地圖編製
地圖編製是指利用已有的各種地圖製圖資料,在室內編繪新圖並且進行複製的完整工藝過程。
由於地圖製作使用的資料、設備和方法不同,而有常規製圖、機助製圖、遙感資料製圖之分。
常規製圖是根據地圖資料,按傳統的地圖編繪方法編製新圖。
機助製圖是將地圖資料數字化,利用電子計算機進行編輯處理,通過數控繪圖機繪出新圖的編圖方法。
遙感資料製圖是利用航空或衛星遙感資料,經過幾何糾正、信息提取和內容解譯等過程,編製地圖的方法。
常規製圖
根據地圖製圖資料和傳統的地圖編繪方法編製地圖,稱為常規製圖。常規製圖,無論是普通地圖還是專題地圖,其生產過程均可以分為地圖設計、原圖編繪、出版準備和地圖製印四個階段。
一、地圖設計
(一)設計前的準備
在具體實施地圖設計之前,首先應深入細致地研究和了解新編地圖的目的任務、用圖要求和具體服務對象,這是確定地圖的性質、地圖內容各要素表示的廣度和深度,以及選擇相應表示方法和確定化簡和取舍原則的出發點,是建立正確設計思想的基礎。
對現有同類地圖進行分析評價,總結其優缺點,並結合本單位的實際與可能,確定新編地圖的設計原則,這也是新編地圖設計前一項非常重要的工作。
資料工作是地圖編製的物質基礎。在地圖設計前的準備工作中,必須廣泛搜集各種製圖資料,包括地圖資料、影象資料、文字資料和數字資料(統計數據和實測數據)。同時要對資料進行分析鑒定工作,在分析鑒定的基礎上,明確資料的可利用程度,如內容的完備性、現勢性和精確性,以及用這些資料進行複製加工的可能性,從而選擇並確定編繪新圖所用的基本資料、補充資料和參考資料。在這裏應該進一步指出,作為基本資料應該滿足以下幾點要求:資料內容基本能滿足新編地圖的要求;地圖資料比例尺一般應大於新編地圖的比例尺;資料的現勢性一定要強;地圖資料要符合複製和加工要求;地圖資料的投影和新編地圖盡量一致,既或不一致也應便於變換。
深入研究製圖區域的地理特征,對選擇和分析製圖資料,進行地圖內容的正確選取和化簡,均具有重要的意義。因此,對製圖區域地理特征的研究,除從宏觀上了解一般概況和特征規律這類定性指標外,同時還要注意了解能夠進行定量分析的數量指標。
在作好上述幾方麵設計前的準備工作後,即可著手進行具體的設計工作。
(二)設計內容
1.確定製圖區域範圍含新編地圖的分幅(開本)與內外圖框尺寸的設計,比例尺係統與分幅原則的確定。
2.選擇和設計投影包括投影設計要求、坐標網間隔、地圖配置與方向。
3.圖麵配置和整飾的設計主區與周圍地區的關係,圖麵的有效利用,主題內容的表述;圖名、比例尺、附圖、附表、文字說明的配置及圖廓整飾等。
4.確定各要素選取指標正確地確定各要素的選取指標,其作用是保證不同地區之間的大體協調,避免出現主次、大小、疏密的倒置現象。
5.設計圖式圖例符號設計要求有通用性、習慣性、係統性,並且力求簡單、明顯、形象,便於繪製和定位,同時要求整飾美觀、規格合理。
6.設計成圖工藝由於地圖生產具有多工序相互製約的特點,因此在總體設計中必須作出明確規定,明確上下工序銜接關係和整個工藝的流程,以免造成不應有的浪費和損失。
7.試驗工作試驗工作的目的,在於檢驗設計思想的可行性,以便發現和糾正設計中不合理部分。試驗工作的內容包括:資料的使用方法,要素的選取指標,圖形化簡尺寸,表示方法及圖式圖例。具體試驗方法是通過對樣圖設計和試編以及製印成圖,分析地圖的質量,並對出版後的社會效果和經濟效益作出評價。
(三)編寫設計書
地圖設計書是地圖設計思想的具體體現,是指導新圖作業的指導性文件。
地圖設計書的編寫並沒有統一格式,一般應包括以下幾部分主要內容:
1.目的任務說明新編地圖的性質、任務、要求,以及技術規定等。
2.地圖的數學基礎說明地圖的比例尺、地圖投影的變形性質及變形分布、經緯網密度,以及建立數學基礎的精度要求。
3.製圖區域的特征說明製圖區域製圖對象分布的基本特點和規律。
4.編圖資料說明資料分析結果,並指出使用的程度和方法。
5.地圖內容的編繪這是設計書的主要內容,通常是分要素進行說明,具體說明各要素的表示方法和分類、分級,地圖概括標準和技術方法。
6.圖式圖例設計說明圖例符號的設計要求。
除上述內容外,還應該說明編圖的技術方法,印刷原圖的清繪整飾和製印工藝方案,以及出版要求等。
7.附件具體包括設計略圖、圖式符號、編稿樣圖、彩色樣圖、色標、製圖工藝方框圖、資料配置略圖、投影坐標成果表、圖麵整飾規格圖、各種參考略圖等。
二、原圖編繪
(一)編繪前的準備工作
1.展繪數學基礎在裱糊好圖紙的金屬版上,用坐標展點儀展繪圖廓點、經緯線交點、坐標網及控製點,作為藍圖或棕圖鑲嵌控製用。
2.圖形轉繪將圖形資料轉繪到已經展繪好經緯網或直角坐標網的圖版上,一般常用的轉繪方法是照相轉繪,此外還有光學儀器轉繪和網格轉繪等方法,但照相轉繪是一種主要的方法,其他則隻是作為補充方法。照相轉繪即先將圖形資料進行複照,曬製成藍圖,鑲嵌在圖版上,然後進行編繪。如果作為基本資料的圖件和新編圖的投影有少許差異,可以在複照中予以糾正,或者在藍圖拚接時用人工拉伸予以糾正。
(二)原圖編繪
地圖編輯人員根據地圖設計文件要完成的最終成果是編繪原圖。
1.編繪方法一般有以下兩種編繪方法。
編稿法編稿法是指在嵌貼有圖形資料的裱糊版上進行多色編繪的一種方法。這種方法是適於編圖資料比較複雜,完備性、精確性以及現勢性等方麵參差不齊等條件下的一種作業方法,它可以通過編圖人員的分析和處理,得到較高質量的原圖。
連編帶繪法這是將編繪和清繪結合在一起的一種編繪方法,是適用於新編地圖內容比較簡單、概括程度也不大的情況下使用的一種作業方法。但它對作業員的水平要求比較高,既要有編繪的知識和經驗,又要有較熟練的清繪技能。
應該說明,目前無論是編稿法或連編帶繪法,均采取線劃要素版和注記版分開編繪的方法。具體作法:編稿法是當線劃要素版完成之後,蒙上磨砂膠片編寫注記,然後通過照相曬藍套和在一起;連編帶繪法是待線劃要素版編繪完成之後,蒙上膠片剪貼注記,完成出版原圖的準備。
2.編繪作業程序在完成地圖內容轉繪之後,即可進行原圖的編繪工作。具體應按地圖設計文件的要求,進行地圖內容各要素的取舍和化簡。由於地圖內容要素錯綜複雜,為了處理好各要素間的相互關係,正確顯示地物的位置和輪廓形狀,因此在編繪時必須遵循一定順序,分要素進行編繪作業。
以普通地圖為例,編繪作業的一般程序是:
水係先海岸、湖泊、水庫、雙線河流,後單線河流,由大到小逐級進行。
居民點先大城市,後中、小城市及村鎮,按大小依次進行。
交通網先幹線主道,後支線次要線路,按主次逐級編繪。
境界線先國界,後省界、市界、縣界等。
等高線先標出地形結構線,後按等高線概括要求進行取舍和化簡。
其他內容如沙漠、沼澤、各種文化古跡等。
各類注記編排。
經緯線及其他有關整飾內容。編繪原圖的一般製作過程如圖5-1所示。
三、出版準備
由於編繪原囹的整飾質量不可能很高,不能滿足直接用於製版印刷的要求,必須根據編繪原圖重新製作適應於複製要求的清繪(或刻繪)原圖。因此,出版準備工作主要是製作供出版用的印刷原圖。
印刷原圖按製作方法不同又分為清繪和刻繪兩種。
(一)清繪
清繪工作,由於使用材料不同其作業程序也有所區別。
在繪圖紙上清繪出版原圖,先將編繪原圖經過照相。並將照相底片上的圖形曬到裱糊在金屬版上的圖紙上,然後在裱版藍圖上按規定進行清繪,並剪貼注記製成印刷原圖。印刷原圖的一般製作過程如圖5-2。
在繪圖薄膜上清繪出版原圖,一種方法是在曬有編繪原圖圖形的薄膜藍圖上進行清繪;另一種方法是直接在編繪原圖上蒙繪。
清繪工作根據分版情況不同進一步可分為一版清繪和分版清繪。一版清繪是將編繪原圖上的全部內容清繪在一塊圖版上,這種方法隻適用於單色圖或簡單的多色圖的清繪工作。分版清繪是將編繪原圖上的不同要素分別繪在兩塊以上的圖版上,這種方法適用於複雜的多色地圖的清繪工作。
清繪工作,還可以根據清繪時的比例尺情況分為等大清繪和放大清繪。等大清繪即清繪比例尺與成圖比例尺相同;放大清繪即清繪比例尺大於成圖比例尺,放大比例一般為3∶2、4∶3、5∶4等,其目的在於提高清繪質量。
(二)刻繪
刻繪是將編繪原圖的圖形曬在流布有一層遮光刻圖膜的片基上,然後用刻圖工具按設計要求將藍圖刻成陰象版,即將線劃符號部分的遮光膜刻透,注記是采用透明注記剪貼,這樣就可以直接用於曬製印刷版。刻繪法與清繪法比較,有速度快、質量高、操作簡單、減少工序、節約經費等優點。
刻繪法同樣也分一版刻繪和分版刻繪、等大刻繪和放大刻繪。
四、地圖製印
將清繪或刻繪的出版原圖,通過複照、翻版、分塗、製版、打樣、印刷等工藝複製成大量的地圖成品的生產過程,即地圖的製版印刷,簡稱地圖製印。
(一)地圖的印刷方法
地圖製印特點是幅麵較大,各種線劃粗細不等,套印色數多,精度要求高,在複製過程中有時需要在印刷版上進行修改。鑒於平版印刷可以滿足上述要求,同時又有成本低,印刷速度快,印刷質量高等優點,因此目前製印地圖均采用平版印刷方法。
所謂平版印刷,就是印刷版上的印刷要素(圖形)部分和空白(非圖形)部分基本處於同一平麵,但兩者具有不同的特性,印刷要素親油,空白部分親水。在印刷時利用油水相互排斥的原理,先塗水,使空白部分先吸附水,然後再塗油墨,由於空白部分有水而排斥油墨,印刷要素排斥水而吸附油墨。當印刷機轉動時,上了油墨的印刷滾筒先與橡皮滾筒接觸,並將印刷滾筒上的圖形轉印到橡皮滾筒上,然後再由壓印滾筒使紙張與橡皮滾筒接觸,將橡皮滾筒上的圖形轉印到圖紙上。
(二)地圖製印的主要工藝過程
地圖平版印刷的工藝過程,大體包括以下幾道工序:複照、翻版、分塗、製版、打樣、印刷。
複照將印刷原圖通過幹版照相(利用製好烘幹的鹵化銀感光材料進行照相)或濕版照相(感光版臨時製作,在整個照相過程中感光層都是濕潤的),獲得符合印刷尺寸的作翻版和直接曬製印刷版用的底版。
翻版翻版就是用複照底版或刻繪原圖曬象,翻製供分塗或製版用的底版。一般要根據地圖用色曬製若幹塊版,供分塗製版用。翻版用的感光材料有多種,其中最常用的是鉻膠感光片,用這種感光片翻版稱鉻膠翻版法。
分塗出版多色地圖時,要根據分色參考圖製作分色用的底版。而在一張底版上隻保留一種顏色的要素,將其他顏色塗去,同時對複照翻版過程中所產生的缺點進行修塗,以保證底版符合製版要求。
製版製版就是根據分塗好的地圖陰版或陽版製作供打樣或印刷用的印刷版。目前常用的有蛋白版、聚乙烯醇版和重氮樹酯感光版等不同製版方法。
蛋白版用於陰象製版,是將陰象底版上的圖形用接觸曬版方式曬到經研磨處理後流布有鉻蛋白感光液的鋅版上。這種製版方式是使印刷版上的感光膜曝光部分,在光的作用下發生硬化,不再溶於水,經過處理,即在鋅版上製出以硬化蛋白膜為基礎的印刷要素。這種製版方法簡單,但印刷質量和耐印率不高。
聚乙烯醇版用於陽象製版,是將陽象底版上的圖形用接觸曬象的方式曬到經研磨處理後流布有聚乙烯醇感光層的鋅版上,經顯影和藥蝕處理製成印刷版。這種製版方法,由於印刷版經藥液腐蝕,圖形部分略微凹下,因此線劃精細,耐印率高。
打樣印刷版製成後,首先經少量的試印,提供用來檢查地圖的印刷版質量和套合精度以及供批複用的各種樣圖,為正式印刷提供標準。打樣工作是在手動或自動打樣機上進行的。打樣圖根據用途不同一般包括以下幾種:線劃套合樣、分色樣(線劃分色樣、普染分色樣、分層設色樣、彩色原圖)、彩色試印樣(版樣)、清樣(付印樣)、照光樣(印刷樣)。
印刷把經過打樣審核無誤後的印刷版安裝在膠印機上印刷,從而獲得大量地圖成品。
具體的地圖製印工藝過程,可因地圖印刷用色多少不同,使用的印刷原圖不同而有所差異,一般有表5-1所列的幾種情況。
機助製圖
一、機助製圖原理及一般過程
機助製圖是計算機輔助製圖(Camputer-AssistedCartography)的簡稱。機助製圖又稱地圖製圖自動化或計算機地圖製圖。
計算機技術之所以能夠應用於地圖製圖,是因為地圖本身是按照一定的數學法則,經過概括,應用特有的符號係統將地球表麵上的景物顯示在平麵圖紙上的一種“圖形—數學模型”。地圖上所有的要素在由空間轉繪到平麵上之後,仍然保持著精確的地理位置和平麵位置;而且圖麵上的所有呈點、線、麵分布狀態的要素,都可以理解為是點的集合。既然地圖組成要素的基本單位是點,因此可以把地圖上所有要素都轉換成點的坐標(x、y和特證z),這樣就實現了地圖內容的數字化。這些數字化了的地圖內容記錄下來,即構成了地圖數字模型。計算機對數字形式的地圖圖形信息進行處理,然後將加工處理後的數據信息通過數控繪圖機以地圖圖形形式輸出,就是計算機製圖的全過程。在這過程中,由於計算機具有高速運算、巨大存儲、智能模擬等功能,因此能代替大量手工勞動。大大加快了成圖速度,使地圖製圖自動化。但因為機助製圖至今尚有許多不完善之處,所以還不能完全代替手工製圖。