缘乞科枚
Journal of Green Science and Technology
2021年3月第23卷第6期自然保护区专题地图制图关键技术研究与应用 张何欣
（大连市自然资源事务服务中心，辽宁大连116000）
摘要：基于自然保护区数据特点，通过统一数据标准、拓扑检查及修正、GIS数据库逻辑模型设计、地图符号 设计与测试等主要技术方法对自然保护区地理空间数据整理建库并可视化。整合了多源异构地理空间数
据，研究了矢量地图符号设计的理论与方法，设计了地图符号可视化测试工艺，并在氏基础上完成了地图
模板的制作。在辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区选取保护区范围及功能区划、珍稀鸟类分布两个专题
进行了实例验证，结果表明：提出的关键技术能够为自然保护区数据空间可视化和科学利用提供支持，
并
且地图数据分析结果为自然保护区精细化管理提供了参考。
关键词：空间数据库；地图符号；自然保护区；专题地图；GIS
中图分类号:S711文献标识码：A文章编号：1674-9944（2021）06-0241-05
1引言
自然保护区是有代表性的自然生态系统、珍稀濒危野生动植物的天然集中分布区，是山水林田湖草统一治理的关键环节⑴幻。自然保护区的各项工作均会产生数据，这些数据既是工作的重要依据，也是自然资源大数据体系的重要组成部分科学合理利用工作产生的数据有利于保护区的精准有效管理“⑴，同时也极大的丰富了自然资源“一张图”的内涵归。数据空间可视化是数据科学利用的基础，而制作专题地图是实现空间可视化的重要手段凤旳。专题地图能够准确直观的表达数据的地理空间分布特征以及内在逻辑，是挖掘数据客观规律的重要工具少〕。专题地图制图技术可概扩为两个方面，一是建立统一的地理空间数据库，二是设计统一的专题地图符号系统o本文将专题地图制图技术应用于辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区，以保护区
管理业务为导向，构建专题数据库，设计直观简洁的地
图符号系统，编制专题地图，为保护区数据的科学利用
打下基础。
2数据资源及制图要求
辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区位于大连市旅
顺口区，由蛇岛、九头山、老铁山和老虎尾四部分组成，
主要保护对象是蛇岛蝮蛇、候鸟及其生态环境保
护区数据资源基本情况如表1所示「切。
根据保护区特点及数据基本情况，参考《自然保护区功能区划技术规程》制定如下制图要求（表2）［16］。
表1保护区数据资源基本情况
数据名称数据来源坐标系数据格式比例尺数据用途旅顺口区遥感影像Google地图WGS_1984*.tiff1:10000地理底图旅顺口区数字线划图“天地图・辽宁"地理信息公共服务平台CGCS_2
000OGC WMTS1:2256〜1:295829355
旅顺口区行政区划自然资源部门CGCS_2000*.shp1:10000基础图层保护区范围及功能区划辽宁蛇岛老铁山WGS_1984*.shp1:10000专题图层监测点国家级自然保护区*.kml
巡查路线管理局*.kmz
珍稀鸟类分布*.kmz
表2自然保护区专题地图制图要求
比例尺坐标系地理要素制图底图地图配
按保护区面积大小，选取适当的国家基本比例尺为满足自然资源“一张图”数据体系建
设需要，选取2000国家大地坐标系制
图，投影方式采用Gauss—Kruger
陆地水系、海域、交通、
居民地、境界线等
遥感影像、数字线划图
按照规定的R、G、B
数值配置相应区划
面颜
收稿日期=2020-12-21
基金项目：“国土调査云”自然保护区调査应用试点研究项目（编号=20190911447）；2000国家大地坐标系转换及应用项目（编号:ZETCG2018-0916-1）
作者简介：张何欣（1989-），男，工程师，硕士，主要从事自然资源信息化工作.
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张何欣：自然保护区专题地图制图关键技术研究与应用信息与技术
3关键技术
3.1专题GIS数据库建立
由表1可知，自然保护区专题数据格式不统一，且专题图层的存储管理方式各异，基于以上数据特点，本文将专题GIS数据库建库分为3个步骤。
(1)统一数据标准。本文采用Data Interoperability 数据互操作引擎完成*.kml、*.kmz格式向*.shp格式的跨平台转换。根据保护区经度范围，选取CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_40作为统一的地理参考，应用七参数模型(模型参数由测绘地理信息部门提供)实现坐标系转换。经计算重合点点位中误差，点位的平均精度满足小于图上0.1mm的转换精度要求［诃。
(2)拓扑检查及问题数据修正。如图la所示，老铁山西侧、老虎尾东北角保护区范围线与行政区划海岸线不重叠，存在拓扑错误.在GIS平台中建立内容为“边界面必须被其他要素的边界覆盖”的拓扑规则，以旅顺口区行政区划数据为基准，对保护区沿海范围线进行拓扑修正，共修复拓扑问题97处，确保了数据准确(图lb)。
(b)拓扑错谋修复
(a)存在拓扑错课的数据
图1拓扑检查及问题数据修正
(3)数据库结构设计。按自然保护区管理的有关要求设计各图层的数据库结构(表3)。为使各类数据得到
有效管理，本文在参考其他专题地图标准丽的基础上，设计图层的命名规则：保护区名称+“_”+［年份］+［内容］(例如辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区_ 2009年至2020年—保护区范围及功能区划图)。
表3自然保护区范围及功能区划数据库结构
字段名称字段别名字段类型字段长度字段名称字段别名字段类型字段长度BHQMC保护区名称字符串40QYDM区域代码字符串20 XZQDM行政区代码字符串9QYZRR区域责任人字符串40 XQMC县区名称字符串40GNQH功能区划字符串20 XZMC乡镇名称字符串20MJ面积双精度一SJX市界线字符串100
3.2地图符号设计与测试
直观准确的地图符号可增加专题地图表现力网，GIS软件内置的地图符号难以表达保护区独有的专题特征，应依据专题数据几何特征以及属性特征设计地图符号。主流的专题地图符号设计方案分为栅格地图符号和矢量地图符号。二者在固定比例尺的地图中无差别，但采用GIS动态可视化时，栅格地图符号加载效率低，显示卡顿现象明显，为确保自然保护区后续专题数据高效利用，本文采用矢量地图符号方案设计。
(1)符号设计。地图符号按几何特征可分为点状符号、线狀符号和面状符号。按属性特征，点状符号可
分为重点巡査点、监测点、珍稀鸟类3种，共21个符号；线状符号可分为巡查路线、境界线2种，共3个符号；面状符号即保护区范围及功能区划，共4个符号。因采用天地图作为底图，水系、交通等普通地理要素(表2)的符号不必单独设计。点状符号可基于字体文件制作，编辑好符号样式后生成字体库安装即可使用。线状符号可按标准［词在现有符号基础上改造而成。面状符号采用简单填充符号设计，配应符合规范的。地图符号设计示例如表4所示。
(2)符号测试。为测试地图符号是否存在无法渲染、渲染速度慢等问题，并测试在不同比例尺地图中显示情况，本文参考相关标准规范m⑷制定测试项目(表5)，并进行测试。
经测试，在上述5种比例尺条件下，所有地图符号均可渲染，无遗漏现象，但随着比例尺的增大，点符号的渲染时间在延长，由1:250000时的5s增至为1: 1000的10.6S，在静态地图中无影响，但应用于动态地图时要优化；在使用天地图数字线划图作底图时，所有符号均可清晰辨识，但当使用遥感影像时，因图面整体偏暗，部分黑符号辨识较困难，但更换亮度和饱和度较高的颜会极大提高辨识度。
4自然保护区专题地图制图及应用
为验证技术路线的可行性，本文按制图要求编制自然保护区专题地图，并以此为基础分析保护区范围和功
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2021年3月绿科技第6期能区划变化、珍稀鸟类空间集聚程度，为保护区管理提供参考。
表4地图符号示例
点状符号（部分）释义线状符号释义面状符号（部分）释义
监测点
（共管/生态/鸟类）
巡查点
（仓储/养殖/工业）县级行政
区划界线
乡镇行政
区划界线
巡査路线
核心区
缓冲区
I—I实验区
珍稀鸟类
（水鸟/猛禽）
表5地图符号测试项目
测试比例尺匸询渲染速率能够渲染不同底图的辨识度
1:1000；1:10000；1: 50000；1:100000；1 :250000测试不同比例尺下地图符
号的渲染速率，以S为单位
测试不同比例尺下渲染情
况，用“是”“否”表示
测试地图符号在两种底图条件下的辨识度，用“能
清晰辨识”“要仔细看可辨识”“不可辨识”表示
4.1专题地图制图模板设计
专题地图制图即是将比例尺、制图网等数学要素，图例、指北针等辅助要素以及专题空间数据相叠加，形成内容充实、图面美观的地图产品。由于表达的是相同的地理空间的不同专题内容，图件的数学要素和辅助要素可以共享。本文以1:50000制图比例尺为例，设计制图模板（图2），内置图廓、图
例、公里格网、指北针等要素，并预留了图名。在制作多幅地图时，只需加载专题数据，不必重复设置数学要素和辅助要素，提高了制图效率，确保了图件风格统一。
mt蛇岛zawiiH壕级njsx护X
（a）竪版制图榄板（b）横版制閨模板
图2专题地图制图模板4.2自然保护区范围及功能区划变化专题应用
辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区自成立以来共
经历6次调整，分别是1980〜1998年（没有功能区划）、1999〜2002年（开始有功能区划）,2002—2005年、2005〜2009年、2009〜2020年、2020年至今。历次调整的范围及功能区划如图3所示。
由图3可知，保护区范围经历了由大到小的变化过程。地图数据分析结果显示保护区面积由刚成立时的12389.02hm2下降至8383.68hn?，减少了32.33%。自1999年设置三个功能分区起，核心区、缓冲区、实验区面积分别减小了41.43%、62.48%和56.41%（截至第五次调整）。第六次调整后实行自然保护地差别化管控，将自然保护地分为核心保护区和一般控制区，其中核心保护区与原核心区功能相同，一般控制区由原缓冲区和实验区合并而成，具体情况如表6所示。
4.3自然保护区珍稀鸟类分布热度专题应用
辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区鸟类资源丰富，共有鸟类340种匈，鸟类分布情况如图4所示，在旅顺盐场（A区域）、小东沟（B区域）、老铁山岬（C区域）、老虎尾半岛一大潮口湿地（D区域）以及蛇岛东部地区分布较集中。
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张何欣：自然保护区专题地图制图关键技术研究与应用信息与技术
表6保护区范围及功能区划变化情况hm2调整次序年份核心区缓冲区实验区总面积
第一次1980〜1998———12389.02
第二次1999〜20026119.034986.567091.6918197.28
第三次2002—2005310&745977.779110.7818197.29
第四次2005〜20093562.652781.098579.7814923.52
第五次2009〜20203549.541870.963091.618512.11
第六次2020〜3583.644800.048383.68
图4保护区鸟类资源分布
由图4可知，鸟类分布集中区域主要为沿海滩涂、湿地(A、C、D区域)，以及高山丛林(B区域)，其中，A、D区域以及蛇岛主要为水鸟栖息地，面积分别约为950 hm\794hn?，分布有银鸥等水鸟约28种，也有红隼、游隼等少量猛禽分布；B、C区域为猛禽主要栖息地，总面积约为684hm2，分布有赤腹鹰等猛禽约10种。将保护区鸟类观测数据展示在专题地图上，可直观反映不同鸟类分布情况，为鸟类科学研究、开展护鸟活动提供了基础资料。
5结论
本文在分析自然保护区数据特点，总结专题地图制图技术要点的基础上，提出自然保护区专题地图制图关键技术，以保护区管理业务为导向，构建了专题GIS数据库，设计了具有自然保护区特的地图
符号，创新性的提出了地图符号测试方法，设计了便于高效制图的制图模板，并在辽宁蛇岛老铁山国家级自然保护区选取保护区范围及功能区划、珍稀鸟类分布两个专题进行应用实证。结果表明，本文提出的关键技术合理可行，能够为自然保护区数据空间可视化和科学利用提供支持，并且地图数据分析结果为自然保护区精细化管理提供了参考。未来应进一步加强空间数据的采集，如采用“国土调查云''平台搜集各类数据，构建更加完善的专题数据库，为自然保护区智慧化管理提供丰富的数据资源。
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(下转第269页)
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2021年3月绿科技第6期
文化故事素材的基础上，邀请优秀的编剧和影视制作公司，为资中县量身打造一部反映资中人文风情和自然风光的宣传剧，助力资中旅游经济的快速发展。 5.5提升旅游人才队伍和服务质量
目前资中县受制于发展水平低，旅游从业者服务综合素质需规范化，如信息系统实名登记，管培体系的制定和落实，服务质量评价指标体系的建立和动态考核更新，联通旅游服务信访投诉系统，借鉴网络服务评级标准，多方面改善资中旅游服务水平此外，地方政府通过相应的财政优惠补贴引进具有专业背景的人才，营造宽松且开发的旅游发展环境，为旅游产业的突破提供智力支撑，同时，提高旅游产品研发能力，以开办论坛的模式让有旅游发展新思路的人才参与到旅游建设项目中，启用新技术、新资源融合方式，对资中的旅游产业发展具有新立意点和准确的县域旅游定位。
5.6开发特旅游商品
旅游产品在旅游经济的发展中具有重要的作用，而资中县旅游产品也极具特，具有较大的旅游开发价值。如塔罗科血橙和大五星枇杷等可作为精品水果开发和在相应的果园提供游客体验农家乐乡村旅游，借助当前便捷的物流运输系统，高效的农产品的保鲜方式和加工方式，发展资中特的食品精加工产业，并借助现代互联网购物模式，实行线上体验与线上购物的结合，为资中的旅游形象增添亮。
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(上接第244页)
Research and Application on Key Technology of Thematic Mapping
for Natural Reserve
Zhang Hexin
(^Dalian Municipal Service Center for Natural Resources Affairs,Dalian^Liaoning116000,China)
Abstract:In order to fully utilize spatial data of natural reserve,this paper proposed natural reserve thematic mapping key technology.Based on the characteristics of the nature reserve data,the main technical methods such as unified data standards,topology inspection and correction»GIS database logical model design,map symbol design and testing,etc・are used to organize and visualize the geospatial data of the nature reserve・Multi一source heterogeneous geospatial data is integrated；the theory and method of vector map symbol design is studied；map symbol visualization test technology and manufactured map template are designed；on this basis,the production of map template is completed.In the Laotie Mountain National Nature Reserve o£Snake Island,Liaoning Pro
vince,two thematic examples of the scope and functional zoning of the protected areas and the distribution of rare birds were selected for verification.The results show that the key technology proposed by this paper can help natural reserve in data spatial visualization and scientific utilization.And the map analysis results can be the reference for natural reserve fine management.
Key words:spatial database；cartographic symbols；natural reserve；thematic mapping；GIS
(上接第266页)
5结语
从环境审计的角度来看，推动黑龙江省资源型城市转型发展，对建设生态文明，实现高质量发展意义重大。当前，在黑龙江省整体经济低迷的情况下，只有按照创新、协调、绿、开放、共享的五大理念，加强政府环境审计，实现人与自然的和谐发展，才能真正实现资源型城市的成功转型。
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[3]习近平.十九届五中全会：推动绿发展促进人与自然和谐共生
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究[JI会计之友,2020(10)：144.
269
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