使用标准地图、WMS数据、MAPublisher、 Geographi Imager【制作地图实例】

最近借助自然资源部标准地图SRTM30  WMS & Topographic WMS (by Terrestris)数据和MAPublisherGeographic Imager软件制作了两幅流域相关的地图,一幅是中国地形及流域分布图,另一幅是黄河流域地形图,如下所示。

让我来介绍一下两幅图的大致制作过程,首先,我在标准地图服务网上下载了eps格式的“中国地图1:740万(对开)”和“中国地势图 11600万 8开.zip”,在网站浏览到相应的地图点击“下载”,然后选择EPS格式。网站上还提供了JPG格式的下载,因为EPS格式可以提取地图上的地名注记、水系、境界要素等,可以进行深加工,这就是我下载eps格式的原因。

全国及各省提供的标准地图服务,主要用于公众直接引用,基本上都是不带坐标的,而且也没有地图投影方面的元数据介绍,这样给我们利用该数据进行深加工造成了一定的困难。但是,借助MAPublisher,我们可以很容易的恢复其坐标和投影,详细方法请参考(【教程】MAPublisher地图配准技术(二)——适用于扫描地图【视频教程】地图配准 & Geosptail PDF生成与应用)。这里我使用了上面的地图配准技术(二)介绍的方法,首先导入400万国界和水系数据,将其投影到常规的Albers等面积投影,中央经经105度,双标准纬线为25和47度,比例尺设为740万,然后进入MAP视图编辑器,手动进行配准,这个过程需要花费一些时间,由于标准地图服务提供的中国地图投影参数并不公开,我们只能用常规的与之接近的投影去套合,套合过程中我稍微调整了一下比例尺数值,以及旋转角度,保证最大程度的套合精度。中国地势图采用同样的方法进行配准。

将标准地图恢复了坐标之后,我们就可以对其进行编辑和叠加其他的专题数据图层了,Adobe Illustrator提供了很多编辑eps数据的功能,可以直接修改图形,也可以修改其颜色,以及应用多种效果(如外发光、文字描边等)。我用的比较多的就是通过选择相同(如外观、描边宽度、描边颜色等)将水系注记、地名注记、山脉注记、水系、境界等要素重新分层,创建效果,这样能提高作图的效率。
由于要体现地形地貌,也就是我们说的晕渲,但是上述标准地图中的中国地势图比例尺太小,所以我选择重新生成生成晕渲,需要借助Geographic Imager软件,这里有两个选项:
(一)如果我们有现成的DEM数据(网上可以下载到30米、90米的SRTM数据,Global Mapper也提供了多种公开的地形数据,详见【免费,优质GIS数据】:Global Mapper在线数据访问),可以借助Geographic Imager很容易的生成晕渲(详见Geographic Imager【晕渲图】制作实例介绍(以中国及周边海域地势图制作为例))。上述黄河流域地形图的晕渲就是使用Geographic Imager的地形晕渲功能制作完成的。

我发现Geographic Imager非常方便的一点就是,在数据不完整的情况下,可以很方便的使用导入或镶嵌功能,补充数据,这时勾选“按目标范围裁切”选项很有用。

以下是补充完整的晕渲图:

(二)在机器能连网的情况下,MAPublisher、Geographic Imager可以直接导入WMS、WFS等web数据资源,充分利用开源的网络数据资源。如我发现Geographic Imager集成的网络地图服务(WMS)(如下所示),就有很好的数据资源,当然我们还可以在其中添加自己的服务资源。

这里我选择Terrestris的WMS栅格服务,里面包括了OpenStreetMap WMS、OSM Overlay、Topographic WMS、Topographic OSM WMS、SRTM30 Hillshade、SRTM30 Colored Hillshade、SRTM30 Contour Lines等多种数据服务。这里包含了全球的山体阴影(彩色&黑白)、等高线、分层设色等资源。

下载数据的时候需要先选择坐标系统、然后是下载的区域范围,然后我们需要设置像素尺寸,该数值的改变会实时关联像素大小(即分辨率),这个分辨率应与我们的制图范围和比例尺相匹配。由于SRTM30彩色晕渲只覆盖陆地部分,海洋部分用Topographic WMS​进行了补充。
与我们直接使用DEM生成的晕渲一样,下载的数据也是带坐标的,为了与MAPublisher中的矢量图层套合,我们在Geogrpahic Imager中对其投影转换,同时进行相应的旋转,另存为GeoTiff,这样就可以在MAPublisher中进行叠加。

        最后,在MAPublisher中叠加相关的专题数据,我叠加了流域边界数据,补充河流及注记,即完成了最终地图生成。

(中国地形及流域分布图)

(黄河流域及地形图)

通过黄河流域地形图的制作,我发现地处黄河沿岸的两座大城市郑州、济南竟不属于黄河流域。您知道吗?

希望本文对您有一些帮助和启发,不足之处敬请谅解,如果有任何问题,欢迎联系我们

【视频教程】山体阴影增强技术

在地图制图中,无论是2D和3D地图,叠加DEM生成的山体阴影会使地图变得非常直观,具有三维立体效果。之前我们曾介绍过一些这方面的案例:

当前很多GIS应用都能一键式快速生成山体阴影,常规的需要设置的参数就是太阳高度角、光源方向、垂直夸张系数。常规GIS软件算法基本一致,即按像素根据坡度和朝向计算亮度值,不会考虑其它因素(如环境光的影响,详见【ECartoRender】地貌晕渲解决方案),与传统人工费时费力生成的山体阴影相比,计算机自动生成虽然效率大幅提高,但效果往往不能完全满足要求。
如同在制图中我们需要对矢量数据进行综合化简和整理一样,我们同样需要对DEM及其生成的山体阴影成果进行综合化简和增强处理,以往我们往往把大部分的精力放在矢量数据的制图编辑上,DEM或山体阴影的处理比较少,一方面由于软件提供的这方面处理能力比较少,另一方面我们觉得地形本应该尽量符合实际。然后从制图美学方面考虑,我们需要对DEM或山体阴影进行一些必要的处理和增强。

关于DEM及山体阴影的编辑处理涉及很多的方面。有时我们需要将特定的地形区域突出(拉高或降低,这时需要对DEM数据进行预先处理);有时需要进行不同分辨率的融合使高山地形具有更好的可读性;有时需要模拟人从高空俯看地面时近处(高山)清晰、远处(低谷)模糊的效果( 瑞士著名制图学家Eduard Imhof提出),等等。与专业GIS软件相比,通用的Adobe Photoshop以及3D渲染软件(如Blender)在视觉增强方面具有优势。

以垂直夸张系数为例,山体阴影制作中一般需要设置高程夸张以突出地形的反差,但是也有矛盾不能解决,假如设的比较高,虽然地形反差有了,但是阴影区的地形细节就损失了,反之,高程夸张值设的比较低,阴影区的地形细节出来了,但是高差不明显。

本文提供了几种山体阴影增强方法,一是将两个不同垂直夸张的山体阴影进行透明度叠加,使合成的山体阴影既能反映阴影细节,又具有较好的高差效果。二是采用坡度晕渲增强山体阴影,相当于前一种方面的变体。三是给山体阴影向光面进行着色,产生山体阴影的光照效果,希望对大家有所启发。不足之处,敬请谅解。

使用的软件有:

(山体阴影细节增强和坡度增强)
(山体阴影光照着色效果)

参考文献:


1、KD Brown,Creating Slope-Enhanced Shaded-Relief Using Global Mapper

2、Tom Patterson,Mike Hermann,Creating value-enhanced shaded relief in Photoshop

3、Tom Patterson,See the light: How to make illuminated shaded relief in Photoshop 6.0

4、Tom Patterson,DEM Manipulation and 3D Terrain Visualization: Techniques used by the U.S. National Park Service

MAPublisher地图配准技术【教程二】——适用于扫描地图

之前咱们曾详细介绍过MAPublisher地图配准的几种方法(详见【视频教程】地图配准 & Geosptail PDF生成与应用),以及在MAPublisher中配准栅格数据的方法(详见【AI制图技术】MAPublisher栅格套合与配准方法)。

    ​    ​今天我们介绍一种新的地图配准方法,适用于已有矢量地图(ai/pdf/eps等格式)或扫描地图影像(tif/jpg/jp2等格式)的地理配准,该方法需要事先知道地图的地图投影(精确或者是大致知道),具体做法是导入参考矢量数据,将其投影到底图(要配准的地图)所在的坐标系,然后在MAP视图编辑器对话框中,配置预览窗口,显示参考矢量数据与要配准的底图图层,调整参考矢量数据的缩放与旋转,使其与底图套合,如下图所示,这样便可以实现地图的配准,恢复其地理精度,以便于叠加专题数据或者从底图中提取​相关地理信息。

第一个实例使用的是标准地图服务网站下载的中国地图,eps格式,配准后叠加卫星影像图框。

第二个实例,我们将一张老的中华人民共和国挂图扫描影像,jpg2000格式,使用海岸线数据进行了地理配准。

详细的操作过程参考如下视频:

【制图技术】使用MAPublisher和Illustrator脚本进行要素的综合与光滑(以水系为例)

在地图制图中,数据的化简综合与光滑是一个备受制图人员关注的问题。MAPublisher和Adobe Illustrator可以较好的解决这个问题。

今天我们以水系要素的综合与化简为例,介绍如何使用MAPublisher以及Illustrator脚本进行进行数据的抽稀与光滑操作流程。

在本视频教程中,我们将围绕数据的化简与光滑主题,演示以下功能内容:

  • Illustrator化简功能
  • MAPublisher 抽稀(Visvalingam-Whyatt算法)
  • Round Any Cornor脚本
  • Illustrator铅笔工具
  • MAPublisher路径实用程序(贝塞尔转折线、添加细节)
  • Illustrator圆角效果
  • 导出Shapefile

【教程】使用Geographic Imager和Adobe Photoshop 3D渲染三维地形场景

在地图制作领域,山体阴影是指一种视觉技术,可以在原本平坦的地图上产生三维地形的错觉。制图人员使用山体阴影将观众的注意力吸引到突出的地形特征上,如山脉、山谷和峡谷。使用虚构的光源和数字高程数据在地图上投射定向光,制图人员可以制造深度错觉,将阴影投射到山谷和低地,并突出山脊线和山峰,就像沐浴在阳光下一样。

以前,这项技术完全是手工完成的,费时费力。现在,借助现代图形软件和数字绘图技术,可以直接在计算机桌面上完成山体阴影和着色。

今天,我们将介绍使用 Geographic Imager 插件在Photoshop中快速生成山体阴影,并进一步介绍如何使用Photoshop 3D创建影像与DEM叠加的3D场景,使影像具有三维效果,同时对场景、环境和光源进行设置,创建具有透视效果的3D地图。

Geographic Imager是基于Adobe Photoshop的一整套强大的工具集,使您在Photoshop中对栅格数据执行打开、编辑、转换、保存等操作时维护其地理空间属性。

除了自动维护栅格数据的空间属性,Geographic Imager还提供了一些Adobe Photoshop原生图像编辑功能之外的专门的空间操作功能,如镶嵌、分块、DEM晕渲、波段管理、高级导入、矢量数据导入导出、脚本批处理等。

首先我们使用Geographic Imager打开DEM数据,借助高级导入工具,我们可以将多个DEM镶嵌到一起,跟影像一样,也可以在导入DEM时执行重采样、投影转换、裁切、DEM拉伸等操作。

高级导入

DEM拉伸方案,我们一般使用自动拉伸的方式:

DEM拉伸方式设置

导入后的DEM显示为16位灰度图像,如下所示:

DEM导入为16位灰度影像

对于普通的二维地图,山体阴影往往作为背景图层,使地图具有三维的视觉效果,这种情况下,我们可以使用Geographic Imager提供的地形晕渲工具,使用虚拟的光源与DEM数据,一键式快速生成山体阴影。

Geogrpahic Imager的地形晕渲工具

使用 Geographic Imager 的最大好处之一是我们保留了 GIS 的所有图像处理和空间参考功能,同时仍然可以访问 Photoshop 提供的大量强大的图像编辑工具。这使我们能够通过结合 Photoshop 3D 的高级 3D 渲染和照明工具,将山体阴影技术应用到新的高度,即生产具有透视效果、叠加影像的3D地图场景。

首先,在执行3D渲染之前,确保使影像与DEM具有相同的地理范围,这里我们可以使用Geographic Imager提供的地理裁切工具,根据DEM(或图像)的地理范围来裁切另一个影像(或DEM)。

裁切到另一个文档范围

然后,执行以下步骤:

1、对DEM生成3D Mesh,具体做法是在Photoshop中选择“从图层新建网格——深度映射到——平面”

从DEM新建3D Mesh

这样,将生成一个3D图层,得到如下所示的效果,需要注意的是,转成3D图层后,数据将不会再有地理信息了。

2、使用photoshop提供的3D相机操作工具,沿Z轴进行缩放可以修改高程夸张,也可以对3D场景进行旋转、平移操作,这样可以制作正射或斜视的地图场景。

调整高程缩放比例
沿X、Y、Z轴对3D模型进行旋转、平移和缩放

3、调整了高程缩放以后,我们可以配置表面属性并将影像叠加应用于我们的3D模型,在Photoshop 3D材质属性面板中,单击基础颜色右侧的下拉列表并选中“替换纹理”,选择与DEM地理范围相同的影像进行叠加。

叠加影像纹理

4、然后在图层面板中,隐藏DEM图层:

隐藏DEM图层

5、最终结果如下所示:

我们还可以设置光源的方向、角度,以控制阴影的方位,也可以添加多个光源:

下面是用这种方法制作的另一个实例,使用USGS生产的Grand Teton国家公园的的一张19世纪地形图和DEM叠加渲染的3D效果图,让老地图焕发出新的活力。

MAPublisher【图表】专题图制作

图表是一种非常直观的展示数据的方式,Adobe Illustrator本身具有丰富的图表生成和设计功能,可以生成不同种类的专题图表(详见往期公众号文章【专题课程】在Adobe Illustrator中使用图表工具可视化数据)。
但是AI的图表不是基于地理空间属性生成的,借助MAPublisher,我们可以从GIS数据图层的属性表生成基于地理分布的图表地图,而且能直接设置不同的风格和样式,同时生成图例,非常方便。

我们以上图表示某市土地使用指标的专题图为例,说明其实现过程。首先,需要一个带有相应专题属性的底图图层,如果基础地理图层本身不带专题属性信息,我们可以通过MAPublisher的高级属性操作来挂接外部的属性表:

然后,在MAP主题面板中,创建图标类型的主题:

在编辑图表主题对话框中,设置创建的图表类型(柱状图或饼状图),以及源数据(要表现的图层、属性、外观等),以及图表选项(可以设置饼图大小、孔半径、分离与旋转等选项)、通用选项(可以设置样式如投影效果、进行排序、绘制边框等)、标题、标注等参数选项。

同时,还可以设置饼图根据某一属性值进行缩放:


以下是该过程的详细操作演示:

【AI制图技术】地图花边的制作技巧

使用Adobe Illustrator图案画笔制作地图花边非常简单和方便,之前我们曾发布过一篇公众号文章如何在Adobe Illustrator中创建图案画笔(地图花边制作),类似于面状平铺图案创建图案色板(面符号),图案画笔通过沿线重复图案生成线符号,对于地图花边的制作非常方便,CC的图案选项面板增加了很多自动拼贴设置(自动居中、自动居间、自动切片、自动重叠等),并能基于栅格素材来制作,提供了极大的创意设计能力。

本视频通过对AI自带的画笔库提供的一些花边素材进行颜色修改和叠加(根据用户问题反馈),进一步讲述了Illustrator的色板(全局色/非全局色)、图案画笔选项设置、图案拼贴修改、外观属性、效果、图形样式等方面功能,有一些可能是大家不太常用和注意到的功能,希望能给大家提供一些帮助和启发。

地图花边制作技术

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【MAPublisher制图技术】水系注记处理

使用Adobe Illustrator和MAPublisher制图时,大家常常问到的一些问题是水系注记如何处理,怎么使注记字头朝北?如何批量打散(拆分)注记?如何批量左斜而不改变其位置?这些都是用户非常关心的问题,如果方法不当,非常影响制图效率,本视频教程作为之前“【MAPublisher制图技术】中文散列标注与文字背景效果制作”教程的补充,提供了一些新的有效方法,实现水系注记的快速批处理。

观看视频:https://ecartotech.files.wordpress.com/2020/09/e6b0b4e7b3bbe6b3a8e8aeb0e5a484e79086.mp4

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【AI制图技术】使用圆角效果平滑路径

今天给大家分享的一个Adobe Illustrator制图中路径平滑的小技巧,可以在不修改原始路径的情况下,使用illustrator效果菜单中的“风格化>圆角”效果实现路径的光滑。

借助”外观”效果面板,我们可以对同一个路径添加多个填充和描边,这些描边和填充像图层一样,具有上下叠加关系,可以分别应用效果(如投影、内发光、外发光、偏移、渐变等矢量和栅格效果)和不透明度设置,也可以整体应用(如应用到编组、图层级别),从面实现很多意想不到的制图效果。
(外观面板的应用请参考【AI制图技巧】外观面板的应用

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【AI制图技术】illustrator中道路交叉效果实现技巧

交叉口效果.png

Illustrator中道路交叉效果的实现,大概有以下几种方法:

1、将道路符号分解成不同宽度的线符号叠加,并分开制作相应的图形样式,然后对道路进行拷贝挂接不同的线符号,通过调整图层面板中的顺序来实现;

2、将道路符号制作多线叠加的符号(通过外观面板实现),对同一层的道路进行编组,然后将外观样式应用到编组,这里可以参考文章【AI制图技巧】外观面板的应用第3小结;

3、还是将道路符号制作为一个整体的多线叠加的符号,然后对图层应用外观效果。

        视频演示请点击这里

编者注:外观效果是illustrator的核心功能,可以应用到单个对象、编组、整个图层,有时会有意想不到的效果。

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