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一、電子地圖載負量計算模型

電子地圖條件下的載負量計算與傳統地圖載負量是不同的，主要表現在兩個方面。1)無須將面積載負量轉換為數值載負量。傳統制圖條件下，通常將面積載負量轉換為數值載負量，J．庫曼斯坦建議用“點”作為數值載負量的評定指標。對于點狀地物，一個獨立地圖即一個點;對于線狀地物，圖上1cm長的線狀地物即一個點;對于面狀地物，圖上1cm2即一個點。利用該標準，可以很容易地統計出紙張地圖上“點”的數量。而在電子地圖條件下，所有類型地物要素都是通過像素來進行表達的，利用電子地圖軟件程序可以很方便地計算出點、線、面及注記要素所占的像素個數或區域面積。因此，電子地圖條件下可以直接計算面積載負量。2)符號的最小尺寸。傳統地圖是目視圖形，地圖符號的形狀與大小直接影響地圖載負量的大小。一般規定，紙張地圖中最細的線粗為0．1mm，最小的要素間距為0．2mm，這樣才符合人眼的生理辨別能力。電子屏幕環境下，由于屏幕閃爍和光線的刺激，電子地圖上符號最小尺寸要大于紙質地圖上符號最小尺寸才能滿足地圖的清晰易讀，文獻［8］依據制圖經驗提出了電子屏幕下符號大小應為紙質環境的2．5～3倍。因此，基于上述不同及地圖載負量的特點，在進行電子地圖載負量計算時，應顧及以下條件。1)點要素面積載負量，由點要素符號面積和注記面積組成。2)線要素面積載負量，由線符號面積和注記面積組成。3)色彩填充的面要素，其面積載負量由邊線面積和注記面積組成;圖案填充面要素，其面積載負量即為其面積和注記面積之和。4)電子地圖情況下，最細的線符號為0．3mm，最小的地物間距為0．6mm。5)所有要素的面積載負量最終應轉換為要素所占屏幕像素個數與屏幕像素總和之比。1．點要素面積載負量計算依據點要素符號不重疊特征，將點要素的有效負載與符號空白位置再加上其注記面積，作為一個點要素的面積載負量。2．線要素面積載負量計算線狀地物要素依據其符號特征可以分為:①基本線性符號表達的線要素，如折線;②基本線符號組合表達的線要素，如平行線、虛線符號;③基本線符號加圖案配置型線要素，如河堤符號。式中，當線符號為基本線型符號或基本線型組合符號時，線的寬度為線符號規定的寬度;當線符號位基本線型符號加圖案配置型線符號時，線的寬度應為線符號單元的整體寬度，見表2。3．面要素面積載負量計算電子地圖中的面要素通常采用的是:①面要素具有邊線或內部色彩填充;②面要素具有邊線和內部圖案填充;③點符號填充面符號。設某一電子圖幅內(面積為S，單位為mm2)面要素集合為SAi(i=0，1，…，n)，Ai為一面要素。則圖幅內該面要素集合的面積載負量見表3。當面要素內部填充為圖案時，注記在面內部的不計算注記載負量。4．模型應用流程上述電子地圖載負量計算模型可以直接應用到電子地圖制作軟件或地理信息系統中，其應用過程如圖1所示。在應用中，可以將載負量計算模型做成一個軟件模塊或軟件包的形式，嵌入到系統軟件中。利用系統軟件的數據模型和空間數據庫，在確定好圖幅范圍后，抽取圖幅范圍內的地理對象，這些地理對象也可能是經過裁剪后的對象的一部分。利用對象的屬性獲得對象的符號表達信息和屬性，以及其他相關信息，利用這些信息可以確定載負量的計算方法，從而獲得指定圖幅內的載負量。利用計算出的載負量值，可以進行其他方面如制圖綜合、內容選取等的應用。

二、試驗

該試驗利用自主研發的“GIS綜合試驗系統”進行了載負量計算模型的嵌入實現。選擇鄭州地區的4個不同區域，在同一比例尺下進行電子地圖的繪制(如圖2所示)，并實時利用載負量計算模型得出4個不同區域內電子地圖載負量的值。為了對比，將試驗區域內的4幅電子地圖輸出成為BMP格式的圖像，并利用Photoshop軟件進行色彩處理，獲得每幅圖像中非底色(白色)部分的像素個數(該部分為目標顏色值)，除以圖像像素總個數，從而獲得每幅地圖的載負量。上述獲得的兩組載負量的值見表4。從表4可以看出，在圖2(a)中，模型計算方法獲得的載負量比色差識別法獲得的載負量要小，而圖(c)中模型計算方法獲得的載負量比色差識別方法計算的載負量要大。經過分析，由于圖2(a)中含有面對象，而面的普染色在利用色差識別方法時將面要素的內部填充色也作為要素載負量進行了計算，但地圖學理論［2］中一般不將面要素的色彩填充作為地圖面積載負量，因此造成了圖2(a)中載負量的差值;圖2(c)中，由于沒有面要素內部色彩被計算成載負量，而模型計算方法在計算過程中考慮了要素的空白位置，造成了模型計算方法計算的結果比色差識別法計算的結果值要略大，類似的情況在圖2(c)中也出現了。圖2(d)中由于面要素的區域稍大，而整體圖面內要素數量較少，造成了利用色差識別法計算的載負量比模型計算方法計算的結果值稍大。

三、結束語

電子地圖仍然采用了基本的地圖理論。地圖載負量作為地圖要素選擇、制圖綜合的基礎要素之一，在電子地圖中有著廣泛的應用。色差識別方法在計算電子地圖載負量時，在面要素的載負量計算方面存在不足，并需要人工進行干預，同時也沒有考慮到地圖清晰易讀條件下要素之間的最小間隔處理。本文載負量模型計算方法以基本地圖理論為支撐，提出了點、線、面要素及注記的載負量計算法。該計算方法能嵌入到制圖系統或GIS軟件中，通過比對試驗，模型計算方法能實時準確地計算電子地圖載負量。對于載負量模型計算方法的效率還需要進一步進行探討。

作者：孫慶輝江南單位：信息工程大學地理空間信息學院