長沙供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和初始建庫

張建國　鄭旭東

摘 要：本文以長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的初始建庫為例，探討供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的各種方法。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；供水；管網(wǎng)；建庫；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)質(zhì)量

1 前 言

在地理信息系統(tǒng)（GIS）的幾個主要因素中，數(shù)據(jù)是一個極其重要的因素。GIS數(shù)據(jù)來源的多樣性是GIS數(shù)據(jù)的一大特點，不同的數(shù)據(jù)源在存儲介質(zhì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面都有不同。要把多源的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一個GIS系統(tǒng)中，必然會存在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的問題。不同的數(shù)據(jù)來源有不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，為了保證最終數(shù)據(jù)成果的完整性和正確性，我們應該選擇合理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法和有效的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法。下面以長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的初始建庫為例，探討管網(wǎng)信息系統(tǒng)建庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與質(zhì)量檢查的過程和方法。

2 GIS數(shù)據(jù)的來源和數(shù)據(jù)標準

2.1 數(shù)據(jù)來源

GIS數(shù)據(jù)的來源有多種多樣，比較普遍的幾種數(shù)據(jù)源有地形圖數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、地面測量數(shù)據(jù)、業(yè)務管理數(shù)據(jù)、文字報告和其他格式的GIS數(shù)據(jù)等。

在長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的初始建庫中，數(shù)據(jù)的來源主要是其他GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)和管網(wǎng)數(shù)據(jù)，格式是ArcGis的Shape文件。

2.2 數(shù)據(jù)標準

在GIS系統(tǒng)中必須有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準。長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)采用中地公司的MapGis K9平臺，坐標系統(tǒng)采用長沙市獨立坐標系，比例尺采用1：500，分類編碼和屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)參考《基礎(chǔ)地理信息分類與代碼》（GB13923-2006）、《基礎(chǔ)地理信息分類與代碼》（GB13923-2006）、《城市地理空間框架數(shù)據(jù)標準》（CJJ103-2004）等標準。

在進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過程中，應采用有效合理的方法把原數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)要求的格式。

3 地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法

項目組針對長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的地形圖數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，開發(fā)了專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具，直接從Shape格式轉(zhuǎn)換到Mapgis格式，減少中間環(huán)節(jié)，最大程度地避免信息丟失，還能實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)分層和屬性轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換更有效率，還能更好地保證數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量。

3.2 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)

Shape文件格式包含地物的空間位置和屬性信息。經(jīng)過分析，原始Shape文件的屬性字段包含地物編碼、名稱、高程等地物屬性，以地物編碼為關(guān)鍵字段編制地物分層對照表、符號對照表、線型對照表、圖案對照表和字形對照表。地物分層對照表中按照設(shè)計書的規(guī)定進行分層，地物的要素代碼參照《基礎(chǔ)地理信息分類與代碼》，其他四個對照表根據(jù)《1：500 1：1000 1：2000地形圖圖式》和Mapgis系統(tǒng)庫來編制。

地形圖數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換通過檢索對照表的方式實現(xiàn)。首先由地物編碼屬性確定地物類型和地物所屬圖層并在相應圖層創(chuàng)建圖形，然后搜索各對照表得到圖形的渲染參數(shù)對圖形進行符號渲染，最后轉(zhuǎn)移地物的其他屬性到相應的字段。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具使用開放源代碼的ShapeLib和Mapgis，SDK二次開發(fā)包采用VC7.0編程語言開發(fā)完成。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程如圖 1。

3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

數(shù)據(jù)質(zhì)量是指空間數(shù)據(jù)在表達空間位置、專題特征以及時間特征這三個基本要素時，所能夠達到的準確性、一致性、完整性，以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度。通常包括的數(shù)據(jù)質(zhì)量指標有：定位精度、屬性精度、邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性、時間性等。

由于長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)初始建庫使用的數(shù)據(jù)為已有的GIS數(shù)據(jù)，對地形圖數(shù)據(jù)的空間精度及屬性精度不作系統(tǒng)檢查，只在圖面上進行人工檢查（如圖形缺失、圖形區(qū)域重疊、道路名稱錯誤等）。地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查主要檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換精度和邏輯一致性。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換精度主要檢查轉(zhuǎn)換前后圖形實體的數(shù)量是否相等、轉(zhuǎn)換過程中是否有無法解析的圖形實體。通過檢查，采用自主開發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率達到100%。

4 管網(wǎng)數(shù)據(jù)建網(wǎng)

管網(wǎng)數(shù)據(jù)文件也是Shape格式，包含管點文件和管段文件，管段屬性中包含了對起管點、終管點的引用，管點屬性表和管段屬性表就具有完整的管網(wǎng)連接關(guān)系；在管點屬性中添加管點X坐標和Y坐標，管點和管段就具有空間位置信息。以上兩點可以保證用管點屬性表和管段屬性表可以重構(gòu)完整的管網(wǎng)。

長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)中可以通過兩種方式建網(wǎng)：1）通過CAD圖形建網(wǎng)；2）通過點線表建網(wǎng)。第一種方式可以把Shape文件轉(zhuǎn)換為Dxf文件建網(wǎng)，但是這種方式不便處理屬性。從前面的分析可以看出本項目適合用點線表建網(wǎng)，把Shape格式的管點屬性表和管段屬性表輸出為逗號分隔的CSV文件，并把字段名稱改為系統(tǒng)規(guī)定的中文名稱，即可以滿足系統(tǒng)建網(wǎng)的要求。

在建網(wǎng)前必須保證管點管段屬性表中數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)拓撲、點線關(guān)系的正確性，在輸出管點管段屬性表前對Shape文件進行必要的檢查和數(shù)據(jù)補充。數(shù)據(jù)補充主要有兩方面：1）在入戶管段和預留管段的終點位置添加方向管點；2）在其他管段缺失管點的起終點處添加臨時管點，在添加管點的同時完善管點管段的連接關(guān)系。由于數(shù)據(jù)量比較大，項目組利用ArcGis的ArcObject編制檢查工具自動檢查處理管點、管段Shape文件中的錯誤。管點、管段數(shù)據(jù)檢查處理流程如圖 2。

管點、管線文件經(jīng)過以上檢查處理流程以后，在管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)中建網(wǎng)時就不會出現(xiàn)錯誤，才能保證建成的供水網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系正確。

5 結(jié)束語

長沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)初始建庫的數(shù)據(jù)源比較單一，沒有復雜的數(shù)據(jù)獲取過程，但是在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方面來說，這是一個比較典型的應用，采取的方法也是比較先進、快捷的方法；在數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方面即包括了通用的檢查方法，也具有其獨創(chuàng)的數(shù)據(jù)檢查過程，是一個值得借鑒的項目。

在系統(tǒng)以后的更新維護過程中會逐漸增加不同類型的數(shù)據(jù)源，如更新基礎(chǔ)地形圖的影像數(shù)據(jù)、更新管網(wǎng)數(shù)據(jù)的物探數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)等，這些都具有不同的數(shù)據(jù)獲取和更新方法。多源數(shù)據(jù)的獲取和更新是我們以后需要學習和探討的問題，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)共享也是地理信息系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件的發(fā)展方向。

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