1、 武汉大学本科毕业论文 Adobe Illutrator 下的地图切片插件设计 院（系）名 称： 资源与环境科学学院 专 业 名 称 ： 地理信息 系统 学 生 姓 名 ： 指 导 教 师 ： 郑 重 申 明 本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。 本人签名： 日期： 摘 要 计算机辅助地图制图（ Computer-Aided Cartog
2、raphy）以基本线划数据为数字地图制图基础，通过数据库技术和图形的数字处理方法，以自动或人机结合的方式输出地图。相比起新型的专业地理信息系统（ geography information system）制图软件，具有图像效果好，制作出来的地图符合公开出版要求的特点。然而，计算机辅助地图制图软件制作出来的地图却大量被限制在了纸质地图领域，极少涉足网络地图发布领域。在追求地理信息的采集、存储、分析、应用一体化的当下，需要进一步强化计算机辅助地图制图软件地图的成果输出。本文在分析国内外地图制图数据的发布方法的基础上，研究如何在 Adobe Illustrator 平台下开发地图制图数据的地图切片插
3、件，从而使制图软件能够和天地图实现链接。本文具体完成了以下研究工作： （ 1）总结分析了现有的国内外的地图制图数据发布方 法，在此基础上归纳总结了现有的计算机辅助地图制图软件的发布方法，并指出其存在的问题，进而提出本文的解决方案。 （ 2）介绍了当前瓦片地图技术，以及地图切片方法。在 Adobe Illustrator 平台中采用 C+开发插件应用地图切片方法。同时介绍了插件的总体设计框架以及各部分功能的详细设计，主要功能模块包括地图导出预处理、地图图层处理、图形效果处理以及地图切片处理。 （ 3）在 Adobe Illustrator 中发布了地图切片插件，本文采用 1:2000 比例尺的某
4、区域地图作为实例数据，分别对地图导出预处理模块、地 图图层处理模块、图形效果处理模块以及地图切片处理模块进行了实验，最后在 Arc Server中发布成网络地图。 地图切片插件作为一个有力的后续步骤，紧跟上前期的地图数据处理与成图，真正完善 Adobe Illustrator 作为计算机地图辅助制图软件的一体化设计，在与专业地理信息系统制图软件的竞争中，更富有优势，也对地图发布领域具有重要的借鉴和实用价值。 关键词： Adobe Illustrator；插件；导出；地图切片 ABSTRACT CAC (computer-aided cartography) based on the basic
5、 line row data for the digital cartography, which through database technology and digital graphic processing, auto or man-machine combination of output maps. Comparing to the new professional GIS (geographic information system) graphic software, has an advantage of “what you see is what you get”. Ho
6、wever, nowadays, in the pursuit of the integration of geographical information acquisition, storage, analysis and application, CAC software still need improving the fluency of process of mapping and strengthening the process of picture output. This essay based on the analysis of cartographic data di
7、ssemination methods that at home and abroad, searching for how to develop quick output program plug-in which on basis of cartographic data in Adobe Illustrator platform, achieving the goal of fast mapping to GIS data, efficient publishing, integrating mapping and map tile. This essay completed the f
8、ollowing work: (1) Summarized existing cartographic data dissemination methods at home and abroad, and summarized the release methods of CAC software that based on it. Then point out the problems and proposes solutions. (2) Analyzed map tile methods and applied it into Adobe Illustrator software to
9、build an plug-in. Then analysis and search map output effect. (3) Designed an main framework and each part of functions in Adobe Illustrator platform, main modules including map exportation, lawyer selection, graphical effects options and map tile. Finally, this essay published the quick map output
10、plug-in in Adobe Illustrator, as a strong follow-up steps to keep pace with the early map data processing and mapping, perfect integration of Adobe Illustrator as a CAC software that has more advantages to compete with traditional professional GIS mapping software and also has good references and pr
11、actical value in map publishing. Key words: Adobe Illustrator; plug-in; output; map tile 目 录 1 绪论 1.1 引言 . 1 1.2 研究目的与意义 . 1 1.3 计算机辅助制图软件发展现状 . 2 1.4 WebGIS 技术发展现状 . 4 1.5 论文研究内容 . 5 1.5.1 导出预处理 . 5 1.5.2 地图图层处理 . 6 1.5.3 图形效果处理 . 6 1.5.4 地图切片处理 . 6 1.6 论文组织结构 . 6 1.7 本章小结 . 7 2 Adobe Illustrator 环
12、境下地图切片技术的应用 2.1 切片地图技术现状 . 8 2.2 瓦片地图技术 . 8 2.2.1 金字塔模型 . 9 2.2.2 地图切片层次结构 . 11 2.3 Adobe Illustrator 环境下的切图流程 . 12 2.3.1 切片流程 . 12 2.3.2 算法设计 . 13 2.4 本章小结 . 14 3 Adobe Illustrator 环境下地图发布插件设计 3.1 环境选择 . 15 3.1.1 插件开发平台选择 . 16 3.1.2 AI 插件开发简介 . 17 3.2 地图发布插件设计 . 19 3.2.1 软件概念 . 20 3.2.2 需求分析 . 20 3
13、.3.3 架构设计 . 20 3.2.4 详细设计 . 21 3.3 本章小结 . 24 4 实例分析 4.1 实验数据 . 25 4.2 实验环境 . 27 4.3 Adobe Illustrator 下的地图切片实例 . 28 4.3.1 界面 . 28 4.3.2 数据预处理 . 29 4.3.3 图层处理 . 29 4.3.4 图形图像效果处理 . 30 4.3.5 切片处理 . 32 4.4 插件应用分析 . 36 4.5 本章小结 . 36 结论 . 37 参考文献 . 39 致 谢 . 41 1 1 绪论 1.1 引言 随着观测技术、计算机图形技术、地理信息系统等的快速发展，制图
14、领域从传统的单一空间信息采集到现在的空间信息与属性信息并重，对于自动化的制图流程有了新的要求。过去使用的地图制图软件 专业的 GIS 软件（如ArcGIS 等）或者计算机辅助地图制图软件（如 CorelDraw 等） 都渐渐无法满足用户对于地图制图存在的“便捷，快速，一体化”的需求。 面对数字化时代的挑战，地图制图需要地理信息可视化与空间要素完整性并重，使得计算机地图制图在保持地图美观性的前提下，不造成空间关系的丢失、空间要素的错位。这就使得计算机辅助地图制图软件需要进行进一步的完善，一方面提高地图效果的表达，另一方面完善制图流程，使得制图发布一体化。 Adobe Illustrator 作为
15、强大的图形处理软件，近几年逐渐被使用为地图制图软 件，然而在制图流程完整性以及图片输出效果上还有所欠缺，在地图生产中使得用户需要交叉使用专业 GIS 软件以弥补其自身的不足，造成生产过程中时间、精力的浪费。 1.2 研究目的与意义 在 当前的 计算机 地图制图中 主要存在 两种 软件， 如图 1.1： 一种 是 GIS 软件制图。 GIS 软件采用 地理 模型 ， 制图侧重于 GIS 数据关系的表达，注重地理要素的空间完整性、连续性和空间关系及相关语义信息的描述， 强调空间分析功能 ，自动化 程度高，节省人工 成本 。 但是无法 进行专业的地图编辑、颜色设计 以及 可视化表达 ， 因此 GIS
16、 软件 制图 虽然能在 一定程度上满足地图制图需求， 但是制作 出的地图很难达到公开出版地图的制图要求 。 另一种 是 矢量 图形 软件制图。矢量图形 软件 采用制图 模型 ，强调图面效果的表达，具有出色的地理信息可视化效果，注重 GIS 数据的属性信息。然而对GIS 数据的空间信息表达存在明显的缺陷，甚至为了增强地图表现力，牺牲一部分的空间关系与位置信息等 1。 因此 整体上来看， 因为 二者的 应用不同 ，采用的数据组织模型不同，导致2 二者 的 制图 能力有 较大分别。 GIS 软件 地图制图能力弱，设计出的地图很难达到出版要求；专业制图软件的制图功能 强 ，但是需要对 GIS 线划 数
17、据进行大量的处理工作，建立规则库调整要素之间的空间关系 ， 尽量减少人工操作的工作量，增大自动化成图的比重。 此外 ， 专业 制图软件的制图 成果 主要为纸质地图和简单的电子地图 ， 不能够满足现在 对于 网络地图 需求 越来越强烈的当 下， 需要 在 Adobe Illustrator 的输出端进行 插件 开发，最大化地利用专业制图软件 制作出来 的 精美 地图，使其能够保持高质量 地 在 Arc Server 上进行 地图发布，从而 为 天地图提供便利。 图 1.1 两 大类计算机地图 制图 为了妥善解决这两方面的问题，本文提出了在专业制图软件的开发平台下，利用插 件技术制作地图 切片插件
18、 ，其意义在于： （ 1）、通过插件技术完善专业制图软件的地图制图功能，使其大幅度提高对于空间信息完整性的表达能力。 （ 2）、制图、成图、发布一体化。尽可能减少人工工作量，在大批量生产过程中节约时间成本和人工成本。 （ 3）、最大化利用专业制图软件地图可视化出色的优点。利用 地图切片缓存技术将 专业制图 软件 的 地图 成果 制作成网络地图，充分利用了 专业 制图软件的可视化特性， 丰富 了成果输出的种类 1.3 计算机辅助制图软件发展现状 地图，就是依据一定的数学法则，使用制图语言，通过制图综合在一定的载体上，表达地球（或者其他天体）上各种事物的空间分布、联系及时间中的3 发展变化状态绘制
19、的图形 2。地图制图学，是研究地图及其编制和应用的一门学科 3。它研究用地图图形反映自然界和人类社会各种现象的空间分布，相互联系及其动态变化，具有区域性学科和技术性学科的两重性。 传统的地图制图学通过手工作业的方式，将地图描绘在纸上成为供人使用的方向指示品。直到上个世纪六十年代，随着计算机技术的发展，越来越多的学科也受其影响，发展出各式各样的交叉学科。而地图 制图学和计算机学科的交叉就衍生出了计算机地图制图学。 计算机地图制图学是根据地图制图学原理和地图编辑计划的要求，以计算机及其外围设备作为主要的制图工具，应用数据库技术和图形的数字处理方法，实现地图信息的获取、转换、传输、识别、存储、处理和
20、显示，最后输出地图图形的过程和方法。作为二者的结合体 4，计算机地图制图学具有以下几点优点： （ 1）、操作便捷 计算机辅助地图制图简化了制图工艺，改良了制图印刷的流程，提高了工作效率。在大批量地进行地图生产的时候尤为明显，极大地缩短了成图周期。并且电子地图便于携带和管理， 在图面进行修改的时候也比纸质地图更加方便简单，此外还丰富了地图的种类，扩大了地图的容量。无论是从使用者或者是生产者的角度，计算机辅助地图制图比起传统地图制图更加简便易操作，上手容易。 （ 2）、可视化效果佳 传统的地图制图使用颜料进行印刷，局限了调色效果。在计算机上，调色模式品种多样，使用的最多的 RGB、 CMYK 等等
21、调色模式都提高了地图的艺术效果，让设计更加美观。此外以 Coreldraw 等制图软件为例，使用贝塞尔曲线等工具可以在计算机上绘制出流畅的曲线，在手工作业中难以实现，并且立体图形使用计算机计算，做出来 的效果更完美。 （ 3）、降低成本 在计算机上进行制图，从制图的过程来说，简化了制图流程，丰富了图面效果，节约了人力成本，减轻了大部分制图师的工作量。从出版的过程来说，计算机辅助地图制图能够制作出图面效果更好的地图，进行批量地图管理、操作、图层控制能够很好地节约出版成本，避免重复操作带来的浪费。并且当地4 图需要进行修改的时候，计算机地图制图的优势就相当明显了。比起传统的地图制图，同时节约了人力
22、成本和物质成本。 1.4 WebGIS 技术发展 现状 真正将 GIS技术带进 21世纪信息时代浪潮的，不得不归功于万维网（ World Wide Web，简称 WWW 或 Web）的出现 5。互联网时代给予了我们爆炸性的机遇和挑战，在这条信息时代的高速公路上，我们互相分享着不再受地域限制的信息、使用网路交流我们的思想，甚至于在网路上我们可以做到曾经做不到的事，例如近几年炒得很热的 VGI（ Volunteer Geographic Information，志愿者地理信息） 6 指利用工具创建，组装和传播个人自愿提供的地理数据，这种现象的一些例子有 Wikimapia， OpenStreetM
23、ap 等等 都是在互联网与GIS 技术拥抱下的产物。 回顾从 WebGIS 的早期出现到较为成熟的现在，我们不难发现利用 Internet在 Web 进行空间信息的发布、共享、使用、查询、浏览、分析，为用户提供基于地理位置的服务，正是将 GIS 技术从曾经只属于庙堂之上的神坛成为飞入千家万户的旧时王谢堂前燕。 Internet 技术和 GIS 技术融合的结果就是真正地服务于大众，让每一个普通人都能成为 GIS 技术的使用者和受益者。只要是 Internet 节点中的任意一名用户，都可以通过打开 WWW 的网站，点击 GIS 公司或职能部门制作的 GIS服务网页，通过进行查询、浏 览、分析等一系
24、列地图操作 7，获取需要的信息，甚至于进行专题图的制作（ Supermap 公司去年开展的地图汇功能正是看到了WebGIS 技术的商机，让每一个人都能够快捷简便地制作专题地图 8）。我们不难发现 WebGIS 具有以下几个特点： （ 1）、范围全球化 Internet 技术就好像一张包罗万象的蜘蛛网，纵横交错的网线从南到北、从东到西和经纬网一般将全球各个角落都连接在了一起。从此人类的交流冲破了地域的束缚，不同地区、不同国家、不同种族的思想都可以在这张网上进行交流。以前 GIS 技术由于地域的限制，费时费工， 进行数据的更新需要漫长的五年至十年的过程，所以难以应用于实际生活中。现在的 WebGIS 真正让 GIS成为“同一个地球同一个梦想。”
