姚 瑾，谢元礼，范熙伟，王文娟，吕亚妮

(西北大学 城市与环境学院，陕西 西安 710127)

市(地、州)土地利用现状图具有一般地图严格的数学基础、适当的地理要素和独特的土地利用专题内容。其专题内容是在各县、乡完成的1:1万分幅土地利用现状图的基础上，按照比例尺，如1:5万，1:10万，1:25万的编图工艺流程，经过缩编得到［1］。而地图缩编是一项概括性极强的创造性工作，影响制图综合质量的因素很多，主要有制图人员的技术素质、基础图件的质量以及制图区域的土地利用复杂程度等等［2］。

传统的地图缩编是利用数字化应用系统的编辑功能对原有的数据进行手工编辑、综合取舍的过程，成图的精度低，效率不高［3］。完整解决制图综合问题，绝不是一个单纯的软件开发问题，它不仅受当前计算机技术在制图综合领域的研究水平与应用水平的制约，还受到数据源中包含的特征信息、数据逻辑、数据质量的完备性、合理性、正确性等因素的极大影响［4］。而在自动缩编的研究方面，目前市场上也有一些地图软件带有地图自动缩编功能。例如:武汉大学的大比例尺地形图缩编系统(Automap)，它采用人机协同的作业方式，将地图综合过程分解，广州开思软件公司的LengthStar软件也带有地图自动缩编模块，但是这些软件的自动缩编功能转化效率不是很高，只能减少20%?30%的缩编工作量，而且缩编效果不尽人意［5］。

综上可知，在进行地图自动缩编时采用人机互辅方式是最佳选择，也是最易控制和最易实现的选择。所谓人机互辅方式是指:数据预处理、自动缩编、人工编辑。

1 制图原则

制图概括的目的是为了解决土地利用的复杂多样性同有限的地图幅面之间的矛盾，这种矛盾具体反映在资料的处理和编绘过程中，主要表现在:要正确处理地图的详细完整性和清晰易读性、各类用地的地块轮廓面积的几何精确性和地理真实性之间的矛盾。所以说，表示主要的舍去次要的，是制图概括应遵循的基本原则。考虑数字制图的特点，在绘制土地利用图时主要应遵循以下几条原则:

1.1 定位原则

必须注意土地利用各种类型的地理空间位置的相对关系。地类界线的划分、轮廓形状的布局要严格遵循地理基础的控制，以保持各类用地空间分布的准确性。对地形图中已有的水系、道路、居民地等和土地利用特别有关的地物以及行政界线要尽可能地准确选取，这样才便于土地利用各种类型的定位;而像注记、高程点等关系不大的要素则可适当地删减，以免干扰土地利用的主题，造成喧宾夺主的局面。

根据地物间相对重要性的原则，在处理地物关系时，应该保持水系的连通性，即在分层上依次为水系、铁路、高速公路、其他公路。当它们相互交叉时，高层次地物压盖低层次地物。在保证明显及人工地物位置准确的同时，可以移动不明显及非人工地物，减少不同地类之间的狭小空隙，例如河流与道路毗邻时，可将河岸旁移靠近道路，使水域与交通用地之间只有一条边界线。

1.2 闭合原则

各类用地呈面状分布是土地利用的基本特点，也是制图概括的主要依据。土地利用的各种类型在图上表现为封闭的图斑，但构成图斑轮廓的界线在数字地形图上分属于不同的要素层，因而不一定能够生成完全闭合的面域。所以在勾画各类用地的轮廓时，必须注意线条的联结性，避免接合处出现断头、交叉、错位等现象，最终使所有的分界线都能够精确闭合为面域。

1.3 取舍原则

必须注意图斑的轮廓形状、大小的表现，防止任意地增删、裁弯取直、去棱变圆、扩窄变宽。河流、林带、道路、沟渠、田埂等线状地物，以保留原有数字地形图的表示为原则，图上宽度小于2 mm的线状地物可以删除。对面状地物而言，考虑地类、地物概括取舍的需要，为降低图面的“破碎性”，图上保留的最小地块(图斑)限定为:城镇村及工矿用地的图上面积不小于4.0 mm2(边长2 mm的正方形)，耕地、园地的图上面积不小于6.0 mm2(边长2.5 mm的正方形)，林地、草地等其他地类的图上面积不小于15.0 mm2(边长4 mm的正方形)。

1.4 归并原则

主要遵循以下两个原则:

(1)性质相近规则:在进行相邻地类图斑合并时，尽可能归并到性质最接近的地类。例如，茭塘统一并入水田，苇地统一归入河滩。对相邻的同一性质用地则可在更大范围内进行合并，如将并排的鱼塘统一化为连片的渔业用地。

(2)权属相同规则:对地类图斑进行合并，要考虑行政界线，在同一行政区域(权属区、乡)内进行合并，两相同地类的地块相邻，但不在同一个乡，则不进行归并;相同地类、同一行政单元(乡)，可以合并［6］。

1.5 编码原则

考虑到今后数字土地利用现状图与土地信息系统的衔接，在制图过程中应实现图形数据与属性数据的关联，即对图上地块(图斑)进行编码。图斑的编码作为识别该块土地的关键字，是建立数据库和查询的基础［7］。

2 解决方法

2.1 实验所用软件

由于陕西省二调选用ESRI公司的ArcGIS软件作为GIS软件平台，因此本文选择 ArcGIS9.2软件作为缩编工具。ArcGIS9.2的功能很强大，具有数据可视化、数据查询分析、图形输入输出等功能［8］。

2.2 实验流程

实验流程如图1所示。

2.3 地物处理过程

因为将1∶1万地类图斑缩编到1∶5万后，地类界线将会改变，因此需要用新生成地类图斑生成新的地类界线。鉴于以上原因，地物处理主要包括三个图层:行政区界线、线状地物以及地类图斑。

2.3.1 线状要素的处理

在进行线状地物处理时，选取地物主要依据的是资格法［9］，其他方法作为辅助。地物的取舍主要遵循重要性原则以及连贯性原则。线状地物的最小上图宽度按照根号法则计算［10］，通过计算可知，在1:5万地图上线状地物的最小上图宽度为4.5 m～45 m，对于像农村道路这种线状地物，宽度可适当放低。

1)自动平滑

使用Simplify Line工具。

2)手工处理

(1)弯曲的处理，这是线状地物编绘的重点。弯曲的处理有两种情况，一种是去掉，另一种是化简。去掉的情况比较简单，比如河流1.0 mm×1.2 mm的弯曲可适当化简，小弯曲直接去掉，弯线变成了直线。化简的情况就比较复杂些，比如比较尖的弯曲经过化简，尖弯变钝，比较长的弯曲，经过化简，长弯变成短弯。

(2)线状地物与其他地物之间的关系问题。制图规定中有一条，各地物之间最小间隔不小于0.2 mm，所以，凡实地距离小于10 m间隔的地物，都要移位绘出。

(3)线状地物的移位表示，即主次问题。一般情况下，主要地物不动，移动次要地物，重要地物不动，移动一般地物。

(4)地物压盖问题。比如铁路和公路交叉时，铁路符号不间断，公路接在铁路上，即铁路压断公路。公路和乡村路交叉时，公路在上压断乡村路。公路过河流时，一般都有桥梁符号，如果没有桥梁符号时。公路压断河流，不能让河流穿过公路［11］。

行政区界线的处理与线状地物类似。

图1 实验流程

2.3.2 地类图斑的处理

对地类图斑的处理步骤如下:

1)合并同类地物

合并同类地物时要遵循性质相近规则以及权属相同规则。合并时使用的工具是 Aggregate Polygons，Minimum Area表示合并后多边形的最小面积，Minimum Hole Size表示设置一个多边形孔予以保留，默认值是零，这三个参数值需要根据地类来确定。

合并多边形前后图形的变化如图2所示:

图2 合并前后对比图(注:左图为合并前，右图为合并后)

做完Aggregate Polygons后，新生成的多边形是没有属性的，需要添加DLBM(地类编码)以及DLMC(地类名称)两个字段，而且字段的类型设置要与合并前一致。

2)更新

使用Update工具将合并后新生成的图层更新到原地类图斑图层。更新的时候必须特别注意顺序，不同的顺序，会产生不同的结果。确定更新顺序的主要依据是地物的上图图斑大小以及重要性。图2中合并后的图斑更新前后图形的变化如图3。

图3 更新前后对比图(注:左图为更新前，右图为更新后)

3)去除小图斑

由图3可以看到，在更新图斑后，仍然存在不符合上图面积的碎小图斑，所以需要使用Eliminate工具按类别对各类地物进行去除小图斑处理。做Eliminate前后图形的变化如图4所示。

4)面转线、面转点

将一幅1:1万的地类图斑图层直接缩放到1:5万显示，边界会不平滑，因此有必要对地类图斑的边界进行平滑处理。然而，直接使用Simplify Polygon处理可能会产生拓扑问题，因此将地类图斑进行面转线操作，然后对生成的线图层进行平滑处理得到地类界线图层。地类界线改变后地类图斑会随着改变，因此需要重新线转面生成新的地类图斑，转换过程中为了解决地类图

图4 去除小图斑前后对比图(注:左图为去除前，右图为去除后)

斑属性丢失的问题，将原始地类图斑进行面转点处理，生成的点图层保存属性。

5)地类界线自动平滑

6)行政区界线擦除地类界线、线状地物

使用Erase工具，分别用行政区界线图层来擦除地类界线图层以及线状地物图层，以消除重复区域。

7)行政区界线、地类界线、线状地物手工处理、点处理

用ArcGIS自动做出来的线条平滑不尽美观，因此还要再手工处理。

手工处理的时候，主要有四个任务:

(1)将面积不符合要求的图斑的边界删除掉或者归属于相邻图斑，同时将点要素文件里此多边形所对应的点删除或者移动，以防对线转面造成影响。

(2)狭长面状河流、道路处理。

狭长的面状河流以及道路的处理，主要有两种方法，一种是在地类图斑图层上通过ArcGIS的Collapse Dual Lines to centerline工具提取中心线，赋予属性保存起来，最后在地类图斑层上沿着这些河流、道路的中心线进行切割以及分段切割，并使之和周围图斑合并。第二种方法是在面转线之后得到的线图层中，手工绘制中心线，将狭长地物边界删除，并使中心线与周围线段相交。

(3)检查行政区界线与地类界线、线状地物的交界区域。

由于行政区界线与地类界线的公共区域是通过自动擦除实现的，因此很有可能出现线段不连贯或者碎小线段，此时就需要人工检查，并处理问题。

(4)线条平滑。

8)地类界线、行政区界线、点转面

地类界线与行政区界线叠置后为地类图斑的边界，因此需要二者一起来构面，面的属性通过点要素加载。

3 结论

通过对陕西省凤县土地利用现状图制作方法的研究，提出利用ArcGIS软件，结合人工处理，以二调1:1万土地利用数据库为实验数据，制作1:5万土地利用现状图的一种方法。提出的制作过程简单，成图速度快，而且成图质量较高，对于二调土地利用现状图的制作具有一定的指导意义。

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［7］李乔，刘春，奚长元等.数字土地利用现状图的制图概括［J］.测绘通报，2000，(3):30-32.

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［11］冯耀明，丰宗华.1:5万土地利用现状图编绘概述［J］.云南地理环境研究，2007，19(2):112-114，123.