城市基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)組織與處理研究

　　 摘要：本文基于筆者多年從事GIS的相關(guān)工作及研究經(jīng)驗(yàn)，以城市基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)組織與更新為研究對(duì)象，探討了矢量數(shù)據(jù)的分類分層設(shè)計(jì)思路，編碼思路及獲取與轉(zhuǎn)換思路，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。
　　關(guān)鍵詞：矢量數(shù)據(jù)，城市，組織，處理
　　
　　中圖分類號(hào)：TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)06(c)-0000-00
　　 測(cè)繪產(chǎn)品為區(qū)域經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、國(guó)土資源調(diào)查以及農(nóng)林水利、能源交通、城市規(guī)劃建設(shè)等諸多方面提供大量與地理位置有關(guān)的基礎(chǔ)信息，因而在整個(gè)測(cè)繪部門的管理中成果管理顯得尤為重要。測(cè)繪產(chǎn)業(yè)是地理信息產(chǎn)業(yè)，它是地理信息產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、空間技術(shù)、通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，測(cè)繪科技發(fā)展出現(xiàn)了日新月異的變化。測(cè)繪產(chǎn)品資料廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。
　　但目前，大部分的測(cè)繪產(chǎn)品管理仍處于手工階段，人力物力資源消耗大、工作效率低、工作可靠性差。面對(duì)著測(cè)繪技術(shù)的迅猛發(fā)展和變化，面對(duì)著凝聚著廣大測(cè)繪工作者辛勤汗水的大量珍貴的測(cè)繪產(chǎn)品，如何管理好這些測(cè)繪產(chǎn)品，使其接收、存儲(chǔ)、管理、供應(yīng)更加規(guī)范和高效就成為我們迫切需要解決的問題。
　　改革開放以來(lái)，我國(guó)城市建設(shè)實(shí)現(xiàn)了高速、持續(xù)的發(fā)展。在信息化的時(shí)代，信息已成為一項(xiàng)重要資產(chǎn)。對(duì)信息的有效管理和利用，將大大地提高企業(yè)內(nèi)部運(yùn)作的效率和對(duì)市場(chǎng)需求的快速反應(yīng)能力，最終增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[2]。從城市建設(shè)規(guī)劃決策層和各個(gè)企業(yè)管理決策層角度出發(fā)，決策者需要在宏觀上對(duì)全市的測(cè)繪產(chǎn)品的情況等綜合指標(biāo)有一個(gè)全面的了解；對(duì)于各種建設(shè)工程的設(shè)計(jì)、施工以及管理操作人員來(lái)講，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪產(chǎn)品資料管理的全面化和自動(dòng)化，才能更好的提高企業(yè)的工作效率，順應(yīng)信息化社會(huì)的發(fā)展潮流。因此，在測(cè)繪產(chǎn)品的管理中，迫切需要引進(jìn)一種新型的管理手段，能夠依托計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析。于是，管理測(cè)繪產(chǎn)品的地理信息系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
　　1 城市基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)的分類分層設(shè)計(jì)
　　在城市基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)庫(kù)中，矢量數(shù)據(jù)采取分類分層存儲(chǔ)。按地形圖的地形要素內(nèi)容可分為：測(cè)量控制點(diǎn)、居住建筑、工礦設(shè)施、交通、管線設(shè)施、水系、境界、地質(zhì)土貌、農(nóng)田植被等類別（見圖2-1）。
　　
　　圖2-1 城市基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)分類圖
　　2 城市基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的編碼
　　為了更科學(xué)地了解、管理和應(yīng)用城市矢量數(shù)據(jù)，保證城市基礎(chǔ)地理信息在系統(tǒng)內(nèi)及其它專業(yè)信息系統(tǒng)間采集、存儲(chǔ)、檢索、分析、輸出及交換的一致性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)兼容、信息共享，研究和制定地形要素分類與編碼的標(biāo)準(zhǔn)，具有十分重要的意義[10]。
　　地形要素分類與編碼的原則[11～13]：
　?、倏茖W(xué)性：在對(duì)城市地理信息進(jìn)行分類和層次劃分時(shí)，要以城市規(guī)劃發(fā)展的趨勢(shì)、地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)等作為依據(jù)和出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)的分類和分層，不能以一個(gè)或幾個(gè)行業(yè)和部門的分類作為標(biāo)準(zhǔn)。
　　②系統(tǒng)性：將整個(gè)城市地理信息作為一個(gè)大的系統(tǒng)，劃分為若干個(gè)層次，在各層次的結(jié)構(gòu)、要素的代碼編制等方面保證層次清楚、結(jié)構(gòu)合理，相互協(xié)調(diào)配合，形成完整的編碼體系。
　?、圻m用性：編碼要能適應(yīng)地形圖數(shù)據(jù)采集的作業(yè)習(xí)慣、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的要求，以及多種行業(yè)的需要，做到易記，適應(yīng)面廣。
　?、芪ㄒ恍裕毫腥敕诸惤Y(jié)構(gòu)體系中的各地理要素的位置唯一，且只有唯一的一個(gè)代碼與之對(duì)應(yīng)。
　?、菁嫒菪裕杭骖檱?guó)家標(biāo)準(zhǔn)和其他單位的分類編碼標(biāo)準(zhǔn)為信息跨行業(yè)、跨地域共享打好基礎(chǔ)。
　?、蘅蓴U(kuò)展性：考慮到地理要素的發(fā)展變化，在碼位的分配上留有充分余地以便要素增加時(shí)不致打亂既有的分類編碼體系。
　　以上分類編碼原則應(yīng)綜合考慮，力求使編碼的設(shè)計(jì)能達(dá)到最優(yōu)化的效果。
　　3 城市基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)的獲取
　　城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)所使用的矢量數(shù)據(jù)獲取手段總結(jié)起來(lái)主要有以下幾種[14]：
　?。?）原圖數(shù)字化
　　圖解地圖的內(nèi)容可以通過(guò)數(shù)字化方式轉(zhuǎn)換成數(shù)字地圖，采用數(shù)字化儀或掃描儀將地圖的圖解位置轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)中的解析坐標(biāo)，并應(yīng)用數(shù)字化地圖符號(hào)菜單或計(jì)算機(jī)鍵盤輸入地圖符號(hào)和注記的代碼。這種方法建立的數(shù)據(jù)精度不會(huì)高于原圖，不能滿足某些工程用圖的需要，隨著全站儀的普及和GPS全站儀系統(tǒng)的成熟，數(shù)字化原圖將會(huì)被摒棄。
　?。?）全野外數(shù)據(jù)采集
　　用全站儀、GPS RTK進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，將野外采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)诫娮邮植?、磁卡或便攜機(jī)內(nèi)記錄，并在現(xiàn)場(chǎng)繪制地形（草）圖，在室內(nèi)將數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，人機(jī)交互編輯后，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成數(shù)字地圖。在基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)中，全野外數(shù)字測(cè)圖作為測(cè)量與更新數(shù)據(jù)的主要方法，具有機(jī)動(dòng)、靈活、易于修改等特點(diǎn)。這種方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化地面數(shù)字測(cè)圖。
　　（3）部分原圖數(shù)字化，部分全野外數(shù)據(jù)采集
　　用一部分實(shí)測(cè)精確坐標(biāo)代替數(shù)字化坐標(biāo)的地圖數(shù)字化方式，在己有地圖地區(qū)，在野外采用電子全站儀和電子記錄手簿進(jìn)行碎部測(cè)量，得到一些建筑物點(diǎn)的精確坐標(biāo)，在地圖數(shù)字化作業(yè)中，可以用這些點(diǎn)的精確坐標(biāo)代替相應(yīng)點(diǎn)的數(shù)字化方法得到的坐標(biāo)。這種方法利用了現(xiàn)有地圖資料，又在一定程度上提高了原有圖解地圖的精度，隨著地圖的不斷更新，具有準(zhǔn)確坐標(biāo)的地物點(diǎn)將逐步增加，地圖精度也相應(yīng)得到提高。
　　（4）數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法
　　隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展以及攝影測(cè)量數(shù)據(jù)處理手段的不斷進(jìn)步，攝影測(cè)量的方法逐漸在數(shù)據(jù)采集中采用，目前很多城市都己經(jīng)開始利用航空攝影測(cè)量的方法來(lái)獲取l：500地形圖數(shù)據(jù)。該方法作業(yè)速度快、覆蓋面積大，對(duì)于大范圍、比較開闊地區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集來(lái)說(shuō)，也是一種比較理想的模式，該方式需要進(jìn)行像控點(diǎn)測(cè)量、航片調(diào)繪等工作。另外精度比起野外數(shù)據(jù)直接采集來(lái)說(shuō)要差一些，但可以根據(jù)具體情況進(jìn)行選用。國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市就是通過(guò)以上幾種方式獲取了覆蓋城市范圍或部分范圍的基礎(chǔ)地理圖形數(shù)據(jù)，給城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)提供了空間數(shù)據(jù)源。
　　
　　 參考文獻(xiàn)
　　[1] 李煉恒、趙俊三，趙耀龍.城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的功能與總體設(shè)計(jì)研究[J].科技資訊，2002，27(3).
　　[2] 田茂義、盧秀山、張燕等.基于oracle的“數(shù)字城市”基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2005，30(3).
　　[3] 孫怡、陳強(qiáng)、沈玉英、周平、于貴華、徐錫偉. 基于組件對(duì)象的地圖數(shù)據(jù)管理方法[J]吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科