CN109145174A - 一种应急地理信息快速制图系统及其制图方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种应急地理信息快速制图系统，主要针对处理应急突发事件中对测绘地图服务的需求，基于应急专题数据库，设计应急制图模块架构，优化基础地理数据快速出图技术流程，提供数据整合、数据库管理等一系列数据管理工具，实现数据整合、制图模版定制与选择、制图范围定义、图饰生成、地图显示及编辑、专题标绘、地图输出、打印监控等功能，满足标准图幅和任意图幅范围的矢量图、影像图、晕渲图等多种格式数据的叠加出图需求。系统能够为应对突发事件提供规范、高效的制图服务；为应急工作的数据管理、评价分析、防灾减灾和灾后重建等决策提供科学依据支持和实时、高效、规范的地理信息测绘服务保障。

Description

一种应急地理信息快速制图系统及其制图方法

技术领域

本发明涉及地图信息制图技术领域，具体涉及一种应急地理信息快速制图系统及其制图方法。

背景技术

近些年，随着全球气候异常变化加剧，经济社会高速发展，自然灾害、事故灾难、公共卫生等突发事件频繁发生，对人民生命财产安全构成了严重威胁。

因为各种灾害和事件大多与地理位置相关，分布广泛而且复杂，各应急部门在处置突发事件中，依靠应急测绘保障单位快速提供的事发地的最新基础地理数据和高清影像数据，并结合直观符号化的应急专题地图，更快更好地进行应急测绘、应急指挥、应急救援和灾后重建等应急工作。

发明内容

为解决应急部门处理应急突发事件中对测绘地图服务的需求，本发明提供了一种应急地理信息快速制图系统，所述制图系统包括系统运行层、数据管理层、组件支撑层和业务逻辑层；所述系统运行层基于GIS软件,包括操作系统、网络系统、安全系统及制图输出设备；所述数据管理层为制图系统提供数据支持，所述组件支撑层由多个功能单元构成，负责具体制图工作；所述业务逻辑层为制图系统制定各层级组件的运行逻辑，在系统各单元的数据转换过程中起到承上启下的作用，对系统各组件进行有效连接；所述制图系统依据快速制图系统的实际需求建立了应急制图数据库，并针对不同的应急情况建立了统一的应急制图数据模型，按照应急制图数据库的设计原则及应急制图数据模型，对已有的应急地理数据进行规范化改造处理并进行整合，使整合数据在空间定位基准、地理编码、格式与表达方式及分类代码上保持一致性和正确性，形成了支撑应急制图工作无缝连接的及以行政单元进行划分的应急制图基础数据；所述制图系统预先定义好多种形式的应急制图模版供应急制图系统快速选择，并能采用多种方式的制图模式输出地图。制图系统有应急制图基础数据和多种制图模版的支撑，可以快速的完成制图工作，大大提高了出图的准确性和效率。

进一步的，所述应急制图数据库包括基础地理信息数据、专题数据、制图数据、元数据与目录数据；所述应急制图数据模型包括基础地理信息矢量数据模型、元数据模型、专题数据模型、制图数据模型。

进一步的，所述基础地理信息数据包括DLG、DOM和DEM数据；所述制图数据包括字体数据、符号数据、制图模版数据和制图规则数据；所述元数据为存放数据标识、覆盖范围信息的数据，所述目录数据为存放成果目录的数据。

进一步的，所述制图模版包括1:25万、1:5万、1:1万、1:5千四种比例尺的标准图、专题图、影像图和晕眩图。

进一步的，输出地图的制图模式包括按照指定地图范围及打印尺寸出图、按照指定比例尺及打印尺寸出图、按照指定地图范围及比例尺出图3种方式。

进一步的，所述组件支撑层对应急情况现场的各种数据进行整合，对制图范围进行定义，定义选择制图模版，生成图饰并对图饰进行专题标绘，同时显示地图并提供编辑，最后打印输出地图并对打印输出过程进行监控。

进一步的，所述组件支撑层进行的应急情况现场的各种数据整合包括数据的提取、地图坐标的转化、数据的规范、数据的更新和多数据的合并；对制图范围进行定义时需定义比例尺、定位地图区域、定义制图范围与地图标题、定义纸张尺寸并计算图幅的范围；定义选择制图模版时要定义数据源、定义出图的图饰和样式并选择合适的制图模版；专题标绘包括元素标绘和地图符号化设置，所述元素标绘包括点元素、线元素和面元素。

同时，本发明设计了上述制图系统的制图方法，所述制图方法包括以下步骤：

(1)已有数据整合，对各比例尺的DLG、DEM、DOM数据进行数据处理整合，包括数据规范、坐标投影转换、数据提取、数据合并、数据更新功能，并结合专题数据、制图数据、元数据与目录数据建立应急制图数据库，最终生成满足应急制图需要的应急制图基础数据，供制图系统快速调用；

(2)制图模版定制与选择，在系统中进行包括多种比例尺的多种图形样式的模版的制作，将制图符号、制图元素等各种制图规则集成到制图模版中，形成多种形式的制图模版，针对不同的应急情况快速地选择合适的模版进行可视化编辑与修改；

(3)制图范围定义，根据应急突发事件位置信息，在系统中进行定位，可以采用三种定位方式：a、利用事发地点的坐标进行快速定位； b、利用行政区划单元逐级定位；c、利用鼠标选择进行定位；

(4)图饰生成，按指定的范围、比例尺和打印尺寸生成图饰，可分为3种情况：a指定地图范围和指定比例尺结合的方式，根据设置好的地图的范围和比例尺，输出地图；b指定地图范围和指定打印尺寸结合的方式，根据设置好的地图范围和地图文档的纸张大小，输出地图；c指定比例尺和指定打印机尺寸结合的方式，根据设置好的地图文档纸张大小和比例尺，输出地图并生成地图标题；

(5)专题标绘，对应急专题事件进行自定义标绘，包括：点元素、线元素、面元素标绘；进行符号化，包括：符号浏览、符号化设置；

(6)地图显示及编辑，在主界面中选定好制图范围，输出地图后，系统自动加载并符号化该制图范围下的要素数据进行显示，可进行地图文档的打开、保存、另存为和新建；地图视图或布局视图的放大、缩小、平移、全图、前一视图、后一视图等基础浏览；地图要素的添加、选择、清除选择、要素属性识别等；图层列表的叠放次序调整和显示隐藏控制等；

(7)打印监控，查看所有打印设备的状态和相关设置参数，同时实现对网络中的打印资源进行合理调用，及时辅助应急制图任务；

(8)地图输出，应急地图输出功能能够输出PDF格式的电子图片，并保存在硬件设备上；又能够直接连接打印设备将这些电子图片打印出图，应急地图打印主要包括页面设置、打印预览和打印模式。

本发明主要针对政府部门处理应急突发事件中对测绘地图服务的需求，基于应急专题数据库，设计应急制图模块架构，优化基础地理数据快速出图技术流程，提供数据整合、数据库管理等一系列数据管理工具，实现数据整合、制图模版定制与选择、制图范围定义、图饰生成、地图显示及编辑、专题标绘、地图输出、打印监控等功能，满足标准图幅和任意图幅范围的矢量图、影像图、晕渲图等多种格式数据的叠加出图需求。系统能够为政府部门应对突发事件提供规范、高效的制图服务；为应急工作的数据管理、评价分析、防灾减灾和灾后重建等决策提供科学依据支持和实时、高效、规范的地理信息测绘服务保障。

附图说明

图1为本发明制图系统的系统构成图

图2为本发明制图系统的制图流程图

具体实施方式

下边结合具体实施例和附图对本发明作进一步的具体说明。

如图1所示，本发明设计的应急地理信息快速制图系统，所述制图系统包括系统运行层、数据管理层、组件支撑层和业务逻辑层，并以技术标准与规范和制度及机制保障构建系统的服务质量保障。

系统运行层基于GIS软件，包括操作系统、网络系统、安全系统及制图输出设备。

数据管理层为制图系统提供数据支持，包括基础地理信息数据、专题数据、制图数据、元数据与目录数据等。基础地理信息数据包括多种比例尺的DLG、DEM、DOM数据库采用模型设计，制图数据主要包括字体、符号、模版、制图规则等，根据不同的应急制图产品的需要，建立统一的应急制图数据模型，主要包括基础地理信息矢量数据模型、元数据模型、专题数据模型、系统制图数据模型，并经过处理改造形成应急制图基础数据。元数据为存放数据标识、覆盖范围信息的数据，目录数据为存放成果目录的数据。

组件支撑层由多个功能单元构成，根据政府在重大突发事件处理中对快速高效的应急测绘需求和应急工作业务流程，负责具体制图工作，首先应急现场的各种数据进行整合，主要包括数据提取、坐标转换、数据合并等；定义数据源和图饰并定制与选择制图模版；然后进行制图范围定义，主要是定义比例尺、定义制图范围、定义出图纸张；后生成图饰并对图饰进行专题标绘，标绘过程需要对地图进行专题标注、态势标绘和设色；同时显示地图并提供编辑，主要有地图浏览功能、地图要素整饰功能、地图显示编辑功能等；最后打印输出地图并对打印输出过程进行监控。实现专题图制作的模板化、智能化与快捷化，满足基础地理信息及其专题信息的分布式集成管理和快速的查询、调用、制图转换、地图整饰与快速输出等功能。

业务逻辑层为制图系统制定系统各组件的运行逻辑，在系统各组件的数据转换过程中起到承上启下的作用，对系统各组件进行有效连接。

本发明的快速制图系统在数据设计上其数据库的内容包括了基础地理信息数据、专题数据、制图数据、元数据与目录数据等；并根据不同的应急制图产品的需要，建立统一的应急制图数据模型，包括基础地理信息矢量数据模型、元数据模型、专题数据模型、系统制图数据模型等；同时按照应急制图数据库的设计原则及应急制图模型，对应急地理数据进行规范化改造处理，实现对多源、多尺度空间数据进行空间数据的要素选取、空间参考转换、数据编码转换、数据组织重构、地理实体要素对象化处理、多尺度数据要素链接等处理，保证整合数据在空间定位基准、地理编码、格式与表达方式、分类代码等的一致性和正确性，形成了能够支撑应急制图无缝连接的及以行政单元进行划分的应急制图基础数据。

为实现快速制图，本发明的快速制图系统将预先定义好的各类地图的制图表达、图饰、符号样式等制图规则组织成多种制图模版，便于系统快速的选择合适模版进行可视化编辑和修改。系统可提供包括 1:25万、1:5万、1:1万、1:5千等比例尺的标准图、专题图、影像图、晕眩图等制图模版的选择功能。

另外本系统从提供的专题类型来看，整个制图系统按照数据类型和比例尺对专题数据进行组织，主要包括：影像图、晕渲图、专题图以及特定专题类型的地图模版(交通图、政区图等)，比例尺包括： 1:100w,1:50w,1:25w,1:10w,1:5w,1:1w,1:5000等。

在制图模式上，主要包括以下几个方式。可以按照指定范围及打印尺寸，指定比例尺及打印尺寸、指定范围及比例尺等3种方式完成地图打印工作，当然也可以按照指定的图幅号打印标准图幅的地图，选择“图幅号文本文件”，再点击“标准图幅输出”即可。

本发明的快速制图系统运行需依托必要的软件环境和硬件环境。

软件环境：

本发明设计的应急地理信息快速制图系统的操作环境：客户端操作系统需采用Windows XP SP3以上，服务器端：操作系统采用Windows Server 2008企业版以上。所需的GIS软件平台包括空间数据库引擎 (ArcSDE)、ArcGIS桌面版、ArcEngine运行等。综合考虑GIS平台软件的功能、完整性、稳定性、成熟度、可持续性等指标，本系统需要以ArcGISEngine Runtime带有扩展模块，拥有5个分发使用许可，用于支持应急地理信息快速制图系统。本系统的软件开发工具采用 Visual Studio.NET 2008，它是一套完整的开发工具，采用Visual C#.NET开发语言，系统软件的运行环境为.NET Framework 3.5。

本系统需要用到的其他软件还有Office办公软件，可采用 Microsoft Office系列版本软件；图形图像处理软件采用 Photoshop,CorlDraw等；防病毒软件建议采用网络版的病毒防护软件，安装在一台单独的机器上(终端计算机即可)运行，网络内其它的机器运行病毒防护终端软件。网络版的病毒防护软件可提供全网段病毒防护终端软件的自动升级，并可进行全网段集中病毒扫描与杀毒操作。

硬件环境：

1)服务器

快速制图系统需要连接地理数据库，数据库服务器配置至少为 4CPU六核，64GB内存，300X5GB，64位，用于支撑测绘成果存储管理。

2)图形工作站

快速制图系统需要图形工作站，用于支撑地图成果配图，工作站配置至少为双X5670、8G内存、1.5T硬盘、2GNQ4000显卡。

3)高速宽幅工程打印机

用于支撑测绘应急保障的高速和大幅的工程打印，配置支持A0 幅面。

4)专业大幅面喷墨打印机

用于支撑专业大幅的喷墨打印，配置至少为1HP Designjet Z6100PS。

5)彩色激光打印机

用于支持普通的地图打印，配置要求分辨率≥400dpi。

本发明设计的应急地理信息快速制图系统的具体制图流程如图2 所示:

(1)数据整合

对区域范围内多种比例尺的DLG、DEM、DOM数据进行数据整合，包括数据规范、坐标投影转换、数据提取、数据合并、数据更新等功能，建立应急制图数据库，最终生成满足应急制图需要的应急制图基础数据。

(2)制图模版定制与选择

在系统中进行包括1:25万、1:5万、1:1万、1:5千等四种比例尺的标准图、地形图、晕渲图、影像图的模版制作，将制图符号、制图元素等各种制图规则集成到制图模板中，形成多种形式的制图模版，针对不同的应急情况快速地选择合适的模版进行可视化编辑与修改。

(3)制图范围定义

利用放大、缩小、漫游、全图、前/后一视图对所需地图进行快速的浏览，根据应急突发事件位置信息，在系统中进行定位，可以采用三种定位方式：1、利用事发地点的坐标进行快速定位；2、利用行政区划单元逐级定位；3、利用鼠标选择进行定位。

(4)图饰生成

图饰生成可分为3种情况。1、指定范围和指定比例尺结合的方式，根据设置好的地图的范围和比例尺，输出地图；2、指定范围和指定打印尺寸结合的方式，根据设置好的范围和地图文档的纸张大小，输出地图；3、指定比例尺和指定打印机尺寸结合的方式，根据设置好的地图文档纸张大小和比例尺，输出地图。选定好制图范围后，要进行输出后的地图的标题名称设置。

(5)专题标绘

可以对应急专题事件进行自定义标绘，使用者可依据自己的要求自主选择标绘能容，一般包括：点元素、线元素、面元素标绘；也可以进行符号化，包括：符号浏览、符号化设置。

(6)地图显示及编辑

在主界面中选定好制图范围，输出地图后。系统自动加载并符号化该制图范围下的要素数据进行显示。可进行地图文档的打开、保存、另存为和新建；地图视图或布局视图的放大、缩小、平移、全图、前一视图、后一视图等基础浏览；地图要素的添加、选择、清除选择、要素属性识别等；图层列表的叠放次序调整和显示隐藏控制等。

(7)打印监控

查看系统中的所有打印设备的状态和相关设置参数，同时实现对网络中的打印资源进行合理调用，及时辅助应急制图任务。

(8)地图输出

应急地图输出功能可以输出PDF格式的电子图片，并保存在硬件设备上；又可以直接连接打印设备将这些电子图片打印出图，应急地图打印主要包括页面设置、打印预览、页面打印和打印模式等。

上述内容仅为本发明创造的较佳实施例而已，不能以此限定本发明创造的实施范围，即凡是依本发明创造权利要求及发明创造说明内容所做出的简单的等效变化与修饰，皆仍属于本发明创造涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种应急地理信息快速制图系统，其特征在于，所述制图系统包括系统运行层、数据管理层、组件支撑层和业务逻辑层；所述系统运行层基于GIS软件,包括操作系统、网络系统、安全系统及制图输出设备；所述数据管理层为制图系统提供数据支持，所述组件支撑层由多个功能单元构成，负责具体制图工作；所述业务逻辑层为制图系统制定各层级组件的运行逻辑，在系统各单元的数据转换过程中起到承上启下的作用，对系统各组件进行有效连接；所述制图系统依据快速制图系统的实际需求建立了应急制图数据库，并针对不同的应急情况建立了统一的应急制图数据模型，按照应急制图数据库的设计原则及应急制图数据模型，对已有的应急地理数据进行规范化改造处理并进行整合，使整合数据在空间定位基准、地理编码、格式与表达方式及分类代码上保持一致性和正确性，形成了支撑应急制图工作无缝连接的及以行政单元进行划分的应急制图基础数据；所述制图系统预先定义好多种形式的应急制图模版供应急制图系统快速选择，并能采用多种方式的制图模式输出地图。

2.根据权利要求1所述的制图系统，其特征在于，所述应急制图数据库包括基础地理信息数据、专题数据、制图数据、元数据与目录数据；所述应急制图数据模型包括基础地理信息矢量数据模型、元数据模型、专题数据模型、制图数据模型。

3.根据权利要求2所述的制图系统，其特征在于，所述基础地理信息数据包括DLG、DOM和DEM数据；所述制图数据包括字体数据、符号数据、制图模版数据和制图规则数据；所述元数据为存放数据标识、覆盖范围信息的数据，所述目录数据为存放成果目录的数据。

4.根据权利要求3所述的制图系统，其特征在于，所述制图模版包括1:25万、1:5万、1:1万、1:5千四种比例尺的标准图、专题图、影像图和晕眩图。

5.根据权利要求4所述的制图系统，其特征在于，输出地图的制图模式包括按照指定地图范围及打印尺寸出图、按照指定比例尺及打印尺寸出图、按照指定地图范围及比例尺出图3种方式。

6.根据权利要求5所述的制图系统，其特征在于，所述组件支撑层对应急情况现场的各种数据进行整合，对制图范围进行定义，定义选择制图模版，生成图饰并对图饰进行专题标绘，同时显示地图并提供编辑，最后打印输出地图并对打印输出过程进行监控。

7.根据权利要求6所述的制图系统，其特征在于，所述组件支撑层进行的应急情况现场的各种数据整合包括数据的提取、地图坐标的转化、数据的规范、数据的更新和多数据的合并；对制图范围进行定义时需定义比例尺、定位地图区域、定义制图范围与地图标题、定义纸张尺寸并计算图幅的范围；定义选择制图模版时要定义数据源、定义出图的图饰和样式并选择合适的制图模版；专题标绘包括元素标绘和地图符号化设置，所述元素标绘包括点元素、线元素和面元素。

8.一种如权利要求7所述的应急地理信息快速制图系统的制图方法，其特征在于，所述制图方法包括以下步骤：

(1)已有数据整合，对各比例尺的DLG、DEM、DOM数据进行数据处理整合，包括数据规范、坐标投影转换、数据提取、数据合并、数据更新功能，并结合专题数据、制图数据、元数据与目录数据建立应急制图数据库，最终生成满足应急制图需要的应急制图基础数据，供制图系统快速调用；

(2)制图模版定制与选择，在系统中进行包括多种比例尺的多种图形样式的模版的制作，将制图符号、制图元素等各种制图规则集成到制图模版中，形成多种形式的制图模版，针对不同的应急情况快速地选择合适的模版进行可视化编辑与修改；

(3)制图范围定义，根据应急突发事件位置信息，在系统中进行定位，可以采用三种定位方式：a、利用事发地点的坐标进行快速定位；b、利用行政区划单元逐级定位；c、利用鼠标选择进行定位；

(4)图饰生成，按指定的范围、比例尺和打印尺寸生成图饰，可分为3种情况：a指定地图范围和指定比例尺结合的方式，根据设置好的地图的范围和比例尺，输出地图；b指定地图范围和指定打印尺寸结合的方式，根据设置好的地图范围和地图文档的纸张大小，输出地图；c指定比例尺和指定打印机尺寸结合的方式，根据设置好的地图文档纸张大小和比例尺，输出地图并生成地图标题；

(5)专题标绘，对应急专题事件进行自定义标绘，包括：点元素、线元素、面元素标绘；进行符号化，包括：符号浏览、符号化设置；

(6)地图显示及编辑，在主界面中选定好制图范围，输出地图后，系统自动加载并符号化该制图范围下的要素数据进行显示，可进行地图文档的打开、保存、另存为和新建；地图视图或布局视图的放大、缩小、平移、全图、前一视图、后一视图等基础浏览；地图要素的添加、选择、清除选择、要素属性识别等；图层列表的叠放次序调整和显示隐藏控制等；

(7)打印监控，查看所有打印设备的状态和相关设置参数，同时实现对网络中的打印资源进行合理调用，及时辅助应急制图任务；

(8)地图输出，应急地图输出功能能够输出PDF格式的电子图片，并保存在硬件设备上；又能够直接连接打印设备将这些电子图片打印出图，应急地图打印主要包括页面设置、打印预览和打印模式。