大比例尺DLG數(shù)據(jù)整合及建庫(kù)方法探討

王玲燕

（江西省測(cè)繪應(yīng)急保障服務(wù)中心 江西南昌 330209）

1 引言

數(shù)字城市是綜合利用地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)體系。數(shù)字城市不僅可以提高城市的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，而且可以提高城市居民的生活質(zhì)量，提高城市的智能化水平［1］。為全面推進(jìn)數(shù)字中國(guó)地理空間框架建設(shè)，形成信息化測(cè)繪技術(shù)體系，國(guó)家測(cè)繪地理信息局從2006年以來(lái)，有311個(gè)地級(jí)市數(shù)字城市啟動(dòng)，其中158個(gè)數(shù)字城市已建成。我們知道，大比例尺基礎(chǔ)地形圖能夠滿足城市各種專(zhuān)題地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的需要，對(duì)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和現(xiàn)勢(shì)性要求也越來(lái)越高。因此，本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目情況就大比例尺DLG數(shù)據(jù)整合及入庫(kù)技術(shù)與方法進(jìn)行了闡述和探討。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與入庫(kù)前后數(shù)據(jù)對(duì)比分析

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)“數(shù)字萬(wàn)安”項(xiàng)目的實(shí)際情況，已有的數(shù)據(jù)是1:500大比例尺CAD基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是從不同年代收集得來(lái)，導(dǎo)致同一數(shù)據(jù)實(shí)體存在表達(dá)方式不一致，數(shù)據(jù)質(zhì)量不統(tǒng)一等問(wèn)題。在進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫(kù)前，必須先對(duì)已有數(shù)據(jù)做深入分析，充分考慮在數(shù)據(jù)建庫(kù)之前，需要了解對(duì)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、檢查、入庫(kù)工作做哪些部署［2］。

2.2 入庫(kù)前CAD數(shù)據(jù)與入庫(kù)后GIS數(shù)據(jù)分析

（1）數(shù)據(jù)的組織形式

CAD數(shù)據(jù)是以地圖的地形要素內(nèi)容進(jìn)行分層的，主要包括控制點(diǎn)、居民地、水系、道路及附屬設(shè)施、地貌土質(zhì)、管線、植被、注記等層，不同類(lèi)型的圖形要素，如點(diǎn)、線等可以共層，偏向于制圖表達(dá)。而GIS空間數(shù)據(jù)采用的是面向GIS對(duì)象的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，偏向于幾何表達(dá)。

（2）數(shù)據(jù)的屬性要求

CAD數(shù)據(jù)更側(cè)重于圖形信息的表達(dá)，利用注記、符號(hào)或線型等來(lái)表達(dá)數(shù)據(jù)的屬性信息，以地形圖的形式展示出來(lái)；而GIS數(shù)據(jù)的屬性信息是通過(guò)與空間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行表達(dá)，它不僅要表達(dá)圖面的幾何信息，更重要的是能進(jìn)行空間分析。因此，這就需要在CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為GIS數(shù)據(jù)時(shí)，屬性信息不能丟失。

（3）數(shù)據(jù)的拓?fù)湟?/p>

在拓?fù)湟蠓矫?，CAD數(shù)據(jù)對(duì)其要求的不是那么嚴(yán)格，只是側(cè)重于圖面的視覺(jué)效果；而GIS數(shù)據(jù)要進(jìn)行空間分析，對(duì)圖形要素之間的拓?fù)潢P(guān)系有著嚴(yán)格的要求，如點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)與線、點(diǎn)與面、線與線、線與面以及面與面之間的都有不同的拓?fù)湫问健Ｒ虼?，在?shù)據(jù)入庫(kù)之前，必須要對(duì)圖形要素之間的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行檢查并修改。

（4）數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)

CAD數(shù)據(jù)一般采用的是平面坐標(biāo)系統(tǒng)；而GIS入庫(kù)數(shù)據(jù)采用的是地理坐標(biāo)系統(tǒng)。因此，在數(shù)據(jù)入庫(kù)之前，需對(duì)其進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。

3 建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)與方案設(shè)計(jì)

空間數(shù)據(jù)處理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的制定是GIS數(shù)據(jù)庫(kù)成功建成和運(yùn)行的前提，也是實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)開(kāi)放和共享的有力保障［3］。在建庫(kù)時(shí)，必須按照國(guó)標(biāo)或者地標(biāo)的規(guī)范進(jìn)行，同時(shí)還要參照其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，大比例尺地形圖數(shù)據(jù)建庫(kù)的主要依據(jù)包括《GB/T 20257.1-2007國(guó)家基本比例尺地圖圖式第1部分：1:500、1:1000、1:2000 地形圖圖式》、《GB/T 20258.1-2007基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典第1部分：1:500、1:1000、1:2000基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典》、《CH/T 9008.1-2010基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1:500、1:1000、1:2000數(shù)字線劃圖》、《GB/T 18316-2008數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》［4-7］。建庫(kù)過(guò)程中應(yīng)遵循原圖一致性原則。即原始數(shù)據(jù)要和建庫(kù)的最終成果數(shù)據(jù)基本保持一致，不要隨意增加地物和刪除地物。同時(shí)，地物的空間位置和屬性不能改變。

作業(yè)方案的設(shè)計(jì)有助于整個(gè)作業(yè)過(guò)程的統(tǒng)一，同時(shí)也是控制數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提。根據(jù)建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)模板，定義圖層名稱、屬性字段、點(diǎn)線面要素表現(xiàn)方式、每一層的地物類(lèi)名稱和編碼等。

根據(jù)作業(yè)方案，數(shù)據(jù)建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：

（1）數(shù)據(jù)組織標(biāo)準(zhǔn)：數(shù)據(jù)組織包括成果數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)方式、命名規(guī)則、數(shù)據(jù)分層、數(shù)據(jù)集和要素類(lèi)命名規(guī)則等。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)屬性結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：屬性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括了要素類(lèi)屬性字段命名、屬性項(xiàng)、數(shù)據(jù)類(lèi)型及字段約束等。

（3）地物編碼：原始的CAD數(shù)據(jù)是在CASS軟件下完成成圖的，地物編碼采用的是CASS碼（6位碼）；入庫(kù)的成果數(shù)據(jù)要素類(lèi)編碼是按照GB/T13923-2006標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的（7位碼）。在進(jìn)行數(shù)據(jù)整合之前，應(yīng)先編制好CASS碼和GB碼對(duì)照表。

4 總體技術(shù)流程

本次項(xiàng)目中大比例尺地理信息數(shù)據(jù)整理主要依據(jù)大比例尺地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)的DWG數(shù)據(jù)，大比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)地形要素的整理應(yīng)滿足數(shù)字城市建庫(kù)的需要，要保證數(shù)據(jù)分類(lèi)代碼的統(tǒng)一、數(shù)據(jù)組織的合理、要素幾何表達(dá)和相互關(guān)系的正確，以及元數(shù)據(jù)的完整。主要過(guò)程是先將CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和預(yù)處理→然后經(jīng)過(guò)圖形屬性轉(zhuǎn)換為GeoWay數(shù)據(jù)→GeoWay數(shù)據(jù)整合→導(dǎo)出為SHP或Personal Geodatabase(*.MDB)→入庫(kù)→成果提交，總技術(shù)流程見(jiàn)圖1。

圖1 總體技術(shù)流程圖

4.1 數(shù)據(jù)整合處理

4.1.1 CASS數(shù)據(jù)處理

分析已有的CASS數(shù)據(jù)，需要整理的圖層有13層，分為：0層、骨架線層、等高線層、獨(dú)立地物層、道路層、地貌層、高程點(diǎn)層、管線層、居民地層、控制點(diǎn)層、水系層、植被層、城市部件層等。主要是將各層中無(wú)屬性編碼或錯(cuò)誤編碼的數(shù)據(jù)賦予正確的編碼；檢查需要構(gòu)面的數(shù)據(jù)是否已封閉；對(duì)不同的注記進(jìn)行正確歸類(lèi)；刪除長(zhǎng)度為0的線，同時(shí)過(guò)濾無(wú)屬性實(shí)體；最后在對(duì)編碼正確性、圖層正確性、高程注記、建筑物注記等進(jìn)行檢查無(wú)誤后，將CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為GeoWay數(shù)據(jù)。

4.1.2 GeoWay數(shù)據(jù)處理

GeoWay數(shù)據(jù)處理是數(shù)據(jù)整合部分中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)整理成果的好壞直接影響到整個(gè)項(xiàng)目的質(zhì)量情況，該過(guò)程主要包括四個(gè)部分。

（1）注記分層歸類(lèi)

將CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為GeoWay數(shù)據(jù)過(guò)程中，雖然是按照編碼對(duì)照表進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，但由于數(shù)據(jù)格式的不一致，最終仍會(huì)導(dǎo)致部分注記出現(xiàn)錯(cuò)層現(xiàn)象。因此必須將轉(zhuǎn)換后的GeoWay數(shù)據(jù)進(jìn)行注記分層歸類(lèi)，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。例如“水泥”注記，有些是人工地貌注記，有些是交通路面性質(zhì)注記，要根據(jù)實(shí)際情況將其分層歸類(lèi)正確。

（2）數(shù)據(jù)分層附屬性

CASS數(shù)據(jù)側(cè)重于數(shù)據(jù)的圖形表達(dá)，在屬性方面則尤顯不足，將CASS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為GeoWay數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換后的實(shí)體要素則不具備屬性，這難以滿足后期數(shù)據(jù)建庫(kù)的需要。根據(jù)編碼對(duì)照表并結(jié)合GeoWay軟件中“固有屬性轉(zhuǎn)出”功能，對(duì)不同層的數(shù)據(jù)進(jìn)行分層附屬性。

（3）數(shù)據(jù)分層構(gòu)面

按照數(shù)據(jù)整合和建庫(kù)的要求，需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層構(gòu)面。參與構(gòu)面的要素主要有居民點(diǎn)及附屬設(shè)施、交通及附屬設(shè)施、水利及附屬設(shè)施、植被、地貌等。進(jìn)行構(gòu)面的原則是已封閉的或有明顯邊界（如田埂、道路、河流、陡坎、地類(lèi)界等）可直接利用邊界進(jìn)行構(gòu)面；沒(méi)有封閉的或沒(méi)有明顯邊界的，則要對(duì)其編輯處理使其封閉，或者將最外圍點(diǎn)狀填充符號(hào)連接成面，再進(jìn)行構(gòu)面。

（4）拓?fù)涮幚砑皵?shù)據(jù)質(zhì)量檢查。

數(shù)據(jù)整合處理完成后，為了滿足數(shù)據(jù)入庫(kù)的需要，數(shù)據(jù)拓?fù)涮幚砑皺z查是必不可少的。拓?fù)涮幚碇饕翘幚睃c(diǎn)、線和面要素之間存在的不合理的拓?fù)溴e(cuò)誤。包括面之間的不合理的壓蓋、線穿過(guò)面、線自相交、不合理的偽節(jié)點(diǎn)和懸掛點(diǎn)等拓?fù)溴e(cuò)誤。

數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量和實(shí)體元素質(zhì)量。

整體質(zhì)量檢查，主要是數(shù)據(jù)完整性檢查，主要包括以下幾個(gè)方面：

1）數(shù)據(jù)層的完整性檢查：數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)文件和屬性文件的完整性檢查；

2）屬性項(xiàng)完整性檢查：檢查應(yīng)有的屬性文件中屬性項(xiàng)是否有缺項(xiàng)、順序是否正確。即使數(shù)據(jù)所在圖幅中沒(méi)有要采的屬性數(shù)據(jù)，其屬性項(xiàng)也應(yīng)設(shè)置完整、順序正確；

3）要素完整性檢查：檢查各數(shù)據(jù)層應(yīng)有的要素是否有遺漏或多余，包括數(shù)據(jù)中是否存在重復(fù)點(diǎn)、冗余點(diǎn)、重復(fù)線等。

實(shí)體元素質(zhì)量檢查，主要是對(duì)點(diǎn)、線和面目標(biāo)進(jìn)行屬性精度、邏輯一致性與接邊檢查。主要包括以下幾個(gè)方面：

1）屬性精度檢查，檢查各層要素的各屬性項(xiàng)中的屬性代碼或?qū)傩灾档恼_性；

2）邏輯一致性檢查，包括屬性一致性檢查，如屬性項(xiàng)定義檢查，屬性項(xiàng)之間關(guān)系檢查；

3）屬性值邏輯一致性檢查，代碼一致性檢查；4）格式一致性檢查，對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行檢查等；

5）數(shù)據(jù)分層一致性檢查，包括數(shù)據(jù)層名檢查，各層要素檢查；

6）拓?fù)湟恢滦詸z查，包括線拓?fù)洹⒚嫱負(fù)浜忘c(diǎn)拓?fù)涞臋z查，及編輯后是否重建拓?fù)潢P(guān)系；

7）要素空間關(guān)系檢查，要素之間如等高線與水系、等高線與高程點(diǎn)、居民地與道路、面狀居民地與其幾何中心點(diǎn)、境界與河流、道路等，應(yīng)有合理的空間關(guān)系。

4.2 數(shù)據(jù)入庫(kù)

數(shù)據(jù)建庫(kù)的主要流程見(jiàn)圖2。輸入數(shù)據(jù)為GeoWay格式的DLG圖形成果，輸出數(shù)據(jù)為Geodatabase格式DLG數(shù)據(jù)庫(kù)（簡(jiǎn)稱MDB數(shù)據(jù)庫(kù)）。為保證地物類(lèi)屬性不丟失，將數(shù)據(jù)層下各要素類(lèi)的屬性上移合并為層屬性方案，其中注記層AANP、AGNP 層的屬性除“代碼”、“Textstring”外，還有其它用于格式控制的屬性。數(shù)據(jù)輸出后會(huì)根據(jù)需要對(duì)MDB數(shù)據(jù)進(jìn)行整理編輯 （原則上盡量保證MDB數(shù)據(jù)庫(kù)和GeoWay DLG圖形成果內(nèi)容的一致性）

圖2 數(shù)據(jù)建庫(kù)流程圖

5 結(jié)束語(yǔ)

本文以“數(shù)字萬(wàn)安”地理空間信息框架建設(shè)為例，參照有關(guān)國(guó)家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也借鑒了其他省份“數(shù)字城市”的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，探索和總結(jié)了基于CASS數(shù)據(jù)的大比例尺地形圖數(shù)據(jù)整合標(biāo)準(zhǔn)和入庫(kù)技術(shù)路線。本項(xiàng)目實(shí)踐證明，入庫(kù)后的數(shù)據(jù)質(zhì)量滿足GIS數(shù)據(jù)入庫(kù)要求，具有較好的應(yīng)用性，取得了較為理想的效果，對(duì)今后其他“數(shù)字城市”的建庫(kù)工作具有一定的借鑒作用。