| 影像挂图编制技术和方法探讨 |
影像地图是一种带有地面遥感影像的地图,是利用航空像片或卫星遥感影像,通过几何纠正、投影变换和比例尺归化,运用一定的地图符号、注记,直接反映制图对象地理特征及空间分布的地图[1]。它充分利用遥感影像的特点,反映行政区划、自然地理、交通、旅游以及地表覆盖、生态环境分布等基本现状。具有信息丰富、真实感强、现势性强和使用价值大等特点,适合各级领导和政府部门办公场所悬挂,也可为国土规划、工程建设、交通指挥、土地资源勘查等提供直观可靠的参考依据,为各级领导宏观决策和工作部署提供参考。遥感影像叠加专题矢量地图要素,制作的专题影像图经过脱密处理后能够满足各行各业的需要,既可打印成纸质装裱悬挂,也可印刷在绢布、绸缎、瓷器上,提高产品的利用价值。
1 主要表示内容影像挂图按地图内容分为专题影像图和普通影像图[1],具有影像和地图的双重特征,主要表示内容由数学要素、地理要素和辅助要素构成[2]。其中,数学要素为比例尺及地图定向;地理要素包括公路、铁路、河流、地名、符号、影像以及其他专题地理数据;辅助要素包括图名、图廓、图例、图幅整饰等。
2 影像挂图编制技术流程影像挂图编制包括3个方面:①地理要素处理;②正射影像处理;③地名地址处理。其技术流程如图 1所示。
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| 图 1 挂图编制流程图 Figure 1 Flow Chart of Chart Compilation |
3 影像挂图编制技术和方法
编制影像挂图的技术和方法不同于一般的地图,既有传统地图的综合取舍,又兼顾影像特有的地理信息特点。编制基本原则:表示的地理要素既能够在使用挂图时尽可能获取最大信息量,又方便读图判图。
3.1 编制软件的选择随着航空航天技术和计算机技术的发展,影像获取和制作越来越容易,影像分辨率也越来越高,各种影像和地图软件越来越多。选择合适的软件对编图起着十分重要的作用。软件选择要求如下:
1)功能全面,技术服务优秀。
2)适合挂图后期处理。
3)大数据极限条件下能够正常处理的软件。因为影像挂图一般数据量都很大,对计算机、打印机和制图软件要求都较高。
3.2 影像挂图范围确定方法影像挂图都有一个范围限制,如何确定挂图范围及有效利用数据资源是首先要解决的问题。
1)确定影像中心区。一般以城区为中心区,但是如果需要重点表现某一方面,如旅游、交通等,就应着重考虑所要表现的那方面,如某影像挂图主要表现为旅游,而旅游景点大部分在城区西边,所以确定范围时,中心区设定就不在城区,而在旅游景点与城区之间。
2)确定影像范围大小。影像范围大小关系到数据处理和数据量。方法是根据中心区大小以及地图版面设计要求用矩形框圈定,矩形框长短边之比应近似黄金分割。
3)确定影像挂图比例尺。根据挂图的作用、范围和影像分辨率来确定。比例尺影响地图符号、线划的大小、判读影像的难易程度。一般影像挂图或图集比例尺应大于1/15 000。
3.3 影像挂图设计影像挂图设计是在前期与用户充分沟通或充分调研的基础上才能进行,包括对现有资料或补充资料分析利用和版式版面设计。根据已有数据资料,在完整性、现势性、可利用性、数据格式统一、坐标系统转换及需补充的数据等方面进行分析。地图版式版面的设计内容为图名、图框、图例、比例尺、主图区及图面配置等。版式版面设计决定了成图效果和整体感受,遵循如下原则:
1)确定地图性质、特点与制图范围以及数学基础。
2)确定地图内容,制订图例。
3)研究制图区域的地理特征、制图对象的分布规律,制定地图概括的原则、方法与指标等。
4)图面配置既要充分地利用地图幅面,又要在科学性、艺术性和清晰性方面相互协调[3]。
5)图面内容尽量以影像信息为主,其他要素为辅。
3.4 地图综合处理包括影像处理和地理要素、地名地址处理及叠加、辅助要素的处理等。这一过程反映了编制者的思想、经验和审美观[4]。最终目的是通过创新处理方法调整图面用色,使得影像挂图无论是地图美感、协调性,还是层次感、立体感方面都有较强的视觉效果,信息丰富,形式新颖。
影像处理过程取决于数据来源,如果是原始影像,则需要专业软件制作正射影像图;如果是正射影像图,则只要调色、拼接、重采样(依影像分辨率而定,分辨率太高,数据量就很大,影响编图)、裁切即可。影像处理流程如图 2所示。
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| 图 2 影像处理流程图 Figure 2 Flow Chart of Digital Orthophoto Processing |
地理要素编制主要包括线划、符号、行政区划注记、颜色等的处理[5],技术要求如下:
1)舍小留大、取长去短。舍去一些小路、沟渠,留下较长较宽的道路及大的河流和干渠。
2)综合取舍[6]。根据影像显现的形状,把弯曲较多、影响图面效果的河流和道路边线化简,目的是为了保持图面简洁可读,不要破坏挂图的整体协调感。
挂图具体编制方法如下:
1)铁路用黑白相间的线型矢量化采集[7]。
2)公路用灰色边线白色填充,在转弯处重新采集边线。
3)对较大的鱼塘、水库、河流、干渠构面填色,水系面以浅蓝渐变到深蓝填色,突出水系面的层次感和流水动感,还可进行透明化处理,使河流中的岛礁若隐若现。
4)保留乡镇级以上的境界,在尽量保持境界线走向的情况下,对照影像修正,去繁就简,并保证境界线不压盖影像上的房屋建筑。判图时不产生歧义,线颜色用红色加粗,线型采用标准图式,行政区注记颜色要鲜艳醒目,字体不同于一般地名,字大小以图面内最大为宜。
5)符号形状和色彩与制图对象建立一定联系,符号含义明确,具有系统性和差异性。
行政机关、团体、企事业单位、有纪念意义的广场和旅游地等加注符号点表示位置。公路、铁路、自然地名等表示片区的不加注符号点[8]。县委、县政府驻地用红色“★”表示,行政机关、企事业单位驻地用粉色“●”或标准符号表示,旅游景点、酒店、车站等用象形会意符号表示,如古井用
在制作特定符号时,应着重从符号通用性、会意性和可接受性3方面考虑。符号是为了方便使用地图,所以不能太大,位置应准确。
地名地址处理包括地名选取和注记处理。地名选取要考虑挂图的性质和用途。地名选取的基本方法如下:
1)视图面负载量选取。
2)有纪念或指示意义的名称,如广场、车站、旅游地等应全部选取,如果是旅游专题图、旅游景点名称以及与旅游相关的地名应多保留,如景区周边停车场、住宿餐饮名等。
3)道路、河流和铁路名全部选取。
4)自然地名根据居民地集散程度、是否有方位意义等条件选取。
为了突出表示地名,地名注记一般采用较鲜艳的颜色。如县委、县政府用红色,水系名用蓝色等。注记大小要有层次感,主次分明[9]。注记名称白色勾边,突出与影像颜色的区别。但注记颜色种类不能太多,以免产生视觉混淆,影响判读。
挂图编制完成,添加必要的辅助要素后,应输出大于300像素分辨率的JPG图,打印样品,检查编制效果。
4 结束语影像挂图根据不同的用途可以编制成不同的效果图,既可以用正射影像融合DEM生成立体影像图,再在上面叠加矢量要素,突出挂图的立体感和真实感,又可以通过编制创新地理要素的形状、颜色、符号以及边框素材等来表达挂图的整体效果。随着遥感影像的应用越来越广,这种既有影像又有地图特征的编图也会越来越多,如何在地图编制和设计上实现创新,提高实用价值,满足不同人群的需求应是今后探索和研究的方向。
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