淺談1:500地形圖數(shù)據(jù)整合的方法

文／李晴、秦真珍 株洲市規(guī)劃設(shè)計(jì)院 湖南株洲 412007

1、引言

為充分貫徹落實(shí)放管服改革的相關(guān)要求，積極迎戰(zhàn)機(jī)構(gòu)變革帶來(lái)的全新挑戰(zhàn)，同時(shí)落實(shí)《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)全省基礎(chǔ)測(cè)繪生產(chǎn)與更新工作的通知》（湘自然資辦法[2020]189 號(hào)）有關(guān)文件精神，滿足1:500地形圖作為全省用地審批、不動(dòng)產(chǎn)統(tǒng)一確權(quán)登記、國(guó)土空間規(guī)劃等業(yè)務(wù)工作底圖和掛鉤用地審批業(yè)務(wù)的要求，株洲市自然資源和規(guī)劃局決定整合現(xiàn)有國(guó)土、規(guī)劃兩套1:500地形圖成果，滿足省廳匯交要求。以實(shí)現(xiàn)株洲市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)資源共享、節(jié)約成本、提高審批質(zhì)量和服務(wù)水平，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和精細(xì)化管理的需要。

2、數(shù)據(jù)整合的方法

按照《株洲市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》要求，通過(guò)內(nèi)業(yè)比對(duì)、外業(yè)補(bǔ)測(cè)的方法對(duì)原國(guó)土、規(guī)劃兩套1:500地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)整合分析出的現(xiàn)勢(shì)性較優(yōu)地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并入庫(kù)更新，建立株洲市現(xiàn)勢(shì)性最優(yōu)的1：500地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)。

結(jié)合《湖南省1:500地形圖數(shù)據(jù)規(guī)范（試行）》進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換前預(yù)處理：包括地名處理、道路網(wǎng)處理、斜坡處理等等，做好轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備。

2.1 分區(qū)塊現(xiàn)勢(shì)性比對(duì)及數(shù)據(jù)預(yù)處理

本次需要整合的418.83 平方公里數(shù)據(jù)，分四個(gè)區(qū)域：天元區(qū)、荷塘區(qū)、蘆淞區(qū)、石峰區(qū)分批整理，根據(jù)對(duì)比分析，我們發(fā)現(xiàn)其中國(guó)土數(shù)據(jù)中有41.5 平方公里數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性好，需更新至規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。需對(duì)國(guó)土1:500地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)、線、面處理圖廓整飾及接邊處理后，融入到規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)中。下圖中左上角圖片為原國(guó)土1:500地形圖數(shù)據(jù)，左下角為原規(guī)劃1:500地形圖數(shù)據(jù)，右邊圖片為整合后的1:500地形圖數(shù)據(jù)。

2.2 外業(yè)補(bǔ)測(cè)

根據(jù)最新影像數(shù)據(jù)得知，對(duì)新修市政道路清水塘大道、清霞路、清港路、響石廣場(chǎng)等進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。

2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.3.1 基本處理

圖1

數(shù)據(jù)基本處理主要包括：①內(nèi)圖廓檢查，保證有唯一的、正確的內(nèi)圖廓；②無(wú)編碼圖元檢查，確保圖幅內(nèi)所有地物編碼在入庫(kù)編碼范圍內(nèi)；③刪除重復(fù)實(shí)體，確保地物沒(méi)有重復(fù)；④內(nèi)圖廓懸掛點(diǎn)檢查，將當(dāng)前圖面上端點(diǎn)與內(nèi)圖廓相距0.15m 者自動(dòng)挪到內(nèi)圖廓上，大于0.15m 而小于0.5m 內(nèi)卻又未落在內(nèi)圖廓上的線或面地物檢查出來(lái)，人工判斷是否有問(wèn)題，小于0.5m 長(zhǎng)度的線段自動(dòng)刪除；⑤圖層自動(dòng)處理；⑥編碼賦值，用于修改地物編碼；⑦編輯擴(kuò)展屬性，用于修改地物擴(kuò)展屬性；⑧ 根據(jù)HANDLE查詢地物屬性，用于入庫(kù)后復(fù)查，根據(jù)入庫(kù)日志列出的未入庫(kù)地物handle 值查找地物。

2.3.2 點(diǎn)對(duì)象處理

數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)象處理主要包括：①內(nèi)圖廓上電桿處理，用于將當(dāng)前圖面上所有在內(nèi)圖廓0.5m 范圍內(nèi)的輸電線電（箭頭）、配電線電桿（箭頭）、通訊線電桿（箭頭）檢查出來(lái)，人工判斷是否為接邊處的虛擬電桿（箭頭）；②組合散列注記和打散組合注記，分別是將散列文本注記（地名、山名、河流名等）組合，把組合的注記打散；③高程點(diǎn)正確性檢查，確保高程點(diǎn)的Z 值和height 值一致；④高程點(diǎn)極值顯示，用于顯示當(dāng)前圖面上最大最小高程值的高程點(diǎn)；⑤文字整飾，即根據(jù)編碼將所有文字按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置字體大小。

2.3.3 線對(duì)象處理

數(shù)據(jù)線對(duì)象處理主要內(nèi)容包括：①合并相連線，用于將同類型且具有相同坐標(biāo)端點(diǎn)的地物查找出來(lái)，提供兩兩合并的接口；②抽稀過(guò)密節(jié)點(diǎn)，用于將線狀地物相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)距離小于0.1 米的點(diǎn)自動(dòng)抽稀為一個(gè)節(jié)點(diǎn)；③批量刪除電桿連線，只保留電桿和電桿間的骨架線；④等高線合理性檢查，確保等高線高程的正確性。

2.3.4 面對(duì)象處理

數(shù)據(jù)面對(duì)象處理主要包括：①面線延長(zhǎng)封閉和輔助線構(gòu)面封閉兩種面閉合方法；②島處理，用于大面套小面時(shí)，正確統(tǒng)計(jì)各地物的面積；③面線閉合檢查，用于檢查所有需要構(gòu)面的編碼是否都閉合了或建立了輔助面；④構(gòu)面圖元檢查，用于檢查需要有面對(duì)象包圍的文字、符號(hào)是否存在對(duì)應(yīng)的面對(duì)象，和所有的植被符號(hào)是否有植被面包圍；⑤輔助線關(guān)聯(lián)檢查，用于檢查所有的輔助面線是否都有面線支持；⑥建（構(gòu)）筑物注記檢查，用于檢查每個(gè)房屋面內(nèi)是否存在一個(gè)與之匹配的結(jié)構(gòu)注記和層數(shù)注記；⑦建(構(gòu))筑物注記手動(dòng)關(guān)聯(lián)，用于提供一個(gè)將房屋結(jié)構(gòu)注記與層數(shù)注記屬性寫(xiě)入到房屋面擴(kuò)展屬性的接口。

2.4 融合后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)省標(biāo)處理

2.4.1 道路網(wǎng)處理

基于株洲市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)現(xiàn)有現(xiàn)狀道路網(wǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)合整合后最新地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行道路網(wǎng)更新。利用我院開(kāi)發(fā)的道路屬性編輯軟件，按照規(guī)范要求對(duì)不同等級(jí)道路進(jìn)行構(gòu)面、提取道路中心線等處理，并進(jìn)行道路名稱、道路寬度、道路材質(zhì)等屬性賦值。

2.4.2 地名數(shù)據(jù)整理

基于株洲市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)現(xiàn)有地名數(shù)據(jù)，結(jié)合整合后最新地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行地名更新，并按照規(guī)范要求進(jìn)行分類處理，屬性賦值等等。本次地名數(shù)據(jù)整理共分居民地、交通、水系、地質(zhì)地貌四個(gè)大類進(jìn)行。

2.4.3 樓梯、斜坡構(gòu)面

按照《湖南省1:500地形圖數(shù)據(jù)規(guī)范（試行）》要求，對(duì)整合后的地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)中缺少的數(shù)據(jù)樓梯面、斜坡構(gòu)面等進(jìn)行預(yù)處理。

2.5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

對(duì)照省標(biāo)要求，制定了株洲市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建庫(kù)編碼與湖南省標(biāo)編碼轉(zhuǎn)換對(duì)照表，研究了9 大類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)流程，開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序及質(zhì)量檢查程序?？紤]到本次數(shù)據(jù)整合轉(zhuǎn)換工程量大，為驗(yàn)證轉(zhuǎn)換技術(shù)流程，確保轉(zhuǎn)換程序及檢查程序的有效性，先選定天元區(qū)范圍內(nèi)25 平方公里為試驗(yàn)區(qū)，按照轉(zhuǎn)換技術(shù)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)轉(zhuǎn)換結(jié)果對(duì)轉(zhuǎn)換流程、轉(zhuǎn)換程序及檢查程序進(jìn)行糾偏調(diào)試。

2.5.1 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照

根據(jù)《湖南省1:500地形圖數(shù)據(jù)規(guī)范（試行）》，結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行新舊編碼對(duì)照，對(duì)原來(lái)的8 個(gè)類，1334 個(gè)編碼進(jìn)行新編碼對(duì)照，分類梳理每一個(gè)類別、每一個(gè)圖層甚至每一要素的轉(zhuǎn)換方法，包括：圖層轉(zhuǎn)換、編碼轉(zhuǎn)換、屬性轉(zhuǎn)換、注記轉(zhuǎn)換等。

研究制定了圖層通用轉(zhuǎn)換方法，以及地名、道路等類的專用轉(zhuǎn)換方法，填寫(xiě)分類對(duì)照表，以便后續(xù)數(shù)據(jù)完整性追蹤，并記錄每一類需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的情況：包括線轉(zhuǎn)面、線轉(zhuǎn)點(diǎn)、點(diǎn)轉(zhuǎn)面、點(diǎn)轉(zhuǎn)線、面轉(zhuǎn)點(diǎn)、面轉(zhuǎn)線以及其他轉(zhuǎn)換情況說(shuō)明，最終確定每一類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)路線。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，提煉異同，下表1 列出了株洲市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)與省標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)要素分層分類的對(duì)照。

表1 株洲市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)與省標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)要素分層分類對(duì)照表

株洲市地理數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)省標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)其圖層轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)三種情形：

①省標(biāo)數(shù)據(jù)分層圖層與株洲市數(shù)據(jù)庫(kù)分層圖層要素內(nèi)容對(duì)應(yīng)完全一致

這種情況下，只需要將株洲市數(shù)據(jù)分層圖層名稱修改為相對(duì)應(yīng)的省級(jí)數(shù)據(jù)分層圖層名稱，然后增加省級(jí)數(shù)據(jù)圖層中必要的屬性項(xiàng)，執(zhí)行南方編碼與國(guó)標(biāo)編碼映射即可完成轉(zhuǎn)換。

②省標(biāo)數(shù)據(jù)分層圖層是株洲市數(shù)據(jù)分層圖層的子類

以水系要素為例，株洲市數(shù)據(jù)分層圖層只分了水系點(diǎn)、線、面三個(gè)圖層，而省級(jí)數(shù)據(jù)分層圖層分了水系點(diǎn)、線、面和水利及附屬設(shè)施點(diǎn)、線、面六個(gè)圖層，這時(shí)需要按水系、水利及附屬設(shè)施要素的編碼將株洲市數(shù)據(jù)分層圖層中的要素提取出來(lái)，形成省級(jí)數(shù)據(jù)分層圖層，并對(duì)這些圖層增加必要的屬性項(xiàng)，執(zhí)行南方編碼與國(guó)標(biāo)編碼映射即完成轉(zhuǎn)換。

③省標(biāo)圖層要素對(duì)應(yīng)多個(gè)類別市標(biāo)圖層要素

以自然地名要素為例，株洲市自然地名數(shù)據(jù)要素分別存儲(chǔ)在水系注記圖層和地貌注記圖層中，而省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求自然地名存儲(chǔ)在一個(gè)圖層中，因此要先將株洲市標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)圖層合并，增加必要的屬性項(xiàng)，并執(zhí)行南方編碼與國(guó)標(biāo)編碼映射才能完成轉(zhuǎn)換。

完成標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照后，根據(jù)《湖南省1:500地形圖數(shù)據(jù)規(guī)范（試行）》，關(guān)于圖層、及數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的要求，搭建滿足匯交規(guī)定的地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)，共計(jì)9 個(gè)類41 個(gè)圖層。

2.5.2 轉(zhuǎn)換程序開(kāi)發(fā)

本項(xiàng)目數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序基于ARCGIS 開(kāi)發(fā)，首先對(duì)照規(guī)范要求搭建新的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，然后將整合后的數(shù)據(jù)按區(qū)域范圍進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)情況分析，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換包括圖層轉(zhuǎn)換、編碼轉(zhuǎn)換、屬性轉(zhuǎn)換、注記轉(zhuǎn)換。

2.5.3 質(zhì)量檢查程序開(kāi)發(fā)

為確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換質(zhì)量，開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)換后檢查程序，檢查轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)庫(kù)圖層、字段結(jié)構(gòu)、屬性必填項(xiàng)是否滿足新規(guī)范的要求。同時(shí)通過(guò)符號(hào)庫(kù)創(chuàng)建與配置，通過(guò)比對(duì)方式，對(duì)轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)，對(duì)照省標(biāo)，用于進(jìn)行轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)檢查。

2.5.4 試驗(yàn)區(qū)轉(zhuǎn)換

建立試驗(yàn)區(qū)臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（面積：25 平方公里），在此基礎(chǔ)上進(jìn)行程序調(diào)試、臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)試轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、相應(yīng)地物及屬性補(bǔ)錄。

創(chuàng)建并配置符合新規(guī)范的符號(hào)庫(kù)，并以符號(hào)可視化的方式，將轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)照檢查，按照新規(guī)范，確認(rèn)要素、屬性的完整性、轉(zhuǎn)換前后地物的一致性，完成試驗(yàn)區(qū)質(zhì)量自檢。確認(rèn)通過(guò)質(zhì)量檢查后，開(kāi)始分區(qū)實(shí)施轉(zhuǎn)換。

2.5.5 分區(qū)轉(zhuǎn)換

為確保轉(zhuǎn)換后，所有數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性一致，并保證現(xiàn)有數(shù)據(jù)服務(wù)的穩(wěn)定性，項(xiàng)目組建立統(tǒng)一時(shí)間節(jié)點(diǎn)，設(shè)置整合轉(zhuǎn)換臨時(shí)庫(kù)，分三項(xiàng)工作同步實(shí)施：一是進(jìn)行整合數(shù)據(jù)更新入庫(kù)（一個(gè)是整合轉(zhuǎn)換臨時(shí)庫(kù)更新、一個(gè)是株洲市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)更新）、二是對(duì)需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、三是測(cè)試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換最大承載量，逐步實(shí)施分區(qū)轉(zhuǎn)換。根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換最大承載量，利用自主開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)換程序分區(qū)塊逐步開(kāi)展轉(zhuǎn)換工作。

2.5.6 屬性補(bǔ)錄

人工對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)庫(kù)分層進(jìn)行屬性補(bǔ)錄，包括控制點(diǎn)、道路、地名等的名稱、類別、等級(jí)、所屬行政區(qū)劃等相關(guān)屬性內(nèi)容。單獨(dú)對(duì)不同的圖層要素錄入更新時(shí)間、數(shù)據(jù)庫(kù)版本、版本號(hào)等屬性內(nèi)容。

2.5.7 要素合并

將預(yù)處理后的類型轉(zhuǎn)換要素進(jìn)行入庫(kù)處理，如道路、地名、樓梯、斜坡等圖層要素，逐區(qū)逐層轉(zhuǎn)換，合并到轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.5.8 成果質(zhì)量檢查

利用自主開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)換質(zhì)量檢查程序，對(duì)分區(qū)轉(zhuǎn)換成果逐類逐層進(jìn)行檢查，確保數(shù)據(jù)的規(guī)范性、完整性和一致性。

對(duì)照規(guī)范要求，通過(guò)創(chuàng)建專用符號(hào)庫(kù)對(duì)要素內(nèi)容、屬性字段等人工進(jìn)行比對(duì)分析、核查分析等，檢查轉(zhuǎn)換前后要素拓?fù)潢P(guān)系、空間屬性數(shù)據(jù)的連接關(guān)系一致性，避免數(shù)據(jù)遺漏。檢查轉(zhuǎn)換后增補(bǔ)要素與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯關(guān)系和拓?fù)潢P(guān)系，確保無(wú)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。

2.6 數(shù)據(jù)匯交

按照匯交規(guī)定進(jìn)行匯交成果整理，對(duì)每一個(gè)分區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行元數(shù)據(jù)編寫(xiě)和整理。

2.6.1 成果數(shù)據(jù)庫(kù)縮編更新及上傳

（1）地形圖自動(dòng)縮編是基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的智能化縮編，前提條件是1：500地形圖數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)入庫(kù)模塊，已經(jīng)保存在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，而且數(shù)據(jù)完整、正確。

（2）系列比例尺縮編過(guò)程是從大比例尺開(kāi)始，逐步縮編成小比例尺，具體為：先用1:500 縮編1:1000、再用1:1000縮編成1:2000、1:5000、最后用1:5000 縮編1:10000地形圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)，縮編為全自動(dòng)化智能縮編。

（3）縮編工作是在遵循縮編規(guī)則和地形圖標(biāo)準(zhǔn)的前提下，通過(guò)各種縮編算法對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行縮編。主要的內(nèi)容包括批量刪除次要地物、等高線高程點(diǎn)抽稀、面狀地物填充符號(hào)抽稀、注記處理、符號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換、建構(gòu)筑物綜合等。

結(jié)束語(yǔ)：

系列比例尺基本地形圖整合，是數(shù)據(jù)生產(chǎn)之后當(dāng)前工作的重心。通過(guò)數(shù)據(jù)整合，多源數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總集合，這樣能充分利用已有數(shù)據(jù)，減少重復(fù)測(cè)繪，同時(shí)也能避免規(guī)劃、國(guó)土數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)一所帶來(lái)的麻煩，這樣必然會(huì)大幅提高工作效率、質(zhì)量，降低成本，建立共享的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，讓社會(huì)各群體都從中獲益。