1：500地形圖入庫前數(shù)據(jù)整理流程

郭興平 彭靖

摘要：本文針對1：500地形圖建立數(shù)據(jù)庫前數(shù)據(jù)整理工作流程進行介紹。外業(yè)數(shù)據(jù)采集即修測補測工作完成后，按照空間數(shù)據(jù)建庫標準的要求，對1：500 數(shù)字化地形圖數(shù)據(jù)進行核查及處理，經(jīng)數(shù)據(jù)構(gòu)面、屬性錄入、建立拓撲關(guān)系、數(shù)據(jù)投影變換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等工序，整理地形圖數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵字：數(shù)據(jù)構(gòu)面；屬性錄入；建立拓撲關(guān)系；數(shù)據(jù)投影變換；數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)

城市和工程建設(shè)一般需要大比例尺地形圖，其中比例尺為1：500和1：1000的地形圖一般用平板儀、經(jīng)緯儀或全站儀等測繪 。大比例尺城市地形圖數(shù)據(jù)是城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一，是數(shù)字城市的重要組成部分。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市建設(shè)的加快，大比例尺城市地形圖在城市規(guī)劃和管理中的作用越來越重要。因此，針對數(shù)據(jù)的特點和應(yīng)用需求，如何高效快速地組織與管理這些數(shù)據(jù)是一個值得關(guān)注與研究的問題。

大比例尺城市地形圖對客觀世界的抽象概括程度低，表達細化，結(jié)構(gòu)零散，數(shù)據(jù)量大，一般以圖幅為單位進行管理，由于數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理等方面的原因，跨圖幅的空間目標往往被分割成不同子目標。

大比例尺地圖數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵問題，在上世紀70年代以來歷經(jīng)了兩個發(fā)展階段：文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。大比例尺地形數(shù)據(jù)管理只能使用在文件系統(tǒng)水平上。有序列文件、直接存取文件、關(guān)鍵字存取文件等幾個文件類型。系統(tǒng)文件有著較多的弱點，只有幾個應(yīng)用程序存在于數(shù)據(jù)文件中，其中管理功能存在弱點，空間浪費較多，同時文件也不容易擴充，修改起來較非時間。計算機硬件提供了大容量的直接存取設(shè)備磁盤，隨著計算機軟件系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)庫，與此同時大比例尺地形的管理數(shù)據(jù)也跟著進入了數(shù)據(jù)庫階段。

復(fù)雜的模型數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)構(gòu)造的組織存儲和管理是大比例尺地形數(shù)據(jù)管理的基本管理特點。數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)只能按照規(guī)定的數(shù)據(jù)進行組織、存儲、管理，只有這樣才能確保共享數(shù)據(jù)的完整性得到合理的發(fā)揮，用戶才能夠直接與數(shù)據(jù)打交道。

大比例尺地形數(shù)據(jù)是管理數(shù)據(jù)類型的主要方式，其中空間位置數(shù)據(jù)、專題屬性數(shù)據(jù)是是各種制圖要素的兩大類型。空間位置數(shù)據(jù)可以歸納為點、線、面。線是基本，點是線的坐標點，面是由線圍成的。三者之間可以概括為弧段節(jié)點模型。二維表中點的特征主要包括點序號和用戶識別號，以及它們所對應(yīng)的專題屬性數(shù)據(jù)項；二維表中線的特征主要包括線序號、用戶識別號、起始節(jié)點號和終止節(jié)點號。專題屬性對應(yīng)的數(shù)據(jù)項是線的長度；面的特征是二維表中的主要特征，包括多邊形序號、用戶識別號、周長、面積以及各自對應(yīng)的專題屬性數(shù)據(jù)項。

建立拓撲關(guān)系、數(shù)據(jù)投影變換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等工序，整理地形圖的步驟大體有以下幾步：

1、 首先地圖數(shù)據(jù)庫、圖形特征層、分區(qū)和命名、文件索引結(jié)構(gòu)是確定地圖數(shù)據(jù)庫的要素層，其次要建立控制點文件，數(shù)據(jù)庫的基本框架形成是必不可少的。

2、 描述數(shù)據(jù)的信息、圖形特征需要一個與之相對應(yīng)的數(shù)據(jù)字典，編寫數(shù)據(jù)字典規(guī)定出了圖形特征層的詳細屬性。

3、 在確定的系統(tǒng)規(guī)模和數(shù)據(jù)量估算基礎(chǔ)上必須依靠機助地圖制圖系統(tǒng)的支持，地圖數(shù)據(jù)庫才能合理地得以利用。，系統(tǒng)硬件和配套軟件才能合理的建立和實施。

4、 建庫范圍和使用目標的確立、查詢的方式以及數(shù)據(jù)庫大致規(guī)模的完成期限。

5、 廣泛的資料源調(diào)查，編制目標資料的評價表，確定基本地圖，估算數(shù)據(jù)量，最后登記造冊。

6、 凈化數(shù)字文件，按照確定的數(shù)據(jù)庫框架插入規(guī)定的位置。

7、 資料編輯加工。

8、聯(lián)機編輯和脫機編輯兩種方式反復(fù)檢查同時采用、修改，產(chǎn)生凈化的數(shù)字文件，從而實現(xiàn)圖形數(shù)字的轉(zhuǎn)換，做好插入數(shù)據(jù)庫前的準備工作。

9、 定位查詢、定性查詢和邏輯查詢是地圖數(shù)據(jù)庫提供的各種查詢方式和顯示方式，要及時地更新數(shù)據(jù)庫，以確保數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的時效性和可靠性。

10、 對數(shù)據(jù)庫進行實際測量和評價還應(yīng)該返回核對原始資料，再重新組織入庫，進而確保數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量。

如何對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理？

（1）刪除偽結(jié)點：刪除圖面上偽結(jié)點；

（2）刪除復(fù)合線多余點：刪除圖面中復(fù)合線上的多余點；

（3）刪除重復(fù)實體：刪除完全重復(fù)的實體。

構(gòu)面數(shù)據(jù)需要對要素進行構(gòu)面。要素構(gòu)面核查通過后，表達為多邊形的基本類型。以下是cass軟件的構(gòu)面功能介紹：

①手動跟蹤：構(gòu)面將連續(xù)不斷的復(fù)合線連接起來構(gòu)成一個面，像花壇、道路邊線、房屋的邊線等等這些斷開的線，可以經(jīng)過手動構(gòu)面，將它們圍成的領(lǐng)域構(gòu)造出來；

②搜索封閉：自主搜索某一圖層上重復(fù)圍成的領(lǐng)域，并自動生成房界面。

③要素構(gòu)面完成后，運行“封閉檢查”功能。該功能的面狀地物封閉檢查是入庫前所必須進行的步驟。

大比例尺數(shù)據(jù)管理需要建立拓撲關(guān)系，建立拓撲關(guān)系的具體方法如下：

①數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入arcgis系統(tǒng)由于后期將對cass軟件成果數(shù)據(jù)新建拓撲關(guān)系和檢查拓撲關(guān)系，因此建立arcgis geodatabase數(shù)據(jù)庫，將cass軟件成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入至arcgis geodatabase數(shù)據(jù)庫。

②應(yīng)用cass軟件的shp文件接口輸出shp格式，將cass軟件的成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為shp格式的點、線、面簡單要素類型數(shù)據(jù)，再將shp格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入arcgis geodatabase數(shù)據(jù)庫中。

③cass軟件成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入arcgis數(shù)據(jù)庫后，按《城市地理空間框架數(shù)據(jù)標準 （cjj 103-2004）》要素類型定義重組分類。

④由于arcgis數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)有較高的要求，如圖形實體放錯圖層、代碼值錯誤、面狀地物不封閉即有懸掛點、偽節(jié)點等錯誤均不能轉(zhuǎn)入arcgis系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。因此，還需要進行arcgis拓撲關(guān)系檢查。

拓撲關(guān)系檢查拓撲是 gis 在數(shù)據(jù)管理和完整性方面的關(guān)鍵要求。通常，拓撲數(shù)據(jù)模型通過將空間對象（點、線和面要素）表示為拓撲原始數(shù)據(jù)（節(jié)點、面和邊）的基礎(chǔ)圖表來管理空間關(guān)系。這些原始數(shù)據(jù)（連同它們彼此之間及其所表示的要素邊界之間的關(guān)系）通過在拓撲元素的平面圖表中表示要素幾何進行定義。拓撲用于確?？臻g關(guān)系的數(shù)據(jù)質(zhì)量并幫助進行數(shù)據(jù)編譯。

創(chuàng)建拓撲規(guī)則后，進行拓撲檢查，在容限內(nèi)進行修改調(diào)整數(shù)據(jù)。利用ArcCatalog中所提供的規(guī)則，建立好拓撲關(guān)系后，就可以在ArcCatalog軟件中打開拓撲規(guī)則，根據(jù)提示進行修改錯誤。ArcCatalog軟件拓撲檢查功能有對線拓撲（刪除重復(fù)線、相交線斷點等）、線拓撲生成面、共享編輯、拓撲錯誤顯示、創(chuàng)建合理的拓撲規(guī)則，進行拓撲錯誤的重新驗證，刷新錯誤記錄。

數(shù)據(jù)格式和投影轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換由于采用Geodatabase作為后期地理信息數(shù)據(jù)處理的平臺，因此最終成果的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換非常方便，將Geodatabase數(shù)據(jù)庫中的要素數(shù)據(jù)按feature Geodatabase 或 feature class導(dǎo)出為shp格式文件，即完成最終成果數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)化。

導(dǎo)致坐標縮放倍數(shù)的原因可能是投影參數(shù)中單位的變換，舉例來說如果當前投影參數(shù)為毫米，則目標投影參數(shù)為米，那么坐標會自動縮小5000倍，如果目標投影參數(shù)比例尺為1：5000，會是相同的效果。 如果地理坐標不是直接轉(zhuǎn)成，也可以進行“輸入編輯----整圖變換----其它”的功能。

如果在MapGIS的主界面選擇菜單項，進入文件界面轉(zhuǎn)換，再進行“圖形處理”→“文件轉(zhuǎn)換”，然后在主菜單中選擇“文件”，這時候就可以選擇要裝入的文件類型〔點數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)、面數(shù)據(jù)），最后在裝入完文件之后，選擇菜單“輸出”，并根據(jù)所裝入的文件類型提示選擇輸出點的數(shù)據(jù)，線的數(shù)據(jù)或者面的數(shù)據(jù)進行E00格式。

轉(zhuǎn)換某種坐標信息數(shù)據(jù)源向另一坐標系統(tǒng)進行的投影方法，并進行修改源數(shù)據(jù)中的x值和y值。具有空間參考價值的創(chuàng)構(gòu)時，對空間的參考定義做了詳細的分析。那么該數(shù)據(jù)集的地理坐標系統(tǒng)或投影坐標系統(tǒng)便沒有了坐標系統(tǒng)的詳細地理數(shù)據(jù)， 在生產(chǎn)應(yīng)用的過程中就是沒有一點可利用的意義了，只不過對數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)庫過程中可能會造成坐標系統(tǒng)信息的丟失，也可能會在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容時忽略了坐標系統(tǒng)的定義。故而需要對沒有坐標系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)集進行坐標系統(tǒng)定義，在不改變當前數(shù)據(jù)集中x值 y值的特征的情況下，對該數(shù)據(jù)集進行指定坐標系統(tǒng)信息。

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