专利名称：一种基于数据库驱动的地形图快速制图方法
技术领域：
本发明涉及一种地形图的绘制方法，尤其是一种基于数据库驱动的地形图快速制图方法。
背景技术：
I)我国基本比例尺地形图现势性陈旧亟待更新随着信息化测绘体系的逐步建立与完善，我国已完成全国I : 100万、I 25万、I 50000等基本比例尺基础地理信息数据库的建库，I 50000数据库更新工程也即将全面完成。与此同时，各地方测绘部门也纷纷建成省级I : I万及更大比例尺基础地理信息数据库，并先后开展了 1-2轮的数据更新。
然而，在基础地理信息数据库的更新工程中，普遍侧重于对正射影像数据、地形要素数据、数字高程模型数据的更新，而忽略了纸质地形图和地形图制图数据的同步更新，造成系列比例尺地形图现势性普遍陈旧，无法满足应用需要，特别是不能满足国家应急测绘保障的需要。2)现有地形图制图技术难以满足快速更新的需求目前，我国测绘行业的地形图制图生产普遍采用两大类技术方法一是采用平面图形制作软件制作地形图，将地形数据转换到平面图形制作软件系统中，如CorelDraw、Illustrator等，经过制图配置生成图形文件，再进行图形编辑处理，这种方法使用的软件系统图形编辑功能比较强大，但地形数据是以GIS系统存储，制图生产时不能直接输入，转换工作比较复杂，转换具有多种属性的要素时难度更大，甚至还可能有一些信息难以转换而丢失；制图配置采用人机交互，自动化程度低，工作量大，生产的制图数据与地形数据严格分离，不带地理坐标，一旦地形要素变化，需要对两套数据分别进行修改和更新。第二种方法是利用支持GIS的制图系统，如MapCAD、MicroStation、AutoCAD等，它们可以直接输入地形数据文件进行符号化配置和编辑，生成另外一套分幅图形数据，但同样不能建立两套数据的紧密关联，不能形成一体化存储管理的数据库。由于地形数据和制图数据的数据模型差异，对于由GIS数据向制图数据模型转换中引起的图面要素表示冲突和关系矛盾问题，目前还缺乏系统有效的解决方案，难以实现地图符号配置、注记生成的自动化和智能化，以上两种方法的制图生产效率相对较低，难以实现快速制图，也难以实现制图数据与地形数据的同步更新。
发明内容
本发明提供了一种基于数据库驱动的地形图快速制图方法，利用已建成的地形数据库快速生产相应比例尺的地形图，实现制图数据库与地形数据库一体化存储、集成管理和同步更新。实现本发明目的的基于数据库驱动的地形图快速制图方法，包括如下步骤(I)管理端制图数据预处理地形数据库建库
包括分发前的制图数据预处理和编辑后的制图数据成果汇交与入库处理，管理端统一负责成果数据的集中入库处理，最终建成满足印刷要求的地形图制图数据库，主要包括以下制图环节①地形数据库制图扩展根据定义的制图数据模型，扩展地形数据库属性项，定义制图规则及关系，并对地形数据库进行锁定保护，主要包括以下内容A拓展地形数据库属性字段，用于存储制图数据；B定义制图过程必需的地图标注、地图掩码、制图表达规则、制图表达规则例外等制图规则，建立地形数据与制图数据关系类；C设定地形数据为不可编辑，防止制图编辑中对地形数据进行修改； ②制图数据派生根据定义的制图数据模型，将地形数据通过数据库处理生成制图数据，主要包括A生成地形要素的制图符号表达；B生成地图注记利用属性项的名称和性质信息，派生图幅的图面注记；C获取相应的制图辅助信息；③分幅制图数据子库生成从数据库中按照一定的地理范围提取数据，派生出分幅制图数据子库，实现分布式、分幅式的制图生产；④分幅制图工程创建根据生成的分幅制图数据子库，计算制图参数，配置图廓整饰要素，生成相应的制图工程，提供初级产品的地图文档，为制图生产提供基础；(2)生产端制图数据生产基于管理端制图数据预处理的数据成果，通过数字地形图编绘的作业流程，制作符合国家标准的定义的地形图制图数据，并生成元数据和印前数据；生产端制图数据生产工艺流程如下①制图数据优化调整A图层组织优化调整检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的图层组织关系，如局部要素的逻辑结构需要调整，则调整各图层的上下顺序、图层内部各要素之间的等级关系，完善制图数据的制图表达效果，使得制图数据中所有图面信息完整呈现，图面冲突减少到最少；B符号优化调整，主要内容包括d)符号检查及修正对于同一要素可配置不同符号的情况，检查管理端符号配置是否需要优化；e)空符号检查检查制图数据中是否存在空符号；f)自定义符号对存在的空符号，定义新的符号并进行配置；C注记优化调整分析制图区域数据特点，结合制图生产专业设计书，检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的注记设置是否需要调整，包括注记字体、字形、字大、颜色等参数；
②制图编辑分要素编辑按有利于要素关系协调的先后顺序进行；一般顺序为a内图廓线；b直角坐标网；c平面控制点；d高程点；e水系、居民地及设施、交通、地貌、管线、植被与土质可根据具体数据情况确定作业顺序境界；g注记。分要素编辑完成后，需要进行冲突检测和全图核查，确保图幅内制图编辑结果满足成果数据要求；对于检测出的图面冲突，需再次进行制图处理，直至符合成图要求；具体流程与内容如下③图廓整饰 已自动派生，检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的图廓整饰是否需要调整优化；④数据接边对相邻图幅的垮图廓要素进行制图接边检查，对于不接边部分进行接边处理，使得制图结果满足接边要求；⑤制图输出将最终的制图数据成果输出为印刷格式文件，作为数字形式的地形图统一存储；(3)管理端地形图制图数据成果入库经过制图生产环节制图编辑和检查验收后的地形图制图数据成果，集中进行统一的数据入库处理，形成最终的地形-制图一体化数据库。所述步骤(I)中第④步分幅制图工程创建的具体内容如下A制图参数计算根据地图分幅范围，计算当前图幅所在的投影带，确定地图是否位于分带经线邻近的两个图幅内，根据三北方向角确定三北方向线的组合类型，确定地例类型，确定地图坡度尺类型；B地图文档生成生成定义的标准分幅的地图文档，提供初级产品的地图文档，主要工作包括d)制图数据源定向；e)空间参考设定；f)地图旋转角度设定；C图廓整饰要素配置f)根据制图参数，生成内外图廓及方里网；g)根据制图参数，配置三北方向、图例、坡度尺等图廓整饰要素；h)根据制图参数，标注图名、图号、地图附注、出版说明等；i)配置政区略图中境界图；j)配置政区略图与邻接表中数字编号；f)配置政区略图与邻接表中普染色。本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法的有益效果如下I)本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法，地形数据库与制图数据库紧密集成。本方法构建的一整套“数据库建库-地形图制图-集成管理-同步更新”的技术方法和工艺流程，地形数据库与制图数据库紧密集成，可以进行地形图的快速生产、同步更新、应急制图保障、灵活个性化制图服务等，是对地形图制图生产技术模式的一次革新。而目前其它的制图方法和技术是利用地形数据文件进行制图处理，生成另外一套图形数据文件，或是地形数据和辅助制图数据同时采集，编辑生成的制图数据文件独立于地形数据。这些系统中的地形数据和制图数据无紧密的关系关联，没有进行集成管理，同时一旦地形数据库中要素更新，相应要素的制图数据难以自动同步更新。2)地形图制图生产模式方面。本方法实现了基于数据库驱动的地图制图，地形数据库和制图数据库的一体化建模和集成管理，能够在数据库环境下对制图符号及注记进行自动配置和交互式编辑调整，可以进行两库同步更新。目前国内外的制图软件系统主要为两类，一是平面图形制作软件(如CorelDraw)，生产的制图数据是纯图形数据，二是基于地理信息技术的制图软件，一般是在地形数据基础上进行制图编辑而生成独立存储的制图数据。这些软件难以解决由地形数据向制图数据模型转换中引起的图面要素表示冲突和关系矛盾问题，以及难以建成两库集成管理的数据库和实现同步更新。3)制图自动配置方面。本系统实现对全要素地形数据库(无需采集制图辅助信息)的制图符号自动配置，并根据要素空间关系和制图规则进行整体冲突协调与优化 调整，如根据桥梁与道路的关系自动计算和配置桥梁方向及符号宽度等，优化调整后，以I 50000地形图制图自动配置效果为例，整体图形效果符合制图要求依据地形地物复杂程度达到60%-80%,地形地物要素达到80%以上，图外整饰达到95%以上，注记达到50%左右。而且随着制图比例尺的增大，制图自动配置的效果会更佳，而其它制图软件系统的自动配置和优化调整功能相对较弱。4)地名字库和系统方面。长期以来生僻汉字一直采用地名编号方式录入存储，生僻字地名的数据管理、显示、检索和制图输出等始终未能很好解决。本系统包含的地名字库和系统包含全国范围内I : 50000数据库地名生僻汉字约3000多个，与常用字库有机形成整体字库，具有5种字体和6种字形；生僻汉字与常用汉字同样使用，满足对地名管理、更新、应用和制图输出的需要，方便扩充和移植，通用性强。而其它地形图制图软件中的字库系统还没有一个如此全面完整，只能满足单方面的显示或制图需要，不能同时满足地名管理、显示和制图输出等多方面应用。5)地形图制图数据质量控制技术方面。通常的地形图质量检查是输出纸质地形图进行人工图面检查，或对地形图数据进行人机交互检查，不仅效率低，而且一些错漏还难以发现。本系统采用软件方法进行质量控制，地形数据库被严格锁定，避免误操作引起的质量问题；地形数据库和制图数据库紧密关联和融合，软件能够自动发现并快速定位质量问题，成倍提高质量检查效率和准确性。其它软件未见实现。
图I为本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法的流程图。图2为本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法的管理端制图数据预处理地形数据库建库的流程图。图3为本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法的分幅制图工程创建的流程图。图4为本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法的生产端制图数据生产的流程图。
图5为本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法的制图编辑的流程图。
具体实施例方式如图I所示，本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法，包括如下步骤(I)管理端制图数据预处理地形数据库建库如图2所示，包括分发前的制图数据预处理和编辑后的制图数据成果汇交与入库处理，即将I : 50000地形更新数据转化为包含制图表达信息的地理信息数据。在分幅制图数据编辑完成后，需要管理端统一负责成果数据的集中入库处理，最终建成满足印刷要求的地形图制图数据库。主要包括以下制图环节
①地形数据库制图扩展根据I : 50000地形数据库的制图数据模型设计，扩展地形数据库属性项，定义制图规则及关系，并对地形数据库进行锁定保护，主要包括以下内容A拓展地形数据库属性字段，用于存储制图数据；B定义制图过程必需的地图标注、地图掩码、制图表达规则、制图表达规则例外等制图规则，建立地形数据与制图数据关系类；C设定地形数据为不可编辑，防止制图编辑中对地形数据进行修改。②制图数据派生根据所定义的制图数据模型，将地形数据通过数据库处理生成制图数据，主要包括A生成地形要素的制图符号表达；B生成地图注记利用属性项的名称和性质信息，派生图幅的图面注记； C获取相应的制图辅助信息。③分幅制图数据子库生成从数据库中按照一定的地理范围提取数据，派生出分幅制图数据子库，实现分布式、分幅式的制图生产。④分幅制图工程创建如图3所示，根据生成的分幅制图数据子库，计算制图参数，配置图廓整饰要素，生成相应的制图工程，提供初级产品的地图文档，为制图生产提供基础。如下图所示A制图参数计算根据地图分幅范围，计算当前图幅所在的投影带，确定地图是否位于分带经线邻近的两个图幅内，根据三北方向角确定三北方向线的组合类型，确定地例类型，确定地图坡度尺类型；B地图文档生成生成I : 50000标准分幅的地图文档，提供初级产品的地图文档。主要工作包括g)制图数据源定向；h)空间参考设定；i)地图旋转角度设定；C图廓整饰要素配置k)根据制图参数，生成内外图廓及方里网；I)根据制图参数，配置三北方向、图例、坡度尺等图廓整饰要素；
m)根据制图参数，标注图名、图号、地图附注、出版说明等；η)配置政区略图中境界图；ο)配置政区略图与邻接表中数字编号；P)配置政区略图与邻接表中普染色。(2)生产端制图数据生产如图4所示，生产端的制图数据生产，是基于管理端制图数据预处理的数据成果，通过数字地形图编绘的作业流程，制作符合国家标准的I : 50000地形图制图数据，并生成元数据和印前数据。生产端制图数据生产工艺流程如下①制图数据优化调整
A图层组织优化调整检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的图层组织关系，如局部要素的逻辑结构需要调整，则调整各图层的上下顺序、图层内部各要素之间的等级关系，完善制图数据的制图表达效果，使得制图数据中所有图面信息完整呈现，图面冲突减少到最少。B符号优化调整，主要内容包括g)符号检查及修正对于同一要素可配置不同符号的情况，检查管理端符号配置是否需要优化；h)空符号检查检查制图数据中是否存在空符号；i)自定义符号对存在的空符号，定义新的符号并进行配置。C注记优化调整分析制图区域数据特点，结合制图生产专业设计书，检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的注记设置是否需要调整，包括注记字体、字形、字大、颜色等参数。②制图编辑如图5所示，分要素编辑应按有利于要素关系协调的先后顺序进行。一般顺序为a内图廓线；b直角坐标网；c平面控制点；d高程点；e水系、居民地及设施、交通、地貌、管线、植被与土质可根据具体数据情况确定作业顺序；f 境界；g注记。分要素编辑完成后，需要进行冲突检测和全图核查，确保图幅内制图编辑结果满足成果数据要求。对于检测出的图面冲突，需再次进行制图处理，直至符合成图要求。具体流程与内容如下③图廓整饰已自动派生，检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的图廓整饰是否需要调整优化。④数据接边对相邻图幅的垮图廓要素进行制图接边检查，对于不接边部分进行接边处理，使得制图结果满足接边要求。⑤制图输出将最终的制图数据成果输出为TOF印刷格式文件，作为数字形式的地形图统一存储。(3)管理端地形图制图数据成果入库经过制图生产环节制图编辑和检查验收后的地形图制图数据成果，集中进行统一的数据入库处理，形成最终的地形-制图一体化数据库。本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法的原理如下步骤一，数据库驱动制图制图方案和制图表达规则存储于数据库中，应用数据库驱动制图理念，基于地形数据库自动高效扩展出制图信息，生成制图初级数据，实现数据库层次上的制图实现。基于数据库驱动制图，可避免数据库和分幅数据的相互裁切拼接处理、数据格式转换处理、投影转换处理、1980-2000分幅转换处理等，快速获得基本满足规范要求的初级制图数据产品。此步骤的特征在于以下4点①地形数据与制图数据一体化模型通过对地形数据库进行物理结构扩展和逻辑结构重组，并创建维护地形信息和制 图信息的关联关系，建立了地形数据与制图数据的一体化模型。制图数据库通过地形数据库驱动技术派生，并可实现制图数据随地形数据的同步更新。在不改变地形数据前提下，还可对制图数据的符号、注记、整饰等各种制图表示进行编辑修改。两库既实现一体化存储，又可相互独立应用。②基于数据库驱动的制图表达规则包括制图表达逻辑规则、符号自动配置和智能优化规则、注记自动派生和智能优化规则、图廓整饰自动生成规则等。 制图表达逻辑规则设计基于地形数据的物理结构，结合制图数据的图面表达要求，设计制图数据的逻辑结构，即图层组级、图层级、要素级、亚要素级组织结构，对地形数据库的数百个要素类进行了逻辑重组，通过符号优先级的设置实现绘制顺序的控制，保证制图元素压盖关系的正确性，使得制图数据符合图式规范的技术要求。 符号自动配置和智能优化规则自动配置规则以地形数据为基础，以国标码为关联键，依据各项图面表达规则，自动配置图面符号；智能优化规则通过深入挖掘数据隐含信息、空间相关性，自动/半自动优化图面符号效果，见下表
权利要求
1.一种基于数据库驱动的地形图快速制图方法，包括如下步骤 (1)管理端制图数据预处理地形数据库建库 包括分发前的制图数据预处理和编辑后的制图数据成果汇交与入库处理，管理端统一负责成果数据的集中入库处理，最终建成满足印刷要求的地形图制图数据库，主要包括以下制图环节 ①地形数据库制图扩展 根据定义的制图数据模型，扩展地形数据库属性项，定义制图规则及关系，并对地形数据库进行锁定保护，主要包括以下内容 A拓展地形数据库属性字段，用于存储制图数据； B定义制图过程必需的地图标注、地图掩码、制图表达规则、制图表达规则例外等制图规则，建立地形数据与制图数据关系类； C设定地形数据为不可编辑，防止制图编辑中对地形数据进行修改； ②制图数据派生 根据定义的制图数据模型，将地形数据通过数据库处理生成制图数据，主要包括 A生成地形要素的制图符号表达； B生成地图注记利用属性项的名称和性质信息，派生图幅的图面注记； C获取相应的制图辅助信息； ③分幅制图数据子库生成 从数据库中按照一定的地理范围提取数据，派生出分幅制图数据子库，实现分布式、分幅式的制图生产； ④分幅制图工程创建 根据生成的分幅制图数据子库，计算制图参数，配置图廓整饰要素，生成相应的制图工程，提供初级产品的地图文档，为制图生产提供基础； (2)生产端制图数据生产 基于管理端制图数据预处理的数据成果，通过数字地形图编绘的作业流程，制作符合国家标准的定义的地形图制图数据，并生成元数据和印前数据；生产端制图数据生产工艺流程如下 ①制图数据优化调整 A图层组织优化调整检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的图层组织关系，如局部要素的逻辑结构需要调整，则调整各图层的上下顺序、图层内部各要素之间的等级关系，完善制图数据的制图表达效果，使得制图数据中所有图面信息完整呈现，图面冲突减少到最少； B符号优化调整，主要内容包括 a)符号检查及修正对于同一要素可配置不同符号的情况，检查管理端符号配置是否需要优化； b)空符号检查检查制图数据中是否存在空符号； c)自定义符号对存在的空符号，定义新的符号并进行配置； C注记优化调整分析制图区域数据特点，结合制图生产专业设计书，检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的注记设置是否需要调整，包括注记字体、字形、字大、颜色等参数； ②制图编辑 分要素编辑按有利于要素关系协调的先后顺序进行；一般顺序为a内图廓线；b直角坐标网；c平面控制点；d高程点；e水系、居民地及设施、交通、地貌、管线、植被与土质可根据具体数据情况确定作业顺序境界；g注记。
分要素编辑完成后，需要进行冲突检测和全图核查，确保图幅内制图编辑结果满足成果数据要求；对于检测出的图面冲突，需再次进行制图处理，直至符合成图要求；具体流程与内容如下 ③图廓整饰 已自动派生，检核管理端制图数据预处理地形数据库建库结果的图廓整饰是否需要调整优化；·· ④数据接边 对相邻图幅的垮图廓要素进行制图接边检查，对于不接边部分进行接边处理，使得制图结果满足接边要求； ⑤制图输出 将最终的制图数据成果输出为印刷格式文件，作为数字形式的地形图统一存储； (3)管理端地形图制图数据成果入库 经过制图生产环节制图编辑和检查验收后的地形图制图数据成果，集中进行统一的数据入库处理，形成最终的地形-制图一体化数据库。
2.根据权利要求I所述的基于数据库驱动的地形图快速制图方法，其特征在于所述步骤(I)中第④步分幅制图工程创建的具体内容如下 A制图参数计算根据地图分幅范围，计算当前图幅所在的投影带，确定地图是否位于分带经线邻近的两个图幅内，根据三北方向角确定三北方向线的组合类型，确定地例类型，确定地图坡度尺类型； B地图文档生成生成定义的标准分幅的地图文档，提供初级产品的地图文档，主要工作包括 a)制图数据源定向； b)空间参考设定； c)地图旋转角度设定； C图廓整饰要素配置 a)根据制图参数，生成内外图廓及方里网； b)根据制图参数，配置三北方向、图例、坡度尺等图廓整饰要素； c)根据制图参数，标注图名、图号、地图附注、出版说明等； d)配置政区略图中境界图； e)配置政区略图与邻接表中数字编号； f)配置政区略图与邻接表中普染色。
全文摘要
本发明提供了一种基于数据库驱动的地形图快速制图方法，利用已建成的地形数据库快速生产相应比例尺的地形图，实现制图数据库与地形数据库一体化存储、集成管理和同步更新。本发明的基于数据库驱动的地形图快速制图方法，包括如下步骤(1)管理端制图数据预处理地形数据库建库；地形数据库制图扩展；制图数据派生；分幅制图数据子库生成；分幅制图工程创建；(2)生产端制图数据生产制图数据优化调整；制图编辑；图廓整饰；数据接边；制图输出；(3)管理端地形图制图数据成果入库经过制图生产环节制图编辑和检查验收后的地形图制图数据成果，集中进行统一的数据入库处理，形成最终的地形-制图一体化数据库。
文档编号G06F17/50GK102799702SQ201210115749
公开日2012年11月28日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者王东华, 商瑶玲, 刘建军, 吴晨琛, 王桂芝 申请人:国家基础地理信息中心