淺談導航電子地圖信息設計與圖形編繪

祝茂良,李海祥,竇 超

(1.青海省第一測繪院,青海西寧 810001;2.青海省第二測繪院,青海西寧 810001)

淺談導航電子地圖信息設計與圖形編繪

祝茂良1,李海祥2,竇 超1

(1.青海省第一測繪院,青海西寧 810001;2.青海省第二測繪院,青海西寧 810001)

運用MapInfo、ArcInfo等軟件,通過對導航電子地圖的生產,介紹導航電子地圖信息設計與圖形編繪過程。

導航電子地圖;設計;編繪

一、導航電子地圖及其特點

導航電子地圖是指建立在計算機軟件、硬件技術上和地圖學基礎上,借助于多媒體處理技術,將文本、圖形、圖像、聲音、動畫和視頻結合,使多種媒體信息邏輯地聯結而集成的一種空間信息可視化產品和工具。導航電子地圖具有以下特點:

1)導航電子地圖具有動態性、交互性、可查詢檢索性等特點。即導航電子地圖能真實動態反映地理現象在時間上的發展變化。具有通過閃爍、漸變、動畫等手段反映靜態和動態現象,以吸引用戶注意力的能力;在數據存儲與數據顯示相分離中進行可視化顯示時,用戶對數據的干預能力;實現圖文聲互補的超媒體能力。

2)導航電子地圖既能應用各種地圖符號,又能利用數據的壓縮技術、分層技術、開窗技術、可視化技術等實現海量信息的管理,消除了比例尺、圖幅范圍和載負量等的限制;導航電子地圖不僅能表現地理目標自身的位置特征、屬性特征、時間特征,還能表現位置特征與屬性特征、時間特征之間的關系以及非地理目標之間的空間關系和屬性關系。

二、導航電子地圖的信息設計與圖形編繪

導航電子地圖是一個融合地圖、計算機與數據庫的信息系統,必須按照用戶的需求和軟件工程開發的規范進行,其信息設計與圖形編繪是十分關鍵的,是導航電子地圖成果水平與質量的基礎。

1.系統總體設計

系統總體設計是對系統框架、用戶要求、使用對象和范圍的確定與優化。系統總體設計的主要內容如下:

1)產品定位:產品定位是確定產品的用戶群。導航電子地圖產品主要是運用于汽車的導航,以幫助用戶解決交通堵塞、迷路等問題。

2)數據源分析:數據源分析是了解數據的格式,如矢量或柵格的地圖數據格式。

3)內容設計:內容設計包括背景信息設計與檢索信息設計。背景信息設計包括點、線、面的設計,根據比例尺的大小來設計各背景信息層內容的多少,只是用于顯示地圖;檢索信息設計是在背景圖幅的基礎上增加的檢索信息層,包括點、線、面、路徑等多種目標,目標通過關鍵字與數據庫連接以提供快速信息查詢。

4)數據庫:數據庫設計包括信息分類、確定數據庫表內容及字段名稱、屬性。數據庫在系統中有不同用途,可統一管理不同區域多比例尺地圖的顯示、GPS定位與導航;提供地圖圖幅上目標與屬性信息的雙向查詢;支持在不確定地圖圖幅的情況下由相關屬性到地圖目標的查詢,以數據庫報表的形式提供目標信息;管理系統配置和索引信息的數據庫。

5)功能設計:根據產品形式利用軟件不同的系統功能。軟件提供視圖操作、多比例尺地圖顯示、圖形屬性雙向查詢、道路分析、定位與導航、信息表預覽等功能。

2.地圖編繪

地圖編繪是導航電子地圖的基礎,是以MapInfo 6.0為編輯平臺,對數據進行矢量化處理,利用ArcInfo、ArcGIS等軟件進行格式的轉化和數據的一些處理,把地圖制作成所需的導航電子地圖的格式。

圖形、數據的錄入就是把所采集到的數據用Map Info 6.0進行編輯和繪制。所采集的數據有點、線、面三種數據,用Map Info進行圖形和數據錄入時要分層錄入,以免數據混淆。

(1)線的錄入

線的錄入是指道路的圖形和屬性的錄入,在導航電子地圖中道路的圖形和屬性是十分重要的,關系到導航的正確性,道路圖形的繪制要和實際道路形狀相符合,不能有較大的偏差;屬性錄入時,根據采集的數據一一錄入。線的錄入過程是非常重要的,要仔細、認真,否則會造成圖形、各個屬性和實地道路不符合,影響產品的導航和質量。線的錄入過程如下:

1)整理外業采集的數據和資料表格,瀏覽資料表中是否有不清楚的字跡,如有則要與提供數據的外業人員進行交流,以確定字跡。

2)路中線的錄入:在Map Info中,建立路中線的表結構,包括名稱、編號、道路狀況、等級等字段,根據外業采集道路的軌跡畫路中線(可用不同的顏色和線的粗細表示),并錄入各字段的屬性信息。道路等級是根據道路狀況進行分等定級的,如一級道路用“1”表示,二級道路用“2”表示等。

3)導航線繪制如下:

a.把處理好的路中線按等級分層進行格式的轉化,轉入ArcGIS中進行導航線的繪制,用路中線的路寬推導航線。路中線等級不同,導航線等級的寬度也就不同,如一至三級道路是兩條單行的導航線,如圖 1所示;四至五級是一條雙行的導航線。如圖2所示。

圖1

圖2

b.在Map Info中,修改導航線的表結構,賦其各字段屬性值。

c.用ArcInfo進行節點捕捉、導航線方向、路口形狀與連通等信息的檢查和修改。

4)格式的轉化:提交數據的格式是通過ArcInfo轉出的數據格式。需要注意的是在格式轉化時要更改投影坐標。

(2)點的錄入

把外業人員采集到的信息點和屬性進行錄入,信息點包括政府機關、學校、醫院、大型商場、旅游景點等,信息點在導航時能夠起到很重要的作用,使用戶可以清楚知道有哪些商場、旅游景點等,便于用戶進行查詢。信息點錄入時位置的準確性是非常重要的。點錄入的過程如下:

1)整理外業采集的數據和資料表格,瀏覽資料表中是否有不清楚的字跡,如有不清,要與提供數據的外業人員進行交流,以確定字跡。

2)在Map Info中重新建立表結構,包括名稱、編號、地址、電話、備注等字段。錄點是以導航線為準,依據外業軌跡點和圖紙錄入點,距離導航線15～30m為宜,不要壓蓋導航線,同時錄入信息點的屬性信息。如圖 3所示。

圖3

3)信息點檢查:錄入完信息點時要進行重復點、錯字、點位的檢查,還要進行同名點區分。同名點的區分即對于不在同一范圍可用信息點所在區域、道路區分,如肯德基 (西大街);同一個信息點多個門口可用東南西北門來區分,如王府井商場 (東門),等等。

4)信息點分層:分背景信息點層和檢索信息點層。背景信息點層是用來顯示地圖并不用于檢索,檢索信息點層是用來查詢信息,可以通過信息點或道路檢索信息。

5)格式的轉化:提交數據的格式是通過ArcInfo轉出的數據格式。檢索信息點層不轉ArcInfo格式,只另存為數據庫的格式。

(3)面的錄入

面錄入較為簡單,它可使得地圖更為美觀,增加視覺效果,部分面的數據是從原始資料數據中提取并作進一步修改,如省界、市界、河流等,一部分是根據外調資料和參考原始資料進行錄入和修改。如外業點調圖紙中有信息點某小區和其范圍,就可依照圖紙畫入街區面。面數據最后格式也為ArcInfo格式。

以上所述為導航電子地圖的基本過程,制作導航電子地圖突破了傳統紙質地圖的成圖方法,但仍要根據設計要求對數據進行集成,形成完整的系統。

3.外業數據采集

外業采集分為路調和點調兩種形式,敘述如下:

1)路調:指汽車在道路上行駛,通過天線接收信號在筆記本電腦上呈現出道路形狀,操作人員同時運用外業采集軟件把道路屬性和旁邊的地物點及屬性記錄下來。這種采集方法所采集到點的位置和道路形狀比較準確,但對于信息點屬性信息的采集卻不完整。對于密集度小的郊區進行路調即可,對于密度較大的城區中心路調所采集信息量較少,還要進行點調。

2)點調:點調所用圖紙是由路調人員所采集的道路形狀和信息點(指大型、重要的地物點)經過處理按照一定比例尺打印出的紙質圖。點調一般在密度較大的城區展開,點調人員按照圖紙,采集實地較為重要的信息點并把屬性用表格記錄完整。點調所需時間較長,耗費較多人力,但其采集數據較為完整。

外業人員必須認真、仔細的對采集所得數據進行檢查,把數據中不清楚的部分進行整理,以便繪圖人員能順利地編繪。

三、結束語

導航電子地圖是集文本、圖形、圖表、圖像、聲音、動畫和視頻于一體的新型地圖,實現了地圖可視化、信息存儲量大、導航、信息查詢等功能。使用戶進行地圖的瀏覽和查詢時不受時間和空間的限制,地圖的更新速度更快,系統的維護更方便。但導航電子地圖仍在不斷的發展,在我國還不是很完善,如在數據的采集和編繪中會有較大的誤差。今后應側重于數據的采集,對數據的采集要求進行統一,使數據采集中的誤差和錯誤能夠得到有效的控制。

[1] 《數字城市的理論與實踐》編委會.數字城市的理論與實踐[M].廣州:世界圖書出版公司,2001.

[2] 陳述彭,魯學軍,周成虎.地理信息系統導論[M].北京:科學出版社,2001.

[3] 王海清.淺談影響電子地圖產品質量的因素[J].標準化報道,2000,21(5):31-32.

A Prel im inary Study of Information Design and Graphic Compilation for D igital Navigation Map

ZHU Maoliang,L IHaixiang,DOU Chao

0494-0911(2010)07-0046-03

P283

B

2010-04-15

祝茂良(1971—),男,安徽宿州人,工程師,主要從事測繪管理與應用工作。