QGIS自定义符号的原理与实践——以北京市标准地图为例

 01 符号概述

符号（Symbol）是地图和GIS的核心概念。QGIS使用渲染器（Renderer）完成图层在地图窗口中的绘制，即所谓的图层渲染。图层渲染之前需要告诉渲染器使用什么符号渲染图层，如果没有显式指定，QGIS会为渲染器提供默认的符号。

根据图层类型不同，QGIS中的符号分为三类：标记（Marker）、线（Line）、填充（Fill），分别适用于点图层、线图层和面图层。点击“工程工具栏”中的“样式管理器”按钮，弹出“样式管理器”对话框，可以查看QGIS预带的标记、线、填充符号库，这些符号库可以统称为系统符号库。

QGIS系统符号库可以胜任基本的制图任务，但难以满足各行业、各专业对地图符号的个性化需要。事实上，任何GIS软件的符号库都不可能直接支持所有领域需要的符号体系，而是通过提供自定义符号能力实现系统符号库的灵活扩展。作为开源GIS软件，QGIS的自定义符号功能灵活且易用，可以根据特定需要快速自定义符号，满足差异化需求。

本文以天地图北京网站（http://beijing.tianditu.gov.cn/）提供的2020年版1:80万北京市全市域标准地图为例，介绍QGIS自定义符号的实现原理，并在此基础上演示制作两个自定义符号的过程。

 02 下载北京市标准地图

2020年版1:80万北京市全市域标准地图下载地址为：http://beijing.tianditu.gov.cn/bzdt/，点击地图说明下方的“下载”按钮即可下载。

下载的压缩文件解压缩后包含两个文件：bj2020_80w_1.jpg和bj2020_80w_1.pdf，打开bj2020_80w_1.pdf，放大页面到右下角的图例位置，可以看出该地图包含10个图层，每个图层都具有各自不同的符号。其中，“区人民政府驻地”、“区界”这两个图层所采用的符号是QGIS系统符号库中所没有的，需要通过自定义符号实现。

 03 符号与符号图层

就像地图是由图层叠加而成的一样，QGIS中的符号由符号图层（Symbol Layer）叠加而成，这意味着以下两点：

（1）符号是分层的，由多个（1…n）符号图层叠加在一起组成。既然是叠加，就有上层和下层之分，上层的符号图层可能会盖住下层的符号图层。

（2）符号是矢量的，可以通过设置不同的尺寸改变符号的大小，但其形状及各部分尺寸的相对比例保持不变。

打开QGIS“样式管理器”，找到并双击“标记”面板中的“topo hospital”标记，弹出“符号选择器”对话框。可以看出，该符号由两个符号图层叠加而成，分别是位于上层的加号符号图层和位于下层的圆形符号图层。

点击“符号选择器”中位于符号图层列表下方的圆形符号图层，可以查看该符号图层的主要属性：

（1）符号图层类型：简单标记

（2）大小：5.2毫米

（3）填充颜色：白色（255, 255, 255）

（4）描边颜色：红色（227,26,28）

（5）描边样式：实线

（6）描边宽度：0.4毫米

（7）连接样式：斜角

（8）旋转角度：0度

（9）偏移量：横坐标偏移0毫米、纵坐标偏移0毫米

（10）锚点：垂直居中、水平居中

点击“符号选择器”中位于符号图层列表上方的加号符号图层，也可以查看该符号图层的主要属性，在此从略。

“符号选择器”右上角以按钮形式提供了针对符号图层的管理功能，包括：

（1）“添加符号图层”：为符号添加新的符号图层。

（2）“移除符号图层”：移除选中的符号图层。

（3）“上移”：将选中的符号图层向上移动一层。

（4）“下移”：将选中的符号图层向下移动一层。

（5）“创建符号图层副本”：将选中的符号图层复制一份，粘贴在所选符号图层的下一层。

（6）“锁定符号图层颜色”：锁定后，当使用符号时，如果修改符号的颜色，该符号图层的颜色不随之发生变化，依然保持在符号库中设定的颜色。

线符号在符号图层组织方面与标记符号并无不同，两者的区别主要在于线和标记表达方式的不同。打开QGIS“样式管理器”，找到并双击“线”面板中的“topo path”，弹出“符号选择器”对话框。

该线符号使用了自定义虚线线型，点击“使用自定义虚线线型”选项下方的虚线按钮，弹出“自定义虚线线型”对话框。可以看出，此线型由3毫米长的短横和2毫米长的空格组成，两者组合达成虚线效果。

至此，我们已经了解了QGIS符号图层的基本概念，可以开始尝试制作自定义符号。

 04 制作标记符号

打开下载的bj2020_80w_1.pdf文件，尽最大可能放大图例区域中的“区人民政府驻地”图例项，通过拷屏的方式将其保存为图片，然后选择合适的图片查看工具打开图片。这里用的是操作系统自带的“截图和草图”工具，提供了标尺工具可以测量图片元素的大小。

可以看出，该符号是由两个大小不一的圆形符号叠加而成，通过标尺测量，可以得到两个圆形符号的主要尺寸参数（不需要特别精确），计量单位为格。

（1）大圆：外直径78、线宽5

（2）小圆：外直径38、线宽5

需要关注的是尺寸参数之间的相对比例而不是绝对值，假定线宽为1，则大圆外直径为15.6（78/5），小圆外直径为7.6（38/5）。

在设计符号图层的时候，这里测量得到的外直径即对应符号的大小，线宽则对应符号的描边宽度。假定将描边宽度设为0.25毫米，则大圆符号的大小为3.9（0.25*15.6）毫米，小圆符号的大小为1.9（0.25*7.6）毫米。

“区人民政府驻地”图例项的颜色为红色，具体RGB值为：（238,28,37）。

在“样式管理器”中切换到“标记”面板，点击下方的“添加项”按钮，弹出“符号选择器”对话框。QGIS会自动生成一个默认的标记符号，该符号包含一个简单标记符号图层。

点击“符号选择器”右上角的“添加符号图层”按钮，QGIS将为该符号添加一个新的简单标记符号图层。

选中位于上方的简单标记符号图层，该符号图层对应小圆，将其属性取值设置如下：

（1）大小：1.9毫米

（2）填充颜色：透明填充

（3）描边颜色：RGB值为：（238,28,37）

（4）描边宽度：0.25毫米

选中位于下方的简单标记符号图层，该符号图层对应大圆，将其属性取值设置如下：

（1）大小：3.9毫米

（2）填充颜色：透明填充

（3）描边颜色：RGB值为：（238,28,37）

（4）描边宽度：0.25毫米

至此，该标记符号已经制作完成。点击“符号选择器”对话框中的“OK”按钮，为该符号起个名字保存起来。

在QGIS中随便打开一个点图层，将自定义的“区人民政府驻地”符号应用于该图层，查看一下效果。

 

点击菜单“工程-->导入/导出-->导出地图为PDF文件”，将地图导出为PDF文件。打开PDF文件，尽可能放大地图，可以看出地图上的自定义符号是矢量的，不会因为地图的放大而变得模糊，且其形状与bj2020_80w_1.pdf文件中的“区人民政府驻地”图例项是一致的。

 05 制作线符号

打开下载的bj2020_80w_1.pdf文件，尽最大可能放大图例区域中的“区界”图例项。

 

可以看出，该图例项由长横线、短横线、空格三部分组成，可以将其拆解两部分，各作为一个符号图层。第一个符号图层由长横线和空格组成，长横线的长度为45格，空格的长度为27格。第二个符号图层由短横线和空格组成，短横线的长度为7格，空格的长度为65格。长横线和短横线的高度都为4格。

对于长横线符号图层，比较好处理，通过定义横线长度和空格长度即可生成。对于短横线图层，也可以定义横线长度和空格长度，但由于短横线的起点相比长横线的起点有一个偏移量，长度为55（45+（27-7）/2），也需要在符号图层中加以指定。

根据长横线长度、短横线长度、空格长度、线高度的测量结果，假定线高度（对应符号图层的描边宽度）为0.4毫米，得到各主要尺寸参数如下：

（1）描边宽度：0.4毫米

（2）长横线长度：4.5毫米

（3）长横线空格长度：2.7毫米

（4）短横线长度：0.7毫米

（5）短横线空格长度：6.5毫米

（6）短横线偏移量：5.5毫米

“区界”图例项的颜色为棕色，具体RGB值为：（132,65,54）。

在“样式管理器”中切换到“线”面板，点击下方的“添加项”按钮，弹出“符号选择器”对话框。QGIS会自动生成一个默认的线符号，该符号包含一个简单线符号图层。点击“符号选择器”右上角的“添加符号图层”按钮，QGIS将为该符号添加一个新的简单线符号图层。分别为两个线符号图层设置参数如下：

点击“符号选择器”对话框上的“OK”按钮，为该符号起个名字保存起来，并可以打开某个线图层，试验一下符号效果。

 06 小结

自定义符号功能是制作内容丰富、表达生动地图的重要保证，有必要对其进行深入研究。本文初步探讨了QGIS自定义符号的基本原理，并通过实例尝试制作了标记符号和线符号。事实上，QGIS的符号体系远不止这些内容，填充符号、SVG符号、通过数据定义覆盖控制符号参数等更为复杂的内容均未涉及。

愿本文能对大家理解QGIS自定义符号的原理起到入门指引的作用，希望大家能在此基础上制作出更多更精美的符号，更希望有人能制作出一些符号库上传到QGIS协会官方样式库（https://plugins.qgis.org/styles/）中，与世界分享，谢谢！

Q博士本人

2021年7月6日

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