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中国科学​院地球环境研究所地貌、乡镇区划、电子地图数据技术服务

 一.背景介绍

地貌(Landforms)即地球表面各种形态的总称,也能称为地形。地表形态是多种多样的,成因也不尽相同,是内、外力地质作用对地壳综合作用的结果。内力地质作用造成了地表的起伏,控制了海陆分布的轮廊及山地、高原、盆地和平原的地域配置,决定了地貌的构造格架。而外营力(流水、风力、太阳辐射能、大气和生物的生长和活动)地质作用,通过多种方式,对地壳表层物质不断进行风化、剥蚀、搬运和堆积,从而形成了现代地面的各种形态。

陕西地处中国内陆腹地、黄河中游,南北长约870千米,东西宽200-500千米,状似袋形,面积约21万平方千米,约占全国土地总面积的2.14%。陕西地势的总特点是南北高,中部低。同时地势由西向东倾斜的特点也很明显。全省有秦岭、乔山横贯东西、把境内分为陕北、关中、陕南三大自然区。北部是黄土高原区,海拔9001900米,总面积8.22万平方千米,约占全省土地面积的40%;中部是关中平原区,海拔460850米,总面积4.94万平方千米,约占全省土地面积的24%;南部是秦巴山区,海拔10003000米,总面积7.4万平方千米,约占全省土地面积的36%。在陕西境内有许多著名峰岭,如华山、太白山、终南山、骊山,作为中国南北气候分界线的秦岭山脉横贯全省东西。

陕西省乡镇行政区划数据,是结合野外实测资料,同时参照有关地理图件,采用人机交互的方式开展行政区划地图矢量化工作,最终获取2014年陕西省乡镇区划边界数据。主要包括省市乡、镇、街道矢量边界,精度满足1:10万比例尺要求。

电子地图技术是集地理信息系统技术、数字制图技术、多媒体技术和虚拟现实技术等多项现代技术为一体的综合技术。电子地图是一种以可视化的数字地图为背景,用文本、照片、图表、声音、动画、视频等多媒体为表现手段的展示城市、企业、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品,它可存贮于计算机外存,以只读光盘、网络等形式传播,以桌面计算机或触摸屏计算机等形式提供大众使用。

数字电子地图的制作一般是通过遥感应用软件对航片、卫图等栅格影像数据进行矢量化,从中提取出相应地物的相对位置、形状、地理坐标等信息。

    地理国情监测云平台应中国科学院地球环境研究所的要求,对 陕西省地貌、乡镇区划及西安市2015电子地图数据提供产品加工技术服务,以满足客户科研工作的需求。

二.案例详情

服务单位

中国科学院地球环境研究所

服务时间

2019.09

服务内容

陕西省地貌、乡镇区划及西安市2015电子地图数据

地貌数据

1.地貌数据服务建立方法

陕西省地貌数据产品利用GIS和遥感技术,基于DEM数据,利用ArcGIS软件中的TIN工具,以地貌渲染法为基础,利用色彩和光影有规律的变换和组合表示地面的起伏变化,直观的将河南省地貌特征展现出来。

Value


Value


11

极大起伏山地

31

高台地

12

大起伏山地

32

中台地

13

中起伏山地

33

低台地

14

小起伏山地

41

起伏平原

15

喀斯特山地

42

倾斜平原

21

梁峁丘陵

43

平坦平原

22

高丘陵

44

微洼地

23

中丘陵

45

微高地

24

低丘陵

51

雪域高原

25

喀斯特丘陵

52

其他高原

26

沙丘



2.成果展示

陕西省地貌分布如图1所示:

 

图1.陕西省地貌空间分布图

乡镇区划数据

1、乡镇数据属性 

数据名称

陕西省乡镇行政区划地图数据

数据类型

矢量

数据格式

shp

分辨率

1:10万

时间尺度

2014年

投影坐标

wgs84

覆盖范围

全省

2、乡镇数据简

行政区划是国家为了进行分级管理而实行的区域划分。中国现行五级行政区,即省级、地级、县级、乡级、村级,其中省、县、乡三级为基本行政区。

陕西,简称,中华人民共和国省级行政区。省会西安,位于中国内陆腹地,黄河中游,东邻山西、河南,西连宁夏、甘肃,南抵四川、重庆、湖北,北接内蒙古,介于东经105°29′—111°15,北纬31°42′—39°35之间,总面积20.56万平方千米。陕西省辖10个设区市。西安市是副省级省会城市,辖11个市辖区、2个县,分别为:新城区、碑林区、莲湖区、雁塔区、未央区、灞桥区、阎良区、临潼区、长安区、高陵区、鄠邑区、周至县、蓝田县。宝鸡市辖3个市辖区、9个县,分别为:渭滨区、金台区、陈仓区、凤翔县、岐山县、扶风县、眉县、陇县、千阳县、麟游县、凤县、太白县。咸阳市辖3个市辖区、2个县级市、9个县,分别为:秦都区、杨陵区、渭城区、兴平市、三原县、泾阳县、乾县、礼泉县、永寿县、彬州市、长武县、旬邑县、淳化县、武功县。铜川市辖3个市辖区、1个县,分别为:王益区、印台区、耀州区、宜君县。渭南市辖2个市辖区、7个县,代管2个省辖市,分别为:临渭区、华州区、潼关县、大荔县、合阳县、澄城县、蒲城县、白水县、富平县、韩城市、华阴市。延安市辖2个市辖区、11个县,分别为:宝塔区、安塞区、延长县、延川县、子长县、志丹县、吴起县、甘泉县、富县、洛川县、宜川县、黄龙县、黄陵县。榆林市辖2个市辖区、1个县级市、9个县,分别为:榆阳区、横山区、神木市、府谷县、靖边县、定边县、绥德县、米脂县、佳县、吴堡县、清涧县、子洲县。汉中市辖2个市辖区、9个县,分别为:汉台区、南郑区、城固县、洋县、西乡县、勉县、宁强县、略阳县、镇巴县、留坝县、佛坪县。安康市辖1个市辖区、9个县,分别为:汉滨区、汉阴县、石泉县、宁陕县、紫阳县、岚皋县、平利县、镇坪县、旬阳县、白河县。商洛市辖1个市辖区、6个县,分别为:商州区、洛南县、丹凤县、商南县、山阳县、镇安县、柞水县。

陕西省乡镇行政区划数据,是结合野外实测资料,同时参照有关地理图件,采用人机交互的方式开展行政区划地图矢量化工作,最终获取2014年陕西省乡镇区划边界数据。主要包括省市乡、镇、街道矢量边界,精度满足1:10万比例尺要求。

3、乡镇数据成果

本次产品加工技术服务成果如图2所示:

 

图2. 陕西省2014年乡镇区划分布图

西安电子地图数据

1、数据生产方案

电子地图的制作需要有相应位置的航片、卫图影像数据,根据航摄规范及相关比例尺选择,有以下对应关系表:

表1不同比例尺电子地图数据与影像数据源对应关系

地图

数据源

成图比例尺

影像分辨率(m)

数据源选择

对应分辨率(m)

1:1000

优于0.1

无人机\航片

——

1:2000

0.1~0.4

Wordview-3

0.3

1:5000

0.4~0.8

QuickBird

0.6

1:10000

0.8~1.6

GF-2

0.8

在电子地图的制作中,通常需要用到的遥感应用软件有ENVI、Erdas等来进行影像融合、校正、镶嵌等工作;ArcMap、MapInfo等来进行地图矢量化工作。

1)影像数据处理

影像数据处理主要是对遥感影像进行正射校正、图像融合、投影转换、几何纠正等处理,最后裁剪成所需要的范围。

正射校正一般选取控制点,对影像同时进行倾斜改正和投影差改正。图像融合是将低空间分辨率的多光谱影像或高光谱数据与高空间分辨率的单波段影像重采样生成一副高分辨率多光谱影像遥感的图像处理技术。同时为确保各类空间数据在统一的定位基础框架,需要对遥感影像进行投影变换。遥感影像经过坐标系统转换和投影变换后,其空间位置精度往往降低,存在位置偏差。需要进行几何校正,来保证影像的空间位置的准确性。

2)地图矢量化

地图矢量化,就是把栅格数据转换成矢量数据的处理过程。经图像处理和曲线矢量化,生成可以为地理信息系统显示、修改、标注、漫游、计算、管理和打印的矢量地图数据文件。

数字化地图

根据要求建立相应矢量图层,在新建的图层上参考栅格图层调用遥感软件提供的绘制点、线、折线、圆弧、多边形、矩形、文本、符号等工具进行描路径。

每个新图层都是我们绘制的多边形、折线、点等对象的集合,可以调用遥感软件提供的工具对各对象进行分割、合并、擦除、拖拉等修改操作。

拓扑处理

对于修改好的矢量图层建立拓扑关系,检查数据有无拓扑错误,针对错误进行修改和检查。

属性录入

针对不同的图层,添加相应的属性信息;针对独立的POI点,增加点图层,录入相关的属性信息。

属性信息的收集通常需要数据使用方完成,收集到的数据提供给数据生产方进行加工生产,录入到电子地图数据中。

地图配色

根据不同的矢量图层,填充不同的颜色和纹理,以此来区分不同地物类型。普通电子地图的背景要素一般包括绿地、水系、居民地等,而道路、地名信息等是需要突出显示的要素。

在实际配色过程中,首先配置面要素的颜色,因为面要素所占面积大,面的颜色会决定地图的整体风格。

对于线划要素,重点是设置线的颜色和线型风格。比如不同等级的道路采用不同颜色、宽度的线型。

电子地图上的点要素非常多,且大多是和日常生活密切相关的信息,对于这些点要素一般采用形象化的符合生活习惯的符号表示(比如医院符号可采用红色的十字表示)。

2、电子地图数据成果展示

本次产品加工技术服务成果如图3所示:

 

图 3.西安市电子地图配图后数据样例


 


 

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