基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)建庫前后一致性的檢查方法

孫龍，李娜

(大連市測繪院，遼寧 大連 116011)

1 前言

由于技術(shù)特點(diǎn)和歷史原因，CAD數(shù)據(jù)在我國測繪行業(yè)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)、成果保存、成果應(yīng)用等方面被廣泛應(yīng)用，較好地滿足了制圖領(lǐng)域的需求，但隨地理信息系統(tǒng)技術(shù)的迅速發(fā)展，CAD數(shù)據(jù)由于自身的局限性，在屬性存儲(chǔ)、空間分析、查詢統(tǒng)計(jì)等方面已不能滿足應(yīng)用需求，一些同時(shí)支持空間信息和屬性信息的地理信息數(shù)據(jù)格式被引入我國測繪領(lǐng)域。

這樣的局面產(chǎn)生了兩個(gè)矛盾:其一是CAD成果數(shù)據(jù)大量存在與地理信息數(shù)據(jù)相對短缺的矛盾;其二是傳統(tǒng)的CAD數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝與地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝差別導(dǎo)致的矛盾。

我國于“十一五”期間開始的基礎(chǔ)測繪，注重了地理信息數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和建庫，能夠逐漸緩解第一個(gè)矛盾，但在基礎(chǔ)測繪的實(shí)施過程中，卻不可避免地受到第二個(gè)矛盾的影響:與傳統(tǒng)的CAD數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝相比，基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)不僅關(guān)注圖面，更注重了要素編碼體系、屬性信息錄入、拓?fù)潢P(guān)系等內(nèi)容，傳統(tǒng)的方法已不能保證生產(chǎn)出符合規(guī)定的數(shù)據(jù)成果。但目前大多數(shù)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺(tái)仍然是基于CAD的，從事數(shù)據(jù)生產(chǎn)的隊(duì)伍通常對這種平臺(tái)比較熟悉，因此出現(xiàn)了一些基于CAD開發(fā)的支持附加屬性、支持拓?fù)潢P(guān)系、支持地理信息數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能的數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺(tái)，如南方測繪CASS、廣州開思等，這就引發(fā)了一個(gè)新的問題——基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)從生產(chǎn)到建庫，經(jīng)歷了一系列的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程，采用什么樣的措施能夠保障數(shù)據(jù)在各個(gè)環(huán)節(jié)做到無損轉(zhuǎn)換。

2 一致性檢查的必要性

2.1 基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)生產(chǎn)、入庫一般流程

基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)兼顧了制圖和信息服務(wù)兩方面的需要，但在當(dāng)前階段，能實(shí)現(xiàn)圖庫一體化的數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺(tái)還很少，許多部門仍采用維護(hù)兩套數(shù)據(jù)的方案，即生產(chǎn)帶附加屬性信息的CAD數(shù)據(jù)，滿足制圖需要，再將其轉(zhuǎn)換為地理信息數(shù)據(jù)，以滿足數(shù)據(jù)入庫和系統(tǒng)搭建的需要，如圖1所示。在這種情形下，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后的一致性檢查在測繪生產(chǎn)過程中具有非常重要的地位，是保證數(shù)據(jù)無損地傳遞至下一環(huán)節(jié)的控制措施。

圖1 基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)、入庫一般流程

2.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換風(fēng)險(xiǎn)

矢量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì)，是按某種矢量格式的要求將坐標(biāo)信息及屬性信息讀取后重新寫入。由于各種矢量模型定義有區(qū)別，對坐標(biāo)的精度要求可能不同，對實(shí)體的描述方式也可能不同等原因，DLG數(shù)據(jù)從一種格式向另一種格式轉(zhuǎn)換是存在風(fēng)險(xiǎn)的，數(shù)據(jù)一致性沒能得到延續(xù)是有潛在可能性的。

本文所指的數(shù)據(jù)一致性，在整體上表現(xiàn)為轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)包含的各類要素的數(shù)量保持一致，在細(xì)節(jié)上表現(xiàn)為轉(zhuǎn)換前后每一個(gè)具體的要素其空間位置和屬性值不發(fā)生改變，即從數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)精度兩方面控制數(shù)據(jù)損失。

(1)數(shù)據(jù)完整性

在不同平臺(tái)下，DLG數(shù)據(jù)的組織方式是不盡相同的。以大連市“十一五”基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)生產(chǎn)項(xiàng)目為例:采用南方CASS軟件作為編圖平臺(tái)，CASS環(huán)境下的數(shù)據(jù)是按要素編碼分層的，依據(jù)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程轉(zhuǎn)換為Geodatabase格式后，變?yōu)榛诘匚镱惖膸缀畏謱?。在這個(gè)過程中，只有保證轉(zhuǎn)換前后各類要素的數(shù)量保持一致，才能保證數(shù)據(jù)的完整性。

(2)數(shù)據(jù)精度

數(shù)據(jù)的完整性從“質(zhì)”的角度確保了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的正確性，數(shù)據(jù)精度則是從“量”的角度衡量數(shù)據(jù)是否無損轉(zhuǎn)換。對于地理信息數(shù)據(jù)，其空間信息和屬性信息同等重要，所以本文從空間精度和屬性精度兩方面來闡述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中可能存在的數(shù)據(jù)精度損失問題。

綜上，考量一個(gè)媒介成功的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)是涵蓋媒介表現(xiàn)領(lǐng)域，從媒介內(nèi)容的相關(guān)性、機(jī)會(huì)及媒介的反應(yīng)度來進(jìn)行衡量，從咪蒙公眾號文章內(nèi)容的相關(guān)性、對當(dāng)前媒介生態(tài)環(huán)境反應(yīng)、了解受眾需求方面來看，該公眾號的營銷是很成功的，以擴(kuò)大受眾覆蓋面、實(shí)現(xiàn)自身經(jīng)濟(jì)利益為主進(jìn)行的一系列內(nèi)容規(guī)劃和媒介管理。

①空間精度損失

通常將矢量數(shù)據(jù)分為點(diǎn)狀、線狀和面狀三類，其中，線狀數(shù)據(jù)是由一系列的點(diǎn)組成，面狀數(shù)據(jù)則是由首尾相連的線構(gòu)成，歸根結(jié)底，矢量數(shù)據(jù)的位置和形態(tài)是由構(gòu)成矢量數(shù)據(jù)自身的點(diǎn)位及其順序決定的。倘若轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)生了變化，如數(shù)據(jù)類型不同導(dǎo)致的坐標(biāo)數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后取位不足，三維信息丟失，或其他原因?qū)е碌淖鴺?biāo)信息錯(cuò)誤，則意味著數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生了空間精度損失。

②屬性精度損失

要素的屬性具有兩方面的含義:一是它是什么，即它劃分為地物的哪一類;第二是實(shí)體的詳細(xì)描述信息。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，應(yīng)檢查各個(gè)層的名稱是否正確，是否有漏層，檢查屬性表中的屬性項(xiàng)類型、長度、順序等是否正確，有無遺漏。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，如果屬性信息發(fā)生了精度損失，即使空間精度沒有損失，對數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響也是非常大的。

3 檢查數(shù)據(jù)建庫前后一致性的方法

以大連市“十一五”基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)建庫為例，首先是在南方CASS下將DWG編圖成果轉(zhuǎn)換為Personal Geodatabase格式，再轉(zhuǎn)交超圖，超圖將其轉(zhuǎn)換成SHAPE文件再進(jìn)行入庫處理，如圖2所示。

圖2 大連市“十一五”基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)建庫流程圖

可見，數(shù)據(jù)經(jīng)歷了3次轉(zhuǎn)換、4種格式才最終入庫，每一次數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換在理論上都存在風(fēng)險(xiǎn)，但如果對每次轉(zhuǎn)換前后的數(shù)據(jù)都進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性檢查，工作量會(huì)非常大，在實(shí)際中很難開展，所以最終確定的方案是:對比最初始的DWG數(shù)據(jù)和最終的Oracle數(shù)據(jù)庫，如果這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)能夠保持一致，則可以認(rèn)為中間成果數(shù)據(jù)不存在一致性方面的問題。

3.1 基本思想

檢查數(shù)據(jù)一致性的基本思想:引入GlobalID屬性，附加給每一個(gè)要素，即為每個(gè)要素進(jìn)行編碼，以此作為該要素的全局唯一標(biāo)識(shí)，即使是不同的數(shù)據(jù)格式，也能通過GlobalID進(jìn)行要素級別的匹配。以此為關(guān)聯(lián)紐帶，對最初始的編圖成果數(shù)據(jù)和最終的數(shù)據(jù)庫逐圖幅、逐要素進(jìn)行對比，分別檢查數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)精度。

GlobalID的編碼規(guī)則，采用“圖幅號_類型代碼_系統(tǒng)序號”的三段組合，其中，圖幅號采用《大連市基礎(chǔ)測繪技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定的圖幅編號規(guī)則;類型代碼標(biāo)識(shí)要素的幾何類型，1表示點(diǎn)，2表示線，3表示面，4表示文字注記，5表示輔助線;系統(tǒng)序號是給每幅數(shù)據(jù)附加GlobalID屬性時(shí)為每個(gè)要素自動(dòng)生成的順序號，定義為8位長度。例如“dlgl31301044_2_00000001”，采用此種編碼方式能夠保證任意要素的GlobalID全局唯一。

數(shù)據(jù)完整性方面，基于GlobalID，主要把握兩方面內(nèi)容:其一是檢查轉(zhuǎn)換后各要素是否歸于正確的圖層或類中，其二是檢查轉(zhuǎn)換前后各類要素的數(shù)量是否保持一致。

(2)檢查數(shù)據(jù)精度

①空間精度

檢查一個(gè)要素在轉(zhuǎn)換后是否發(fā)生空間精度損失，可以以GlobalID為關(guān)聯(lián)條件，通過對比相關(guān)的幾何信息來判斷:對于點(diǎn)狀數(shù)據(jù)，以點(diǎn)坐標(biāo)信息為參照;對于線狀數(shù)據(jù)，以其長度信息和外接矩形的中心點(diǎn)坐標(biāo)信息同時(shí)作為參照;對于面狀數(shù)據(jù)，以其面積信息和外接矩形的中心點(diǎn)坐標(biāo)信息同時(shí)作為參照。

②屬性精度

以GlobalID為關(guān)聯(lián)條件，檢查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后，各要素的屬性項(xiàng)類型、長度、順序、內(nèi)容等是否一致，有無遺漏。

3.2 實(shí)施辦法

(1)完善已有的檢查工具

在現(xiàn)有的檢查軟件進(jìn)行改進(jìn)、完善，增加部分功能:如附GlobalID字段屬性、生成匯總統(tǒng)計(jì)表等;強(qiáng)化部分功能:如數(shù)據(jù)完整性檢查、屬性精度檢查等?？紤]到應(yīng)充分利用已有檢查工具，且已有檢查工具支持方案定制功能，故將數(shù)據(jù)完整性檢查和屬性精度檢查功能置于已有檢查工具中實(shí)現(xiàn)。

(2)開發(fā)專項(xiàng)檢查工具

針對空間精度檢查，采用了由南方CASS開發(fā)專項(xiàng)檢查工具的辦法。輸入“ADD_GLOBALID”、“WRITE_GLOBALID_MDB”命令分別表示給數(shù)據(jù)附加GlobalID屬性、將編圖成果數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)輸出至Access數(shù)據(jù)庫中，匯總統(tǒng)計(jì)內(nèi)容如表1所示。

編圖成果檢查匯總統(tǒng)計(jì)表 表1

表2 數(shù)據(jù)庫成果檢查匯總統(tǒng)計(jì)表

圖3 數(shù)據(jù)庫匯總統(tǒng)計(jì)工具

數(shù)據(jù)庫匯總統(tǒng)計(jì)工具是在數(shù)據(jù)入庫后讀取數(shù)據(jù)庫中內(nèi)容，并將其匯總統(tǒng)計(jì)結(jié)果輸出至另一個(gè)Access數(shù)據(jù)庫中，如圖3和表2所示。

圖4 對比檢查工具

數(shù)據(jù)對比檢查工具，如圖4所示，是按照前面闡述的數(shù)據(jù)一致性檢查思想，利用要素GlobalID的一一對應(yīng)關(guān)系，將編圖成果匯總統(tǒng)計(jì)結(jié)果和數(shù)據(jù)庫匯總統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對比，在一個(gè)新的Access數(shù)據(jù)庫中羅列出建庫前后不一致的要素，并記錄了所在圖幅、GlobalID和錯(cuò)誤內(nèi)容信息，如表3所示。數(shù)據(jù)檢查人員在分析過檢查結(jié)果后，如果屬于軟件問題，則進(jìn)行系統(tǒng)整改;如果屬于生產(chǎn)作業(yè)問題，則將檢查結(jié)果反饋給數(shù)據(jù)生產(chǎn)作業(yè)人員，通過錯(cuò)誤信息能夠快速地進(jìn)行定位及改正。

數(shù)據(jù)對比檢查結(jié)果 表3

4 結(jié)語

本文以大連市基礎(chǔ)測繪為實(shí)例，闡述了數(shù)據(jù)一致性檢查在基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)建庫過程中的必要性，從數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)精度兩方面說明了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的風(fēng)險(xiǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于GlobalID的數(shù)據(jù)一致性檢查方法，用以檢查數(shù)據(jù)建庫前后一致性，經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，該方法不僅使數(shù)據(jù)的完整性、空間精度和屬性精度在數(shù)據(jù)建庫過程中得到了有效的監(jiān)控，還能檢查出一些不易發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，如弧線的誤用、輔助島面構(gòu)造錯(cuò)誤等，有益于基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)成果質(zhì)量的提高。

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