西部地区广西县（市）系列挂图的编制

梁 琳
（广西地图制图院）

【摘　要】 简述了西部地区广西县（市）系列挂图的内涵及其编制的基本情况，并对某些关键的技术步骤作了扼要的概括。
【关键词】 行政区划图 影像图 数学基础 投影变换

　　1 引言
　　随着“西部大开发”建设运动的不断展开，国家测绘局为了向“西部大开发”提供更为广泛的测绘成果，在二○○○年正式启动了“西部地区县（市）挂图工程”基础测绘项目。该项目由中国测绘科学院承担，负责技术项目设计与组织施工，西部地区各省、市、自治区测绘部门共同参与并具体负责制图工作。西部县（市）系列挂图分为行政区划图和影像图两种形式，以县（自治县、县级市、地级市区）为制图分幅单位。广西属于西部地区的省区之一，整个广西共有90个县（市），行政区划图和影像图各90幅，共180幅。全部挂图制作采用先进的计算机制图技术生产，成图周期短、效率高，且复制、印刷方便。
　　2 系列挂图的特点
　　2.1 赋予高度的政治性
　　广西县（市）系列挂图主要反映广西各县市的行政区划、自然地理、人文景观以及居民地的分布现状，突出表现建国五十多年来广西建设取得的巨大成就，特别是交通建设、水利电力开发、环、扶贫开发等重点工程。广西的铁路、公路纵横交错，贯穿东西南北，各级道路正在不断延伸，近年来建成的高速公路已成为广西经济发展的大动脉。广西的水利电力建设也日新月异，大大小小的水库星罗棋布，渠道交织成网，各级电站及水利灌溉枢纽工程遍布大江小河，其中龙滩电站、天生桥电站、岩滩电站、大化电站、贵港航道枢纽、桂平航道枢纽、百色水利枢纽等工程闻名全国；广西的扶贫开发工程也卓有成效，挂图集中反映了近年来自治区政府的两个重点扶贫工程，一是村村通公路，为山区的人民开通了致富的道路，一是在大石山区缺水地区援助修建水柜，解决了山区缺水的难题。
　　由于广西系列挂图内容完备、现势性强，能客观、全面地反映广西自然、经济与社会要素，为各级政府机关领导决策、科学调查、招商引资、工程建设与民众的旅游观光提供可靠的用图。
　　2.2 具有很强的现势性
　　广西系列挂图非常注重地图的现势性，地图内容的更新有针对性地采用外业调绘资料。二○○○年底，县市挂图项目开始启动，就陆续派人到各县、市去收集第一手资料，通过各县市相关的职能部门协助收集最新的资料，比如行政区划的设置、交通道路的建设等，均通过当地民政和交通部门获取。特别是近年来广西实施的 “村村通公路”和边境公路大会战，新增了不少的道路，外业调绘时做到和各县市的交通部门密切配合，让专业人员把该县市的新增道路准确地标绘在样图上。其他如新增水库和水利枢纽工程等，则依据九十年代出版的新1：5万地形图转绘，或者根据水电部门提供的水库淹没线高程在地形图上按照等高线准确绘出。
　　系列挂图编绘采用最新资料，并对所有的资料依据“精益求精、去粗存精、去伪存真”的原则进行了严格地分析、筛选和整理。对现势性好的资料，可以直接采用。现势性稍差或精度不到要求的资料，进行了修编、补调或以新的地形图进行核对、修改。例如，新增道路的线路走向不够精确时，则以新的地形图根据地形特征进行合理改动，以达到资料准确、可靠的要求。
　　系列挂图的现势性，还体现在时刻追踪行政区划更改的最新动态。根据各级政府调整行政区划的最新文件，及时地在地图上作出相应的更新。如近期国务院批准成立的地级百色市、地级贺州市、南宁市郊区合并和柳州市郊区合并，均在地图上作出及时更新。
　　2.3 具有高度的精确性
　　系列挂图以县、市（县级）作为分幅单位，内容详细，定位准确，图解精度高。各图幅比例尺最小为1：14万，最大为1∶7.5万，图中附有经纬线格网，便于量算地理坐标，在图上能精确地量测出地物各要素的点位、方向、距离以及里程。
　　2.4 具有很强的实用性
　　系列挂图在设计上考虑用图者的需求和习惯，以最大的限度满足不同用图者的需求，内容详尽实用，主要包括居民地、道路、境界、地形、水系、名胜古迹、自然保护区及工矿企业等等。在符号和注记的用色上，尽量符合大多数人的欣赏习惯，易读易懂。行政区划图和影像图分别以地形地貌作为背景，山川形势、城市乡村尽收眼底，让读者赏心悦目。
　　2.5 表达形式的新颖性
　　由于采用先进的计算机制图技术，广西系列挂图摒弃了传统挂图的平面表达方式，代之以立体地貌晕渲和影像的方式表示。行政区划挂图叠加了地貌晕渲，加之有居民点、道路、水系、境界等要素，实质就是实际区域地形的微型表示。影像图则是以卫星影像迭加主要地物要素而成，即在卫星像片上，加强了突出境界、道路、水系、主要居民点的表示。这两种挂图的表现形式，读图者就如在高空鸟瞰，产生了强烈的视觉效果，让人耳目一新。
　　3 系列挂图的数学基础
　　3.1 1∶10万基本资料数据库的制作
　　为了能使系列挂图有更可靠的数学基础，我们重新制作了作为基础资料的1：10万数据库。
　　1∶10万数据库采用国家基本比例尺1∶10万地形图作为蓝本，经扫描得到背景图像，利用方正智绘软件生成相应的1∶10万地形图标准图廓和方里网，标准图廓和背景图像套合后，逐点采点套合配准，每幅1∶10图共采点约有五百三十余点。
　　1∶10万地形图图像经配准后，不需任何缩放、旋转，同一投影带的图幅可以严格密进行接合，经矢量化得到系列挂图基础资料的数据库，其精度完全满足系列挂图编图的要求。
　　3.2 系列挂图的投影选择与转换
　　基本资料数据库和1∶10万地形图采用的投影为克吕格-高斯投影，选取克吕格-高斯投影的图幅不宜与邻带图幅的拼接。拼接时，图幅间会产生裂隙，随着纬度升高，拼接产生的裂隙也增大。即使是图幅经过旋转、平移都不能使拼接裂隙消除，克吕格-高斯投影不宜作为系列挂图的投影。
　　系列挂图采用的投影是双标准纬线正轴等面积圆锥投影。此投影的特点是：制图区域的面积大小保持不变，这有利于精确量算行政区域的面积。由于不采用分带投影，1∶10万基本资料图幅转换为双标准纬线正轴等面积圆锥投影后，在拼接使用时不会产生拼接误差，基本资料图幅之间也不会产生裂隙。因此，利用转投影后1∶10万基本资料，可以严密地拼接出一幅完整的广西全图。
　　为了使投影产生的变形限制在最小范围内，投影选取的双标准纬线：φS =22°00′、φN =25°30′；中央经线：λ0=108°；原点坐标：23.45。（如图1）

　　3.3 系列挂图的比例尺确定
　　挂图的比例尺是以基础资料数据库比例尺1∶10万为基础，结合成图尺寸和各县（市）的具体形状和面积而定。面积小的县（市）比例尺适当放大，面积大的县（市），比例尺适当缩小，做到挂图主区和内图廓的关系协调。在一般的情况下，尽量避免主图破图廓，只有在不得己的情况下才破图廓，或者缩到下一级的比例尺。
　　系列挂图的行政区划图和影像图各比例尺和图幅数量的具体情况如下：
　　1∶7.5万各12幅，1∶8万各8幅，1∶8.5万各5幅，1∶9万各12幅，1∶9.5万各4幅，1∶10万各20幅，1∶11万各13幅，1∶12万各6幅，1∶13万各8幅，1∶14万各2幅，总共180幅。其中全开图各97幅，对开图各7幅。
　　3.4 系列挂图的定向
　　由于系列挂图选取的双标准纬线正轴等面积圆锥投影，中央经线为108°，在基本资料裁切成图的过程中，未经任何旋转或平移，只缩放到规定的比例尺。因此，只有穿过中央经线的图幅接近北方定向，而大多数的图幅基本上是斜方位定向，即图幅的中间经线不和图廓的南北边垂直。偏离投影的中央经线越远的图幅，中间经线和垂线形成的夹角越大，看上去越显得倾斜。但由于中央经线处在广西的中部附近，最偏离中央经线的图幅，倾斜方向不是很严重。（如图2）

　　4 系列挂图的编制过程
　　系列挂图的编制工艺包括设计（总体设计和分幅设计）、原图编绘、统一协调等工艺流程。挂图的编制工作流程如下图：

　　4.1 总体设计和分幅编绘设计
　　总体设计书由负责技术设计的单位编写，形成《西部地区县（市）挂图编绘设计书》、《西部地区县（市）挂图工程技术方案》和《西部地区县（市）挂图图式》。在这三者的指导下，广西根据本区的特点，编写了《广西壮族自治区县（市）挂图编辑设计书》。由于各县市的轮廓形状以及地图现势资料和具体情况各不相同，针对各县（市）也分别编写了各自的图幅编绘规定，具体规定了图幅尺寸、比例尺、图面配置以及使用的资料。在内容的选取上，也突出了各县市的具体特点，以利于具体指导各图幅的编绘。
　　4.2 系列挂图的编绘
　　4.2.1 图式的调整
　　根据读者的欣赏习惯和广西的居民地分布现状及自然地理特点，对《西部地区县（市）挂图图式》进行全面的整理，并作出适当的调整，编写了挂图图式的调整方案。调整方案征得项目的批准，作为系列挂图的图式使用。
　　4.2.2 主要资料的使用
　　系列挂图的基础资料采用1∶10万数据库，辅以现势资料更新。用新标编的1∶5万地名标编地形图核对乡镇和村委会的点位，同时也作为核对自然村名称的依据。村委会及其以上等级的行政居民地名称，则以各县（市）的《建制村编制统计表》作为核对的依据。按照国务院、自治区政府、民政厅最新下发的关于行政区划变更、调整的文件，及时作出行政区划和名称的修改，以保证系列挂图的现势性。道路的分级依据新出版的《广西交通图册》，新增道路则以各县的外调资料作补充。其他的内容，如文物古迹、旅游景点和自然保护区等，依据有关部门提的资料转标。1∶10万数据库中没有乡镇界线，则依据各县的土地利用现状图转绘。
　　4.2.3 挂图要素的分层
　　为了便于系列挂图的数据管理，同时也便于检查、修改、应用。对地图内容各要素进行详细分层。根据国家测绘局关于西部挂图图层分层方案的精神，广西系列挂图总共分为81层。分层的原则是：合并同类项。各县市挂图根据该图幅存在的内容进行图层取舍，各图幅大约有60-70层。
　　4.2.4 编绘原图的制作
　　系列挂图的制作工作主要分为三个独立的部分：行政区划线划图的编绘、地貌背景晕渲的生成和卫星影像的处理。以三者的成果分别叠加，最后得到各县市带有地貌晕渲背景的行政区划图和影像图。
　　（1）行政区划图的制作
　　① 行政区划线划图的编绘
　　以1∶10万地理图数据库作为系列挂图的基础资料，数据库原为高斯-克吕格投影，把投影转换为双标准纬线正轴等面积圆锥投影，投影的中央经线λ0=108°，双标准纬线分别为纬度φS =22°00′、φN =25°30′，经投影转换后的基础资料拼接成一幅完整的广西地图，然后分别按照各县市成图的比例尺进行一一缩放、裁切，作为各县市行政区划线划图的工作底图。
　　在行政区划线划图的工作底图上，利用1∶5万地名标编地形图数据库图进行核对村委的点位和自然村的点位、名称，同时以相关各县（市）的《建制村编制统计表》进行核对乡、镇、村委的名称。新增的地图内容要素，如道路、水库、电站等则依据各县（市）的外业调绘资料进行更新。林场、名胜古迹、文物保护单位则依据自治区相关部门提供的权威资料进行修改、补充。地物的定位以1∶5万地形图为依据，转绘到工作底图上。
　　由于近年来交通道路建设飞速发展，新增道路的更新为系列挂图的重点工作之一。道路的更新较为复杂，为了保证新增道路的走向正确和必要的精度，利用外调资料标图，在1∶10万原始数据库上，依据地形严格转绘出新增道路，经投影变换和缩放后添加到工作底图上。
　　新增大型水库的转绘也和转绘道路的方法一样，依据外调资料提供水面淹没线的高程，在数据库上根据等高线的走向描绘出水库的水涯线，经转投影后添加到工作底图上，保证了水库的形状和地理位置准确。
　　② 地貌背景晕渲的生成
　　地貌背景晕渲的制作主要是提取1∶5万地形图数据库中的等高线，利用Arc/info软件，生成单色的晕渲地貌模型，叠加行政区划色。形成的晕渲图像的基本比例尺大约为1∶72250，叠加到具体的图幅时再作缩放调整。
　　（2）影像图的制作
　　① 影像图线划要素的提取
　　影像图要表现的地物比较简略，主要表示地形地貌、水系、重要居民地、交通干线及各种境界、色带等。因此，在提取影像图的点线要素时，有所重点选择。水系按照影像所有，不作改动；居民地侧重表示乡镇及其以上级别居民地，乡镇以下的行政村及农林场等，只作概略选取；交通干线只选取县道及其以上的高级别道路；境界全取，色带全取。除此之外，其余全部不表示。
　　② 卫星影像的处理
　　软件系统采用ERDAS IMAGINE8.4 和photoshop5.02进行影像先行处理。在ERDAS IMAGINE8.4软件平台上将影像原始数据（TM345）进行波段合成，并进行几何校正、空间定位与接边配准，投影转换后输出tif图像。
　　利用photoshop5.02对处理输出的tif图像进行正相、色彩调整，并与行政区划线划图的水系、界线、色带套合，完成影像处理和定位。
　　③ 影像图的形成
　　在Illustrator10软件平台上将经过处理的影像与线划版进行套合，输出eps格式文件，即得影像图。
　　5 结束语
　　广西系列挂图的编制，开创了广西运用高科技计算机制图技术编制大型系列挂图的先河。系列挂图集地图创作、遥感技术和地理信息于一体的地图产品，它具有承前启后、继往开来的里程碑式的重大历史意义。同时，也为地图产品形式的多样化探索了一条新的道路。

2002年9月17日