山体阴影 – 北京易凯图科技有限公司博客

【教程】使用Geographic Imager地形晕渲功能在Photoshop中轻松制作地形晕渲

本教程演示了利用Geogrpahic Imager地形晕渲功能在Adobe Photoshop中轻松制作地形晕渲效果，同时分享了一些Photoshop增强图像的技巧。首先，我们从打开一个原始的北京西部地区的DSM数据开始，这是一张黑白的图片，其中亮度高的部分代表地势比较高的区域，亮度比较暗的部分代表地势比较低的区域。

然后，我们将调用Geographic Imager的地形晕渲功能，这里包括着色方案、光照强度、强度等设置，在着色方案里，选择应用颜色映射，方法您可以选择按DEM的高程范围来映射整个颜色渐变，也可以按照预设方案中的高程来映射颜色渐变。

接下来，在颜色渐变部分，选择需要的渐变方案，也可以单击铅笔图标，编辑色彩映射，在这里您可以设置和调整多个颜色滑块（断点），按照位置或高程设置都可以，颜色映射可以另存为新的映射方案。

设置光照的方位角和强度，单击应用之后，即可完成地形晕渲的生成：

最后，我们分享了一些利用Photoshop图层颜色调整的功能，对晕渲成果作了进一步的增强处理，包括调整山体阴影图层的混合模式，增强颜色饱和度，给阴影区和照亮区分别添加了不同的色调效果。

详细的视频操作教程请点击这里

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MAPublisher、Geographic 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：