbols sample figure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）

14、。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Tab 1 China stream watershed drawing layer information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

15、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Tab 2 Each map layer information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

16、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

17、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Tab 3 Projection parameters 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637

18、8137 m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SuperMap Deskpro 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Fig 2 The overall technology roadmap3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（

19、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

20、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

21、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 SuperMap Deskpro 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Axialis IconWorkshop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SuperMap Deskpro 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

22、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

23、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

24、的水平。参考文献1 蔡孟裔,毛赞猷等.新编地图学教程M.北京:高等教育出版社,2000:34-2652 韦建超,于红波等.长江上游水资源地图集的设计与实践J. 城市勘测, :94- 973 赵济,陈传庚.中国地理M.北京:高等教育出版社,1999:714 姜青香,陈品祥等.基于地图数据库的社区地图集编制关键技术研究J.测绘通报,:62-65 5 周北.中华人民共和国行政区划图集的设计与编制J.测绘通报, :46-496 张宗祜,李烈荣.中国地下水资源与环境图集M.北京: 中国地图出版社,2004:3-67 石培礼,吴波,程根伟等.长江上游地域要紧丛林植被类型蓄水能力的初步研究J.自然资源学报,

25、2004,19（3）:351-3608 黄杏元,马劲松.地理信息系统概论M. 北京:高等教育出版社,2020:789 李启光.长江流域地图集的初步探讨J.地图, :47-5010徐志俊.地图集符号色彩库成立研究J. 科技资讯, ：5511 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！