摘要：ArcGIS是具备强大地理分析功能的专业GIS软件，在制图以及地理分析过程中被广泛应用；Illustrator等功能强大的绘图软件则可以绘制出色彩丰富，形象鲜明的图案，可以实现各种个性化图案及符号的绘制，满足个性化符号的设计需求。这两类软件各有所长，实际操作中常先用GIS软件制作地图之后再利用绘图软件进行美化，但这无疑增加了制图者的工作量并影响了地图的成图效率和精确程度。本文研究了利用绘图软件制作素材并直接在ArcGIS中实现个性化符号制作的相关方案，希望可以减轻制图者在制作地图过程中的繁琐步骤。
关键词：ArcGIS，地图符号，个性化符号设计
1 引言
地图符号由各种图形和文字组成，具有不同的形状、大小和色彩搭配，是地图的语言单位，具备两个基本功能，即指出目标种类及其数量、质量特征和确定对象空间位置及现
[1]
象的分布。通过对地图符号的解译，读图者可以直观的了解地图所表达的地理空间信息。
可以说如何设计合理美观的地图符号是地图生产过程中的重要一环。目前国内外GIS 相关软件制作符号的途径主要有4 种：一是文本编辑器设计，建立符号的文本描述；二是采用系统提供的二次开发语言编程实现，主要应用于特殊符号的绘制；三是利用系统本身的图形编辑功能将符号当作普通的图形块设计制作，添加其它图形图像软件制作的符号存储到符号库中；四是提供符号设计界面，用户可将系统提供的基本符号与自定义的简单符
[2]
号进行某种组合、位移、放缩后得到制图输出所需要的复杂符号（如填充符号）。
目前市面上有许多图形制作软件如Illustrator、CorelDraw、Photoshop等可以制作出生动独特的符号，但这些软件的主要目的大多是用于图形设计和绘制，并不太关注地理信息，不具备专业GIS软件所具备的数据管理、空间分析等功能，无法满足制图者的需要。而在实际生产中应用广泛的专业的GIS软件如ArcGIS等，却在符号制作方面有所不足，存在符号库有限，自助绘制功能较弱等问题，在地图迅速发展，个性化需求越来越强烈的当今，已经无法满足符号制作的需要。因此，如何将这两种软件的优势互补，成为了制图者关注的领域。
下面，将以ArcGIS中符号制作为例，探讨如何在这类软件中实现个性化符号的制作。
2 ArcGIS软件介绍
ArcGIS软件是美国ESRI公司推出的一款具有强大功能的GIS软件,以其完善的系统架构和丰富的GIS功能,为各行业用户提供全面的解决方案,在业界颇受好评。在ArcGIS中，本身自带有符号库，同时，系统提供修改符号和符号库的工具，可以进行一些符号的设计和制作，但仍具有一定的局限性。
2.1 ArcGIS中符号库的组建与管理
ArcGIS中，符号存放在*.style文件中，可以通过样式/符号库管理器（Style
Manager）管理，进行符号库添加、删除、新建等工作。符号库之间互相独立，支持TTF、
[3]
emf等格式，也提供对单一符号样式进行编辑、修改、创建的工具。
在ArcMap中，打开Tools菜单下的Style Manager，在对话框中可以对已有符号库进行修改，也可以增删符号库。
2.2ArcGIS中自带符号情况介绍
现实世界可以抽象表达为点状符号、线状符号和面状符号。因此ArcGIS中的符号也可以分为点状、线状和面状三种，其中面状符号在软件中称作填充符号。此外，地图中的注记也需要进行一定的设计，如字体、颜色、大小、排版等等，因此，这也是符号库中可以进行管理的内容。下文将对点线面符号情况进行大致介绍。
2.2.1点状符号的设计
点状符号是不依比例尺表示的小面积地物或点状地物，其设计应留有一定的“自由度”，在符号化配置时允许用户实时修改，如大小、方向、颜色，不能将所有参量都固定[4]
。
在点状符号（Marker Symbol）设计中包括：
1) Simple Marker Symbol：选择绘制圆、矩形、十字、钻石（Circle/ Rectangle/ Cross / Diamond ）等几何形状；
2) Arrow Maker Symbol：箭头符号
此外，ArcGIS中还可从外部导入符号或者直接添加.style中符号进行设计。相关内容将在第三部分中介绍。
2.2.2 线状符号的设计
线状符号的绘制在Style Manager 中对不同的线型提供了7种实现方式。包括简单线、哈希线、制图线、3D线性符号、3D纹理或图形构成的线等。对地形图图式中的不同类型的线型，可以根据这7种方式分别或组合制作。而对于复杂的线状符号，先把复杂的部分做成点状符号，然后再由点状符号直接组成线状符号，或与其他线状符号叠加而成。
在线状符号（Line Symbol）设计中包括：
1)Simple Line Symbol：可选择实线、虚线（短划线）、点线、短划-点线、短划-点-点线（Solid/ dash / Dotted / Dash-Dot / Dash-Dot-Dot）等若干类型； 2) Hash Line Symbol：散线符号；
3)Cartographic Line Symbol：制图线符号。
2.2.3面状符号的设计
地形图中的面状符号填充图案可抽象为3种基本类型：一是在轮廓线范围内以不同的倾角、间距、实虚部长度的平行线簇来构成不同的图案，即阴影线填充图案；二是在轮廓范围线内以不同的间距、布点形式、旋转角绘制点状符号以构成图案，即点符号填充图案；三是在轮廓线范围内填充颜色，即颜色填充图案；也可组合而成。栅格图片放大时会影响符号的分辨率，所以通常都使用后两种方式填充面状符号。
在面状符号（Fill Symbol）设计中包括： 1)Simple Fill Symbol：基本符号 2)Line Fill Symbol：线填充符号
3)Gradient Fill Symbol：渐变色填充符号
3 在ArcGIS中建立个性化符号库的方法
除了专业GIS软件之外，可用于绘制地图的还有许多图形绘制软件。例如
Illustrator是由Adobe公司开发的一款图形绘制功能强大的平面设计软件,被广泛应用于平面广告设计、网页图形设计、电子出版物设计等诸多领域。它可以方便地制作出各种形状复杂、色彩丰富的图形和文字,还可以在同一版面中实现图文混排,甚至可以制作出极具视觉效果的图表。与ArcGIS中的符号制作相比，Illustrator制作的图形色彩丰富，形状生动，更能满足人们对于美学欣赏的标准以及个性化地图符号的制作需求。
与Illustrator类似，由加拿大Corel公司开发的CorelDraw也具有强大的功能和图像设计能力，在图形处理方面非常出色，可以广泛用于地图符号的制作及地图图件的编制方面。其符号默认保存在“C:\\ProgramFiles\\Corel\\Corel Graphics12\\Symbols”目录下，点符号库有两种格式：字库格式*.tff 和符号格式*.csl，线符号库为*.dot 格式，面符号库有三种格式：图样填充格式*.bpt，底纹填充格式*.txr 和渐变层填充格式
[5]
*.ffp。
但由于不是专业的地图软件，Illustrator和CorelDraw等软件中对于地理信息的编辑，要素属性的编辑等内容很难实现，仅利用它们进行地图制图并不现实。传统方案中，制图者常先用专业制图软件进行地图编制，然后导出地图，在Illustrator或CorelDraw中进行修改，但批量更换符号或者修改符号仍存在一定困难，使得成图效率降低。因此，本文主要研究如何将利用其它绘图软件制作的符号导入ArcGIS中，直接在ArcGIS中实现符号的个性化设计。
3.1实现个性化符号库设计可利用的素材和大致方案
在进行符号个性化设计中，将可利用的素材分为四类。 （1）、ArcGIS中自带的符号库：ArcGIS中，软件本身会自带一个庞大的符号库，其中也按照一定规律进行了分类分组和命名，进行符号设计时，可选择性分对其进行加载；
（2）、与ArcGIS软件对应的.style文件：随着行业的不断发展，国家制定的符号标准等等符号基本都可以搜索到相应的.style文件，尽管ArcGIS的程序中没有自带，但将文件下载之后，在设计时选择加载该文件，即可调用文件中的各类符号进行设计。我们自己设计了个性化符号之后，也可以将其保存到命好名的.style文件中，最终生成自己的个性化符号库就可以随时进行调用了。
（3）、各类图形、图片（栅格）：图形符号支持bmp和emf格式，一般采用emf格式，保证符号不随放缩而失真。emf格式文件可以使用矢量绘图软件如CorelDRAW制作。
（4）、各类图形、图片（矢量）：AI矢量图等素材，这类素材无法在ArcGIS中直接调用，需通过字体库等方式调用。
3.2个性化符号制作方法
3.2.1基于ArcMap中已有符号制作符号
ArcGIS中自带有许多符号，平面、三维、立体、彩色都有。
简单几何符号
平面图案
图1 ArcGIS中自带的符号（部分举例）
此外，从各种途径获取的style文件也可以提供各种符号以供使用。如图2中所示，Businiss.style中包含许多符号，在“符号选择器”中点击“样式引用”按钮，勾选对应style文件之后，即可选取其中符号用在地图之中。
图2 style文件中的符号
3.2.2直接导入外部图片制作符号
通过“符号选择器”和“样式管理器”均可打开“符号属性编辑器”界面。编辑机右侧类型下拉框中有七种类型的符号可以编辑。前三种3D符号是立体符号，可以从现有素材中导入，也可导入外部的3D素材，在编辑器中可选择旋转角度、横纵比和深度等选项调整其3D显示效果。简单标记符号和箭头标记符号是选择相应形状和参数，软件直接生成相应图案，但图案简单，比较死板。
这里，介绍的是后边的图片标记符号。选择图片标记符号之后，在弹开的对话框中选择图片，即可将外部图片导入制作符号。需要注意的是这里支持的格式仅为bmp和emf，其他格式图片无法从这里导入。导入图片后，可调整角度、位置、背景色等属性，在掩膜选项卡中，还可在图片外围设置晕圈进行进一步的加工。
图3 符号属性编辑器中的图片标记符号
这种方案可以方便快捷的导入复杂的图片生成个性化符号，但两个存在问题：一是可支持的图片格式较少，矢量图形无法导入；二是导入的图形放大到一定程度之后会出现锯齿现象，影响美观。
3.2.3利用TrueType字体转换制作符号
为了实现矢量图像的导入，这里从字符标记符号的类型进行导入。
在ArcGIS中，字符标记符号支持调用本机安装的字体文件进行符号制作。由于字体文件是矢量形式存储的，因此可以通过字体文件进行矢量图形导入。
这里用到TrueType字体制作软件FontCreator。如图4所示，建立新文件“简单符号组”编码方式选择“Symbol”，生成的文件中有许多空白框，双击，可打开图像编辑窗口。。
软件本身可以进简单的图像绘制，这里推荐进行图片导入或者复制图像。点击图片导入按钮，可以导入多种格式的图片（gif,bmp,jpg），导入时，自动将栅格图形矢量化，因此可以有效地消除锯齿现象。但要注意，栅格图片不可过小，否则矢量化可能会失真。
图4 自制符号库文件“简单符号组”安装之后可在ArcGIS中直接调用
如果需要将AI文件导入字体库，则可以直接在打开的AI图像编辑界面中
（Illustrator和CorelDraw等）选择所需图案，复制，然后粘贴到编辑框之中，无需另外保存文件或矢量化。
图5 自制符号库文件“简单符号组”安装之后可在ArcGIS中直接调用
如图5所示，安装字体文件ttf选择之后，在ArcGIS中选择字体是便可选择“简单符号组”，然后之前绘制的图形就可以成功的导入其中进行符号制作了。
但这一方案仍存在两个问题：一是字体文件中只能存储矢量形状，无法存储其色彩，因此单一的字体库制作符号很难实现彩色符号设计；二是符号设计必须依托于字体库，一旦改变外部环境，例如卸载字体库或者在未安装对应字体库的计算机上进行读取，符号便无法成功显示。
3.3.4组合制作符号
可以看见符号编辑器左侧下方有一个图层管理窗口，通过添加多个图层，我们可以在每个图层中通过不同方式进行符号设计，形成所需的组合符号。
通过这种多图层的组合设计，可以很好的对以上各种制作方式进行综合利用，取长补短。例如简单的边框、背景等形状可以直接使用简单标记符号，符号内部的图案可以选用字符标记符号或者图片标记符号。配合掩膜的运用和每个图层的色彩设计，既可以避免图片标记符号中过于明显的锯齿问题，又可以解决字符标记符号色彩单一的问题，可以更好地满足世纪需求。
4 结束语
ArcGIS系统作为当前GIS领域最具代表性的软件之一，其强大的功能为制图者的制图提供了理想的开发平台。但随着地图应用愈加广泛，人们对于地图的个性化、美观有了更高的要求，功能强大的绘图软件在这方面无疑更有优势。本文研究了一种将二者结合的方法，希望仍以ArcGIS为主体，实现更美观、个性的符号设计。希望通过本文,能为ArcGIS系统的新用户提供一定的帮助。
参考文献：
[1]李基鸿. ArcGIS中自定义地图符号[J].计算机与现代化，2004（7）:113-114 [2]刘爱霞.基于 ArcGIS 的地形图符号库设计与应用探讨[J].建筑遗产.2013,8:77-81 [3]熊伟等.应用ArcGIS软件制作国标地形图符号[J].测绘与空间地理信息，2005（3）：71-73.
[4]杨利兵等.基于ArcGIS的地图符号库的创建[J].科技情报开发与经济，2007（17）：22-206.
[5]马建芳.全矢量地质符号库的设计与实现[D].中国地质大学（北京），2013.
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容