數(shù)據(jù)處理方面應(yīng)用程序的開發(fā)與應(yīng)用

□ 袁紅 張文朗

（國家測繪地理信息局第四地形測量隊，黑龍江哈爾濱150025）

引言

地理國情監(jiān)測項目，產(chǎn)品成果數(shù)據(jù)較以前測繪項目種類較多，主要是數(shù)據(jù)庫格式的。過程生產(chǎn)根據(jù)工藝的要求，需要按分幅或在單景正射影像鑲嵌線范圍內(nèi)來制作生產(chǎn)，最終成果數(shù)據(jù)以行政單元匯總提交，這就帶來了成果數(shù)據(jù)庫的拼合、裁切、數(shù)據(jù)庫格式的來回轉(zhuǎn)換。處理這些類似的問題一般的操作是將原始數(shù)據(jù)的每一個層的要素通過ArcMap加載，利用ArcToolBoxd工具在編輯狀態(tài)下進(jìn)行要素的復(fù)制與粘貼、裁切，包括數(shù)據(jù)庫格式的轉(zhuǎn)換也是逐層完成的。地理國情監(jiān)測項目每一個成果數(shù)據(jù)庫都有幾十個層，通過手工操作實現(xiàn)，帶來很大的工作量，且容易出現(xiàn)漏錯。然而通過計算機(jī)語言，開發(fā)應(yīng)用程序，可以將這些一系列機(jī)械性的重復(fù)工作，以托管的方式，交給計算機(jī)處理，既省時、又省力，提高準(zhǔn)確度。因此需要探討與研究在數(shù)據(jù)庫處理方面應(yīng)用程序的開發(fā)與應(yīng)用。

1.程序設(shè)計

1.1 需求分析

為了全面掌握我國地理國情現(xiàn)狀，滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的需要，提高測繪地理信息服務(wù)保障能力，更好地服務(wù)于我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作，國務(wù)院下發(fā)通知，決定開展地理國情監(jiān)測項目。該項目綜合運用多種現(xiàn)代高新技術(shù)，包括衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GNSS）、航空航天遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）。主要成果數(shù)據(jù)，包括國情要素數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)都是在高分正射遙感影像上采集的，成果數(shù)據(jù)多且主要是數(shù)據(jù)庫形式，整個生產(chǎn)過程都需要借助計算機(jī)來完成。計算機(jī)軟件利用的程度決定著生產(chǎn)的進(jìn)度，因此迫切需要開發(fā)出一些應(yīng)用程序，對一些重復(fù)性的、繁瑣的、有規(guī)律可循的人工操作讓計算機(jī)來自動來完成。比如開發(fā)衛(wèi)星遙感影像自動解譯軟件可以快速完成地表覆蓋分類；開發(fā)一些質(zhì)量監(jiān)督檢查軟件，可有效的控制產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 可行性分析

對于一些數(shù)據(jù)重復(fù)、批量處理的工序，純手工操作，無疑是一個技術(shù)含量低、耗時量大的任務(wù)，當(dāng)我們能利用一些其他手段，能快速、準(zhǔn)確的解決問題，毫無疑問在質(zhì)和量上都能提高一定的高度，減少一些不必要的重復(fù)工作量。

在地理國情監(jiān)測項目中，由于遙感影像需要二次糾正，我們需要將按圖幅號劃分的數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一進(jìn)行合并，并將其按鑲嵌線的面元裁成對應(yīng)景號的各個子庫。當(dāng)我們需將大批量的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并時，通常需要逐一將每一個子庫的對應(yīng)層進(jìn)行合并，一般情況下，我們可以通過ArcMap的追加工具，或者通過加載數(shù)據(jù)逐一層的復(fù)制粘貼數(shù)據(jù)，這樣必然使得工作繁瑣、工作量大。

按景號裁庫主要是將合并的大庫，按每一個鑲嵌線面元的范圍裁成對應(yīng)的小庫，一般情況下，我們需要按照景號建立對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并將該景號范圍的要素裁剪到對應(yīng)的要素層。針對影像二次糾正的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，若以手工方式操作，投入較大，而且容易出錯。涉及到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化，在各個工序生產(chǎn)過程中，由于軟件的不兼容性，對讀取的數(shù)據(jù)格式有限制，經(jīng)常需要對MDB格式的數(shù)據(jù)庫和GDB格式的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對于大的行政單元，要實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的互換，通過程序設(shè)計達(dá)到批量處理既快速又準(zhǔn)確。

1.3 程序開發(fā)環(huán)境

程序主要是以VS2010為平臺，VB.NET為基本編程語言，C#為輔助編程語言?；贏rcObject的二次開發(fā)，對以開發(fā)語言的選擇，正常C#最優(yōu)，但由于初學(xué)C#，主語言主要以VB.NET為主。

2.代碼設(shè)計

通過分析問題，找出解決問題的辦法，設(shè)計程序算法。在保證質(zhì)量的前提下，尋找合適的解決方法，并在一定的程度上進(jìn)行代碼優(yōu)化，提高程序的穩(wěn)定性，以及程序的運行速率。

批量合庫程序的設(shè)計，主要是在VB.NET+AO環(huán)境下設(shè)計。由于合并的數(shù)據(jù)庫數(shù)量多，為了保證合并過程中要素類中不丟要素，以及要素不丟屬性信息，設(shè)計思路主要是將文件夾下的所有數(shù)據(jù)庫往排序第一的數(shù)據(jù)庫中，以要素重構(gòu)的方式合并到第一個庫中；為了提高程序運行的速率，以遍歷第一個庫下的要素類的方式，將其他庫中同名的要素類中的要素在第一個庫中的要素類中重構(gòu)。

要素重構(gòu)的主要代碼如下：

WhileNotpFeatCopyIsNothing

DimpFeatZTAsIFeature=pFeatureClass.

CreateFeature

pFeatZT.Shape=pFeatCopy.Shape

Forj=0TopFeatZT.Fields.FieldCount-1

DimpFieldNAsString=pFeatZT.Fields.

Field（j）.AliasName

IfpFieldN<>“OBJECTID”AndpFieldN<>

“SHAPE”AndpFieldN<>“SHAPE_Length”

AndpFieldN<>“SHAPE_Area”Then

Fork=0TopFeatCopy.Fields.FieldCount-1

DimpFCNAsString=pFeatCopy.Fields.

Field（k）.AliasName

IfpFCN=pFieldNThen

pFeatZT.Value（j）=pFeatCopy.Value（k）

ExitFor

EndIf

Next

EndIf

按景號裁庫程序設(shè)計的思路是通過遍歷所使用的鑲嵌線圖層中的要素，根據(jù)該要素的景號字段值，建立裁切后的子庫，然后將要素復(fù)制到裁切后子庫中的CQ層，調(diào)用C#編譯的ClipDo.dll的裁切函數(shù)，以CQ為裁切范圍，將大庫每一層要素裁切到子庫中，最后刪除子庫中的CQ層。

Dim pXKY AsString=System.Windows.Forms.Application.StartupPath+“”&pDH&“.gdb”

DimpNameAsString

DimpXKAsString=“”

Fori=0TopFeature.Fields.FieldCount-1

IfpFeature.Fields.Field（i）.AliasName=“景號”Then

pName=pFeature.Value（i）

pXK=pPathXk+“”&pName&“.gdb”

DimpChFoldAsFileSystemObject=New FileSystemObject

IfpChFold.FolderExists（pXK）=TrueThen

pChFold.DeleteFolder（pXK）

EndIf

DimpFileOAsFileSystemObject=New FileSystemObject

DimpSfoAsScripting.Folder=pFileO.GetFolder（pXKY）

DimpSflAsScripting.File

ForEachpSflInpSfo.Files

DimpOldAsString=pXKY+“”&pSfl.Name

DimpNewAsString=pXK+“”&pSfl.Name

My.Computer.FileSystem.CopyFile（pOld，pNew，F(xiàn)ileIO.UIOption.AllDialogs，F(xiàn)ileIO.UICancelOption.DoNothing）

裁庫主要通過調(diào)用C#編寫的ClipDO.Dll。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的設(shè)計思路是將需轉(zhuǎn)格式數(shù)據(jù)庫的要素在另一種格式的數(shù)據(jù)庫中以重構(gòu)的方式轉(zhuǎn)換，通過數(shù)據(jù)屬性一一對應(yīng)寫入要素屬性表，避免了由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致的丟屬性的現(xiàn)象。

3.程序?qū)崿F(xiàn)

在VS2010平臺下，運用內(nèi)置打包發(fā)布工具，把設(shè)計的代碼生成可安裝的窗體交互式應(yīng)用程序，這種二次開發(fā)的應(yīng)用程序優(yōu)點在于提高程序的可讀性、可移植性和可維護(hù)性。操作界面簡單，運行時點擊窗口命令按鈕即可，使得程序簡單易操作；在合庫程序界面，只需按照提示信息選擇需要合并的庫所在的文件夾，然后點擊運行即可；在按景號裁庫的程序界面，根據(jù)命令按鈕提示信息，選擇要裁切的大庫、鑲嵌線文件、中央經(jīng)線、以及放子庫的文件夾即可；在GDB轉(zhuǎn)MDB格式的數(shù)據(jù)庫相互轉(zhuǎn)換的程序中，只需將要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)庫放入對應(yīng)的文件夾中，然后分別選擇需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)庫所在的文件夾和放入轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)庫的文件夾。

4.程序測試

硬件方面，當(dāng)前市場上常用的計算機(jī)硬件配置都能滿足所需要的運行環(huán)境；系統(tǒng)方面，對于XP以上的操作系統(tǒng)都可以運行。較高的計算機(jī)配置，程序運行速度相對較快，對于面積較大的行政單元數(shù)據(jù)庫不用分批次操作，一次性可讀取，完成對成果數(shù)據(jù)庫的合并、裁切、數(shù)據(jù)庫格式的轉(zhuǎn)換。在DELL系列，7010型配置的計算機(jī)上批量合庫程序可一次性讀取300個文件（以5萬圖幅為單位），能正常運行，30分鐘執(zhí)行完畢。裁庫程序可對一個行政單元的數(shù)據(jù)庫一次性裁切出400個子庫，需要運行近2個小時。對于不同格式的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理起來較快，一般一個行政單元的數(shù)據(jù)庫（按圖幅計算）幾分鐘就運行完畢。

5.程序的應(yīng)用

按照工序的要求，前期國情數(shù)據(jù)采集和地表覆蓋分類都是在初糾正的影像上進(jìn)行的，外業(yè)獲取像控點成果后，對遙感影像進(jìn)行了二次糾正。這就需要對前期生產(chǎn)的矢量數(shù)據(jù)套合正射攝影進(jìn)行二次糾正。這就需要利用合庫程序先把子數(shù)據(jù)庫（一般一幅5萬圖為一個數(shù)據(jù)庫）拼合到一起，利用裁庫程序以遙感影像鑲嵌線為范圍創(chuàng)建一個面元，按其景號字段值建立數(shù)據(jù)庫，然后利用面元范圍裁切大庫。在成果提交時，是按行政單元，也可以利用合庫程序把所有子庫合并成一個數(shù)據(jù)庫。包括中間數(shù)據(jù)庫格式的反復(fù)轉(zhuǎn)換都可以使用轉(zhuǎn)換程序來實現(xiàn)。目前，新開發(fā)的這幾個程序，在新疆測區(qū)、內(nèi)蒙測區(qū)、西藏測區(qū)已經(jīng)推廣使用。經(jīng)過實踐證明，和人工操作對比，大大節(jié)省時間，提高數(shù)十倍的效率。

6.結(jié)束語

基于ArcObject開發(fā)的批量合庫、裁庫、數(shù)據(jù)庫格式轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序在幾個測區(qū)中的應(yīng)用，既省時又省力，準(zhǔn)確無誤地完成了對3個測區(qū)海量數(shù)據(jù)的處理。在生產(chǎn)過程中針對某些問題，尤其在后期質(zhì)量控制檢查方面，要多開發(fā)應(yīng)用程序，能夠提高工作效率，解決時間緊、任務(wù)重的問題。地理國情監(jiān)測項目的成果數(shù)據(jù)較多，且都是數(shù)據(jù)庫形式的，因此多開發(fā)一些數(shù)據(jù)庫方面的應(yīng)用程序尤為重要。

【1】地理信息系統(tǒng)開發(fā)—ArcObjects方法[M].武漢大學(xué)出版.

【2】GIS程序設(shè)計.基于ArcEngine的C#開發(fā)實例.浙江大學(xué)出版社.

【3】基于遙感與GIS的城市總體規(guī)劃信息工程[J].測繪學(xué)報.

【4】地理信息系統(tǒng)理論與應(yīng)用叢書.ArcGIS開發(fā)寶典.科學(xué)出版社.

【5】張富強(qiáng).GIS中多維點數(shù)據(jù)的誤差區(qū)間分析法研究[J].測繪與空間地理信息，2010，33（2）：65-68.