[教学]基于字库的气象符号及图形符号化技巧与方法

[教学]基于字库的气象符号及图形符号化技巧与方法 Meteorological,,,,,Symbol,,,,,and,,,,,Technology,,,,,and,,,,,Meth od,,,,,of,,,,,Signifying,,,,,Graphics,,,,,Based,,,,,on,,,,,Font,,,,,Lib rary 1,,,,,23Jinzhou,,,,,Wang,,,,,,Jing,,,,,Feng,,,,,,Lei,,,,,Jiang 123Institute,,,,,of,,,,,Meteorology,,,,,,PLA,,,,,Univ.,,,,,of,,,,,Sci.,,,,,and,,,,,Tech.,,,,,,,,,,,Nanjing,,,,,,China Email:,,,,,xlz211314@163.com Received,,,,,*********,,,,,2011. Abstract:,,,,,Facing,,,,,the,,,,,needs,,,,,of,,,,,the,,,,,graphical,,,,,meteorological,,,,,symbol,,,,,in,,,,,meteorological,,,,,info rmation,,,,,display,,,,,of,,,,,live,,,,,,the,,,,,text,,,,,treatises,,,,,the,,,,,whole,,,,,procedure,,,,,of,,,,,fabricating,,,,,the,,,,,font,,, ,,library,,,,,of,,,,,meteorological,,,,,symbol,,,,,by,,,,,graphics,,,,,software,,,,,,CorelDraw,,,,,,and,,,,,font,,,,,editing,,,,,prog ram,,,,,,Font,,,,,Creator,,,,,Program.,,,,,Based,,,,,on,,,,,applying,,,,,of,,,,,font,,,,,library,,,,,,the,,,,,text,,,,,also,,,,,designs,,,, ,symbol,,,,,mapping,,,,,tables,,,,,and,,,,,presents,,,,,mentality,,,,,of,,,,,signifying,,,,,graphics.,,,,,Finally,,,,,,the,,,,,style,,,,, libraries,,,,,of,,,,,ArcGIS,,,,,are,,,,,expanded,,,,,with,,,,,the,,,,,font,,,,,library,,,,,,and,,,,,program,,,,,method,,,,,for,,,,,visua lly,,,,,displaying,,,,,meteorological,,,,,information,,,,,is,,,,,illustrated,,,,,by,,,,,combining,,,,,an,,,,,example. Keywords:,,,,,font,,,,,library,,,,,of,,,,,meteorological,,,,,symbol;,,,,,mapping,,,,,table;,,,,,signifying,,,,,graphics;,,,,,style, ,,,,library 基于字库的气象符号及图形符号化技术与方法 123王锦洲～冯,,,,,,,,,,径～蒋,,,,,,,,,,磊 123中国人民解放军理工大学气象学院，南京，中国 Email:,,,,,xlz211314@163.com 收稿日期:********* 摘,,,,,,,,,,要:面向气象信息实况显示对图形化气象符号需求，论述了利用绘图软件(CorelDraw)和字体编辑软 件(Font,,,,,Creator,,,,,Program)制作气象符号字体库的整个过程;基于气象符号字库的使用，设计了符 号对照表，提出了图形符号化的思路;最后利用气象符号字库对ArcGIS样式库进行了扩展，并结合实例，对 可视化显示气象信息的程序方法进行了说明。 关键词:气象符号字库;对照表;图形符号化;样式库 随着计算机技术和网络技术的飞速发展，各种气象1.,,,,,引言 资料实时处理软件和基于Web的气象专业网站无气象符号是直观表达气象要素的一种可视化一例外地把如何便捷的制作、调用、管理和维护气工具，在实际应用中，主要表现为天气现象符号和象符号库作为系统开发的重点之一。云状符号，作为传递气象信息的手段之一，在气象 信息的处理、实况显示和传递中起着不可替代的作目前，业务中广泛使用的各种气象资料实时处用。气象符号由不同形状和大小的图形组成，在实理和显示软件对气象符号的图形化显示，大多是基况显示的相应区域呈现天气现象和云状。近年来，于计算机程序语言中的绘图函数(类)实现的，灵本文受国家自然科学基金(61070174)和东南大学计算机网络和信活性、维护性和扩展性较差。由美国ESRI公司开息集成教育部重点实验室开放研究基金(K93-9-2010-03)资助 发的ArcGIS中也提供了气象符号字体库，安装到中接触最多的一种字体类型，其最大的特点在于它Windows系统中的Font文件夹后，可以作为普通是用一种数学模式进行定义的基于轮廓技术的字字体被系统调用，但在其提供的气象符号库中，可体，这使得它们比基于矢量的字体更容易处理，保用的符号数量无法满足我国(我军)气象业务的需证了屏幕与打印输出的一致性。同时，这类字体和求，在使用中经常带来很多不便，因此有必要开发矢量字体一样可以随意缩放、旋转而不必担心会出新的制作气象符号库的方法。 现锯齿。 本文以应用需求为设计需求，充分考虑到现有(3),,,,,OpenType,,,,,字体(.TTC)。这是一种可缩实现方式的优缺点，采用代数的方法进行气象符号放字型(scalable,,,,,font)电脑字体类型，采用库的制作，这种符号化的方法是把符号的制作和调PostScript格式，是Microsoft与Adobe公司联合开用、显示完全分开，首先使用绘图软件和字体编辑发，用来替代TrueType字型的新字型。这类字体的器制作气象符号库，然后将生成的TrueType字体文件扩展名为.OTF，类型代码是OTTO，现行标准进行安装，由系统调用，同时可用气象符号字库对为OpenType,,,,,1.4。 ArcGIS符号库进行扩展。 2.2.字库制作的技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 2.,,,,,气象符号库的设计和制作由于矢量字体的优点是不随符号本身的放大 缩小而失真，同时TrueType字体所占用的空间比其 他格式要小，因此，采用字体编辑器生成字体符号2.1.,,,,,字体库概述 的方式制作气象符号字体库。 字体，又称书体，是指文字的风格式样，是技考虑到用字体编辑软件绘制矢量符号较难控术制图中的一般规定术语。常见的字体种类有光栅制符号的尺寸和形状，采用先在图形绘制软件中按字体和矢量字体。 图式尺寸绘制标准的图形符号，转换为位图(bmp)光栅字体(Raster,,,,,Font)是针对特定的显示格式后，导入到字体编辑软件中矢量化建立字体库。分辨率以不同大小存储的位图，用于Windows系统 中屏幕上菜单、按钮等文字的显示。它并不是以矢CorelDraw是功能强大的绘图软件，能精确绘量描述的，放大以后会出现锯齿，只适合屏幕描述。制复杂的图形符号。Font,,,,,Creator,,,,,Program是一不过它的显示速度非常快，所以作为系统字体而在种编辑各种不同字体的软件，具有可视化性能好，Windows中使用。 人机交互界面，形状大小和位置的定位精确，易于矢量字体(Vector,,,,,font)，又叫轮廓字体编辑和修改等许多优点。可以很简便地进行各种编(Outline,,,,,font)，通常使用贝塞尔曲线、绘图指令辑操作，如添加、删除、移动、合并和分割节点以和数学公式进行绘制，其中每一个字形是通过数学及对图形进行大小、位置的设定和镜射、旋转、缩曲线来描述的，包含了字形边界上的关键点，连线放等。因此，本文采用CorelDraw,,,,,12绘图工具，的导数信息等，字体的渲染引擎通过读取这些数学采用Font,,,,,Creator,,,,,5.6字体编辑软件。矢量，然后用一定的数学运算来进行渲染。这类字 体的优点是字体实际尺寸可以任意缩放而不变形、 变色。矢量字体主要有以下几类。 2.3.字库制作具体步骤 (1)PostScript字体(.PFM)。这种字体基于另一种 , 利用CorelDraw,,,,,12绘制气象符号图形。在矢量语言(Adobe,,,,,PostScript)的描述，常用于 CorelDraw,,,,,12中将窗口缩放到适中的大PostScript打印机中，不过Windows并不直接支持 小，按图式尺寸一一绘制气象符号，如图1这类字体，要在Windows使用这类字体需要安装 所示。将绘制好的图形保存为统一大小的位“Adobe,,,,,Type,,,,,Manager”(ATM)。 图。 (2)TrueType字体(.TTF)。这是我们日常操作 要调整的字符，双击后可在如图3所示的小 窗口中对字符大小、间距、位置以及线条宽 度、弧度进行调整。 Figure,,,,,1.,,,,,Draw,,,,,meteorological,,,,,symbol,,,,,with,,,,,Corel Draw,,,,,12 图1,,,,,利用CorelDraw,,,,,12绘制气象符号图形 , 新建字体文件。在Font,,,,,Creator,,,,,5.6中新Figure,,,,,3.,,,,,Adjust,,,,,characters,,,,,if,,,,,necessary 建字体，输入字体名称，选择字符集，如图 图3,,,,,对字符进行必要调整 2所示。其中，符号字符集内部不包含索引, 保存生成字库。按照以上步骤将所有字符图表，自由性比较大，通常用来存储一些非标形一一导入字体文件，调整好大小、位置、准符号，在一些软件中可以作为图形插入;间距之后，选择“文件”菜单中“保存”选而Unicode字符集(编码字体)是目前最常项，即可得到预期的字体文件。见的一种类型，主要是为了协调东西方语言 的字符数量相差悬殊而制定的一种16位符 号编码策略，可以表达65536个字符并为每3.图形符号化的方法 个符号建立唯一的字码，从而保证了字符编制作好的符号库和字体库占用空间非常小，可码的正确性。本文选择Unicode字符集。新以保存到任何文件夹中，可以分发给任何一台安装建字体默认有236个字符，而天气现象符号Windows操作系统的计算机中。在气象资料实时处有96个，可保留前边的96个字符，将后面理、实况显示中对天气现象和云状要素进行符号化多余的删除。 显示可采用手工选取的方法和程序自动实现的方 法，手工方法较简单，这里只介绍程序自动实现的 方法。不论采用哪种方法，都需要编制气象要素符 号对照表。 3.1.符号对照表的编制 在字体编辑软件中制作的每个符号都有名称， 都对应某一种天气现象，为了进行图形符号化时能 将天气现象与字体符号有效对应，需要编制天气现 象的符号对照表。符号对照表可存于SQL,,,,,ServerFigure,,,,,2.,,,,,New,,,,,font,,,,,named,,,,,Weather_Now或Oracle数据库中。符号对照表的表结构如表1所 图2,,,,,新建字体Weather_Now 示，表2是符号对照表的部分内容。, 导入图形生成字符并进行必要调整。将绘制 Table,,,,,1.,,,,,Table,,,,,structure,,,,,of,,,,,symbol,,,,,parallel,,,,,t好的符号位图一一导入，经过矢量化，将气able 象符号由栅格转换为矢量的字体符号，对需表1,,,,,符号对照表的表结构 序号 字段名 别名 类型 1 Code 电码 int 2 Weather 天气现象 text 符号名 3 Sign_Name char Table,,,,,2.,,,,,Partial,,,,,content,,,,,of,,,,,symbol,,,,,parallel,,,,,table 表2,,,,,符号对照表的部分内容 电码 天气现象 符号名 05 观测时有霾 ～ 22 雪、米雪或冰粒 2 间歇性小雪 70 B Figure,,,,,4.,,,,,The,,,,,completed,,,,,font,,,,,library,,,,,of,,,,,meteoro3.2.,,,,,图形符号化的程序方法 logical,,,,,symbol 图4,,,,,制作完成的气象符号字库 本文介绍基于.Net平台的气象图形符号化的程 4.1.ArcGIS符号样式库的扩展 序方法，符号显示程序一般为实况显示系统的子模 块，在应用系统项目根目录下新建cs文件，在显示打开ArcGIS，选择Tools/Style/Style,,,,,Manager天气现象的代码中设置字体为天气现象符号字库菜单，打开Style,,,,,Manager窗口，单击Styles按钮，(Weather_Now.ttf),在显示云状的代码中设置字体为创建新的样式库文件(气象符号.style)或打开已经存云状符号字库(Cloud_Show.ttf)。在显示时，根据气在的样式库。利用Style,,,,,Manager的符号设计功能象要素对应电码查询数据库，获得相应气象要素符将已安装在字体文件中的符号逐一导入到刚才创建号名，根据符号名显示相应气象符号。的气象符号样式库中，并利用预览窗放大确定其定 位点和设置符号大小，最后设置符号名、颜色及其 在应用系统启动时，完成气象符号字体库的安分类码，完成气象符号样式库的创建，如图5所示。装，在应用系统的图形窗口显示气象符号时，调用 符号化程序，取得Sign_Name字段的符号名，将图 形符号化后再显示出来。 4.应用方法和实例 由本文所述技术制作的气象符号字库如图4所 示。将字体文件拷贝到Windows的Font目录下， 即完成气象符号字体库在操作系统中的安装。该字 库除了在一些常用编辑软件(如Microsoft,,,,,Office， WPS)中作为普通字体使用外，其主要作用在于对 ArcGIS符号库的扩展以及可视化显示气象要素。Figure,,,,,5.,,,,,Create,,,,,style,,,,,library,,,,,of,,,,,symbol,,,,,in,,,,,Ar cGIS 图5,,,,,在ArcGIS中创建符号样式库 只要建立了完备的气象符号样式库，在ArcGIS 中就能调用气象信息数据库以及ArcGIS所支持的 一切格式的数据信息，完成对气象信息的可视化显 示。在加载完数据后，选择 Tools/Style/Style,,,,,References菜单，打开 Style,,,,,References窗口，选择需要关联的符号样式， 点击OK按钮。关联了符号样式后，在符号选择对 话框中便可直接在左侧的窗口中按编码选择所对应 利用本文字库实现气象信息可视化显示需依 的符号进行显示。图6示意了在ArcGIS中利用气赖表2所示对照表。在气象信息实时库中设置气象 象符号样式库可视化显示天气现象和云状的效果。要素电码字段，该字段对应对照表中的Code字段， 当显示模块被调用时，依据Code字段取得 Sign_Name字段符号名，完成气象要素的可视化显 示。在基于Web的气象信息共享平台中，江苏省部 分站点某时刻实况如图8所示。 Figure,,,,,6.,,,,,Use,,,,,style,,,,,library,,,,,of,,,,,symbol,,,,,in,,,,,ArcGI S 图6,,,,,ArcGIS中符号样式库的使用 另外，在Style,,,,,Manager窗口中，通过样式符 Figure,,,,,8.,,,,,Live,,,,,show,,,,,of,,,,,some,,,,,sites号操作快捷菜单中的Properties命令，可对样式符号 的大小、颜色、角度等进行个性化配置。图8,,,,,部分站点实况显示 其显示模块核心代码为: 4.2.可视化显示气象要素 //定义要显示的气象要素变量 string,,,,,Temp,,,,,,Visibility,„,,,,,,Cloud_Shape_目前，在我国(我军)气象业务中广泛使用的气H; 象资料实时处理系统以及基于Web的气象信息共string,,,,,font1,,,,,=,,,,,"Weather_Now";享平台中，一般都是按照如图7所示格式对气象要 素进行可视化显示的。其中所示各气象要素分别为:string,,,,,font2,,,,,=,,,,,"Cloud_Show";左边一列依次为气温、现在天气现象、能见度和露 点温度;中间一列依次为高云云状、中云云状、总 „„„„„„„„„„ 云量、低云云量和低云云高;右边一列依次为海平 //显示温度、能见度、云高等数值化气象要素面气压、本场气压和低(中)云总量;dd为风向， ff为风速。 DrawString(Temp,Brushes.Black,new,,,,,PointF(x ,y)); „„„„„„„„„„ //显示天气现象和云状等符号化气象要素 DrawString(Sign_Name,,,,,,new,,,,,Font(font1,16) ,,,,,,Brushes.Black,new,,,,,PointF(x,y)); Figure,,,,,7.,,,,,Visual,,,,,display,,,,,form,,,,,of,,,,,meteorological,,,,,DrawString(Sign_Name,,,,,,new,,,,,Font(font2,16) elements ,,,,,,Brushes.Black,new,,,,,PointF(x,y)); 图7,,,,,气象要素可视化显示格式 参考文献,,,,,(References) „„„„„„„„„„ [1] 牛芩涛,盛业华.基于Arc,,,,,GIS的地图符号库的设计与实现.现代测绘.2003.12:41-44 //将显示结果生成图片发往浏览器[2] 向红梅.Arc,,,,,GIS软件中地形图符号库制作及图形符号化 的技术与方法.矿山测量.2008.6:38-41 [3] 熊伟,蒋洪波等.应用Arc,,,,,GIS软件制作国标地形图符Save(Response.OutputStream,ImageFormat.Gif);号.,,,,,测绘与空间地理信息.2005.6:71-73. 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