基于iData的大比例尺基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)入庫處理分析

陸超君

(嘉興市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 嘉興 314050)

隨著社會(huì)現(xiàn)代化的進(jìn)程不斷深入，物質(zhì)文化的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對地理空間信息的需求不斷加深。因此，大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫在城市建設(shè)中扮演著越來越重要的角色。提高大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫質(zhì)量，優(yōu)化建庫流程，縮短工期、提高效率，變得尤為重要。

我國目前很大一部分地理信息數(shù)據(jù)都是以AutoCAD 格式存儲(chǔ)的[1]。AutoCAD可以實(shí)現(xiàn)快速出圖以及便捷地對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理：圖形編輯、放大、縮小、平移、復(fù)制和旋轉(zhuǎn)等。ArcGIS是目前國際上應(yīng)用最為廣泛的GIS(Geographic Information System，地理信息系統(tǒng))軟件之一[2]。主要運(yùn)用于空間數(shù)據(jù)的管理、處理和操作上，包括數(shù)據(jù)輸入、轉(zhuǎn)換、編輯、查詢、分析、存儲(chǔ)與管理等。AutoCAD主要用于地形數(shù)據(jù)處理及出圖，ArcGIS則側(cè)重于空間數(shù)據(jù)的處理與運(yùn)用，兩者的功能互補(bǔ)，但數(shù)據(jù)格式不同，不能直接互相讀取并編輯，需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。AutoCAD 到ArcGIS的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中解決數(shù)據(jù)組織、拓?fù)潢P(guān)系、屬性符號(hào)及坐標(biāo)系統(tǒng)等方面的問題具有重要的意義[3]。

iData是一款數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，操作界面與AutoCAD一致，因此其融圖形編輯能力與空間數(shù)據(jù)處理能力于一體，支持DWG，DGN，DXF等格式數(shù)據(jù)與PDB(Program Database File，程序數(shù)據(jù)庫文件)數(shù)據(jù)的互相轉(zhuǎn)換。iData實(shí)現(xiàn)了對空間數(shù)據(jù)管理運(yùn)用的同時(shí)，也可以進(jìn)行圖形編輯并高效分發(fā)地形圖。

1 數(shù)據(jù)庫模板制定

利用iData新建圖形工程時(shí)，需要以一個(gè)準(zhǔn)備好的“技術(shù)規(guī)則”作為依據(jù)，以使圖形數(shù)據(jù)規(guī)范化。這個(gè)技術(shù)規(guī)則即“模板”。所謂“技術(shù)規(guī)則”，定義了數(shù)據(jù)的分類代碼、圖層顏色、線型圖例、比例尺、坐標(biāo)系統(tǒng)、屬性結(jié)構(gòu)、分幅方案、數(shù)據(jù)輸入輸出轉(zhuǎn)換對照等有關(guān)的內(nèi)容，是數(shù)據(jù)所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和控制作業(yè)規(guī)范化的約定[4]。

數(shù)據(jù)庫模板是基于SQLite Editor進(jìn)行編輯的。模板的建立主要包括代碼、圖層、顏色、線寬、線型、屬性字段、文字樣式等的設(shè)置。

模板必須存放在指定的路徑，在軟件安裝System目錄下的Templates文件夾中。模板由專業(yè)技術(shù)人員制定后，每次新建工程時(shí)，直接讀取即可，一般作業(yè)人員無需修改。如發(fā)現(xiàn)需新增、刪除或修改某個(gè)要素的屬性時(shí)，可在SQLite Editor中編輯，如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫模板編輯圖

2 入庫規(guī)則制定

iData數(shù)據(jù)處理引擎提供的圖形編輯界面使方案的編寫更加直觀和方便。用戶在邏輯編輯面板上通過拖拉的方式將所需的元規(guī)則安置在任意位置，并通過鼠標(biāo)拖曳連線的方式對元規(guī)則進(jìn)行連接，最終組成完整的自定義數(shù)據(jù)處理方案[4]。

如圖2所示,通過打開軟件工具欄中“視圖”工具下的“規(guī)則編輯器”，即可根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求自定義修改和編輯數(shù)據(jù)入庫規(guī)則，包括數(shù)據(jù)的加工處理和質(zhì)量檢查，特別是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)批量處理，這提高了工作效率，也簡化了入庫過程。

圖2 入庫規(guī)則編輯圖

3 入庫流程

圖3 入庫處理流程圖

3.1 地形數(shù)據(jù)預(yù)處理

在數(shù)據(jù)處理之前，需要收集現(xiàn)有的AutoCAD地形圖，經(jīng)外業(yè)巡視檢查，修改其中要素遺漏、要素位置以及要素表達(dá)不正確的數(shù)據(jù)[5]。地形數(shù)據(jù)預(yù)處理包括地形圖分層分色、圖面整飾、注記樣式修改、線型樣式及比例檢查、刪除重疊與小短線等操作。為保證庫體數(shù)據(jù)質(zhì)量，只有經(jīng)過預(yù)處理的地形數(shù)據(jù)才能進(jìn)行下一步的入庫操作。

3.2 DWG數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)MDB數(shù)據(jù)格式

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要包括: 點(diǎn)、線、面和注記轉(zhuǎn)換以及其編碼信息的提取[6]。為了保證圖形數(shù)據(jù)庫在坐標(biāo)系統(tǒng)、比例尺、屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面的一致性，用戶在新建圖形數(shù)據(jù)庫時(shí)需選擇相應(yīng)的工程模版文件[7]。

導(dǎo)入AutoCAD DWG數(shù)據(jù)，加載已編輯好的入庫規(guī)則，將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)為Personal Geodatabase MDB數(shù)據(jù)格式。轉(zhuǎn)換對應(yīng)關(guān)系為模板自動(dòng)讀取DWG數(shù)據(jù)的厚度與塊名，將地物要素歸入模板相應(yīng)的MDB圖層中。轉(zhuǎn)換過程中，原有數(shù)據(jù)中的非法代碼，將不會(huì)轉(zhuǎn)換入MDB中，需要通過人工判定要素類別，人工入庫。

3.3 入庫數(shù)據(jù)預(yù)處理

基礎(chǔ)地理信息所描述的地理要素，包括定位基礎(chǔ)、水系、居民地及設(shè)施、交通、管線、境界與政區(qū)、地貌、植被與土質(zhì)等[8]。在將數(shù)據(jù)編輯入庫前，需要對這些地理要素進(jìn)行預(yù)處理，為后續(xù)操作提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

(1)刪除相同編碼的重疊地物；

(2)刪除線上的冗余節(jié)點(diǎn)；

(3)刪除內(nèi)容為空的注記；

(4)刪除長度小于10 cm的小短線；

(5)線重復(fù)點(diǎn)、自相交檢查修改；

(6)折返線檢查修改。

3.4 分層入庫處理

3.4.1 居民地構(gòu)面及處理

(1)房屋、棚房、簡房、廊房、亭子等要素構(gòu)面處理；

(2)其他企事業(yè)單位、其他地理名稱、自然村等名稱對象點(diǎn)采集；

(3)湖、蕩等名稱對稱對象線采集；

(4)房屋面自動(dòng)賦類型屬性；

(5)房屋面賦房屋層數(shù)屬性；

(6)房屋面賦結(jié)構(gòu)屬性；

(7)一般房屋(棚房、簡房、破壞房屋等)賦默認(rèn)層數(shù)、結(jié)構(gòu)。

3.4.2 水系構(gòu)面及處理

(1)河流、溝渠、池塘、水池等構(gòu)面及屬性錄入處理；

(2)河流結(jié)構(gòu)線采集與屬性錄入；

(3)水系面賦要素性質(zhì)值：魚、蝦等；

(4)水系線高層賦空值。

3.4.3 道路構(gòu)面及處理

(1)道路面構(gòu)面及屬性錄入；

(2)道路中心線采集與屬性錄入；

(3)橋梁中心線采集與屬性錄入。

3.4.4 管線連線及處理

(1)輸電線、配電線等管線連線及電壓伏數(shù)錄入；

(2)輸水管道、天然氣管道等屬性錄入。

3.4.5 植被構(gòu)面及處理

(1)植被構(gòu)面及屬性錄入；

(2)花圃面內(nèi)成林及苗圃轉(zhuǎn)零星樹木；

(3)植被面賦類型屬性：苗、桂花、藕等。

3.4.6 地貌及高程處理

(1)根據(jù)注記修改高程點(diǎn)高程；

(2)高程異常值排查；

(3)橋梁面高程點(diǎn)改為非地形高程點(diǎn)；

(4)地貌線高層賦空值。

3.4.7 其他

(1)框架要素、一致性標(biāo)識(shí)賦值；

(2)無向點(diǎn)賦空值；

(3)有向點(diǎn)旋轉(zhuǎn)角度修改為北方向0°；

(4)修改注記樣式、大??；

(5)特定注記賦特定代碼，如“球”“土堆”“廁”“施工工地”等。

3.5 數(shù)據(jù)檢查

采用對照檢查、交互檢查、程序自動(dòng)檢查等相結(jié)合[9]。

(1)居民地面疊蓋、縫隙檢查；

(2)水系面疊蓋、縫隙檢查；

(3)植被面疊蓋、縫隙檢查；

(4)道路面疊蓋、縫隙檢查；

(5)河流溝渠流向混淆檢查；

(6)輸電線入地口與配電線入地口混淆檢查；

(7)電桿與電線架混淆檢查；

(8)未閉合居民地面、水系面、道路面、植被面檢查；

(9)高程點(diǎn)及高程注記配對檢查；

(10)道路、房屋、水系、植被疊蓋檢查；

(11)道路邊線完整性檢查。道路邊線缺失的，根據(jù)參考資料(原始地形底圖或影像數(shù)據(jù))補(bǔ)繪完整，代碼按道路等級(jí)賦值，區(qū)分主、次干道、支路等；

(12)道路邊線、面、結(jié)構(gòu)線代碼匹配、(名稱等)屬性一致性檢查；

(13)河流構(gòu)面檢查。河流面是否與邊線吻合、構(gòu)面是否合理、完整等；

(14)河流邊線、面、結(jié)構(gòu)線名稱屬性一致性檢查。

3.6 MDB數(shù)據(jù)格式導(dǎo)GDB數(shù)據(jù)格式

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)宜采用空間數(shù)據(jù)庫來組織，分為數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)集、要素類三個(gè)層次。故需將檢查修改好的MDB數(shù)據(jù)導(dǎo)入已建好這三個(gè)層次的GDB庫模板中，并添加空間參考坐標(biāo)系。

4 總 結(jié)

入庫流程中，很多操作都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化批量處理，如刪除小短線、刪除重疊、根據(jù)高程注記賦高程值等。另外，還有些問題不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，需要輔以人工處理。如折返線檢查、面疊蓋檢查的修改等，還需利用軟件建立的規(guī)則查找出問題，然后人工遍歷核實(shí)進(jìn)行修改，保障數(shù)據(jù)質(zhì)量。

iData軟件既可以直觀地顯示要素形狀、顏色等樣式，又可以實(shí)現(xiàn)屬性編輯檢查等數(shù)據(jù)管理功能。在處理基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)入庫時(shí)，直觀且高效，方便且快捷。尤其可以根據(jù)項(xiàng)目需求，自定義模板和方案。在入庫處理時(shí)，按需修改規(guī)則，批量解決問題，大大地提高了工作效率。