淺談1:500地形圖數(shù)據(jù)整合的方法

李晴 秦真珍

【摘要】為打破數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，推進(jìn)全國基本比例尺地形圖“一張圖”建設(shè)工作，提高數(shù)據(jù)的可用性已成為近年來地理數(shù)據(jù)生產(chǎn)與服務(wù)行業(yè)面臨的共同問題?，F(xiàn)以株洲市本級1：500地形圖數(shù)據(jù)整合為例，簡述1：500地形圖數(shù)據(jù)整合的基本流程。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫;數(shù)據(jù)整合;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.02.014

1、引言

為充分貫徹落實放管服改革的相關(guān)要求，積極迎戰(zhàn)機(jī)構(gòu)變革帶來的全新挑戰(zhàn)，同時落實《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)全省基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)與更新工作的通知》（湘自然資辦法[2020]189號）有關(guān)文件精神，滿足1：500地形圖作為全省用地審批、不動產(chǎn)統(tǒng)一確權(quán)登記、國土空間規(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)有國土、規(guī)劃兩套1：500地形圖成果，滿足省廳匯交要求。以實現(xiàn)株洲市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一，實現(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)建庫標(biāo)準(zhǔn)》要求，通過內(nèi)業(yè)比對、外業(yè)補(bǔ)測的方法對原國土、規(guī)劃兩套1：500地形圖數(shù)據(jù)庫整合分析出的現(xiàn)勢性較優(yōu)地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并入庫更新，建立株洲市現(xiàn)勢性最優(yōu)的1：500地形圖數(shù)據(jù)庫。

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)勢性比對及數(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)對比分析，我們發(fā)現(xiàn)其中國土數(shù)據(jù)中有41.5平方公里數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性好，需更新至規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。需對國土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)庫中。下圖中左上角圖片為原國土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

根據(jù)最新影像數(shù)據(jù)得知，對新修市政道路清水塘大道、清霞路、清港路、響石廣場等進(jìn)行了現(xiàn)場實測。

2.3數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.3.1基本處理

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 無編碼圖元檢查，確保圖幅內(nèi)所有地物編碼在入庫編碼范圍內(nèi);③ 刪除重復(fù)實體，確保地物沒有重復(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，人工判斷是否有問題，小于0.5m長度的線段自動刪除;⑤ 圖層自動處理;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，用于入庫后復(fù)查，根據(jù)入庫日志列出的未入庫地物handle值查找地物。

2.3.2點(diǎn)對象處理

數(shù)據(jù)點(diǎn)對象處理主要包括：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，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線對象處理

數(shù)據(jù)線對象處理主要內(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，提供兩兩合并的接口;② 抽稀過密節(jié)點(diǎn)，用于將線狀地物相鄰兩個節(jié)點(diǎn)距離小于0.1米的點(diǎn)自動抽稀為一個節(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面對象處理

數(shù)據(jù)面對象處理主要包括：① 面線延長封閉和輔助線構(gòu)面封閉兩種面閉合方法;② 島處理，用于大面套小面時，正確統(tǒng)計各地物的面積;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象包圍的文字、符號是否存在對應(yīng)的面對象，和所有的植被符號是否有植被面包圍;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，用于檢查每個房屋面內(nèi)是否存在一個與之匹配的結(jié)構(gòu)注記和層數(shù)注記;⑦ 建（構(gòu)）筑物注記手動關(guān)聯(lián)，用于提供一個將房屋結(jié)構(gòu)注記與層數(shù)注記屬性寫入到房屋面擴(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，進(jìn)行道路網(wǎng)更新。利用我院開發(fā)的道路屬性編輯軟件，按照規(guī)范要求對不同等級道路進(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，對整合后的地形圖數(shù)據(jù)庫中缺少的數(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

對照省標(biāo)要求，制定了株洲市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建庫編碼與湖南省標(biāo)編碼轉(zhuǎn)換對照表，研究了9大類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)流程，開發(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，進(jìn)行新舊編碼對照，對原來的8個類，1334個編碼進(jìn)行新編碼對照，分類梳理每一個類別、每一個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，填寫分類對照表，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)換情況說明，最終確定每一類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)路線。經(jīng)過對比分析，提煉異同，下表1列出了株洲市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫與省標(biāo)數(shù)據(jù)庫要素分層分類的對照。

株洲市地理數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)省標(biāo)數(shù)據(jù)庫其圖層轉(zhuǎn)換對應(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)庫分層圖層要素內(nèi)容對應(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應(yīng)的省級數(shù)據(jù)分層圖層名稱，然后增加省級數(shù)據(jù)圖層中必要的屬性項，執(zhí)行南方編碼與國標(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、面三個圖層，而省級數(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、面六個圖層，這時需要按水系、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，形成省級數(shù)據(jù)分層圖層，并對這些圖層增加必要的屬性項，執(zhí)行南方編碼與國標(biāo)編碼映射即完成轉(zhuǎn)換。

③省標(biāo)圖層要素對應(yīng)多個類別市標(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)要素分別存儲在水系注記圖層和地貌注記圖層中，而省級標(biāo)準(zhǔn)要求自然地名存儲在一個圖層中，因此要先將株洲市標(biāo)準(zhǔn)的兩個圖層合并，增加必要的屬性項，并執(zhí)行南方編碼與國標(biāo)編碼映射才能完成轉(zhuǎn)換。

完成標(biāo)準(zhǔn)對照后，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，共計9個類41個圖層。

2.5.2轉(zhuǎn)換程序開發(fā)

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

通過標(biāo)準(zhǔn)對照，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)量檢查程序開發(fā)

為確保數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換質(zhì)量，開發(fā)轉(zhuǎn)換后檢查程序，檢查轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)庫圖層、字段結(jié)構(gòu)、屬性必填項是否滿足新規(guī)范的要求。同時通過符號庫創(chuàng)建與配置，通過比對方式，對轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)，對照省標(biāo)，用于進(jìn)行轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)檢查。

2.5.4試驗區(qū)轉(zhuǎn)換

建立試驗區(qū)臨時數(shù)據(jù)庫（面積：25平方公里），在此基礎(chǔ)上進(jìn)行程序調(diào)試、臨時數(shù)據(jù)庫測試轉(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)范的符號庫，并以符號可視化的方式，將轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對照檢查，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，完成試驗區(qū)質(zhì)量自檢。確認(rèn)通過質(zhì)量檢查后，開始分區(qū)實施轉(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)勢性一致，并保證現(xiàn)有數(shù)據(jù)服務(wù)的穩(wěn)定性，項目組建立統(tǒng)一時間節(jié)點(diǎn)，設(shè)置整合轉(zhuǎn)換臨時庫，分三項工作同步實施：一是進(jìn)行整合數(shù)據(jù)更新入庫（一個是整合轉(zhuǎn)換臨時庫更新、一個是株洲市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)更新）、二是對需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、三是測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換最大承載量，逐步實施分區(qū)轉(zhuǎn)換。根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換最大承載量，利用自主開發(fā)的轉(zhuǎn)換程序分區(qū)塊逐步開展轉(zhuǎn)換工作。

2.5.6屬性補(bǔ)錄

人工對轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)庫分層進(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、所屬行政區(qū)劃等相關(guān)屬性內(nèi)容。單獨(dú)對不同的圖層要素錄入更新時間、數(shù)據(jù)庫版本、版本號等屬性內(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。

2.5.8成果質(zhì)量檢查

利用自主開發(fā)的轉(zhuǎn)換質(zhì)量檢查程序，對分區(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。

對照規(guī)范要求，通過創(chuàng)建專用符號庫對要素內(nèi)容、屬性字段等人工進(jìn)行比對分析、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)庫的邏輯關(guān)系和拓?fù)潢P(guān)系，確保無錯誤數(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，對每一個分區(qū)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行元數(shù)據(jù)編寫和整理。

2.6.1成果數(shù)據(jù)庫縮編更新及上傳

（1）地形圖自動縮編是基于空間數(shù)據(jù)庫的智能化縮編，前提條件是1：500地形圖數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)入庫模塊，已經(jīng)保存在空間數(shù)據(jù)庫中，而且數(shù)據(jù)完整、正確。

（2）系列比例尺縮編過程是從大比例尺開始，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，縮編為全自動化智能縮編。

（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，通過各種縮編算法對空間數(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、面狀地物填充符號抽稀、注記處理、符號自動轉(zhuǎn)換、建構(gòu)筑物綜合等。

結(jié)束語：

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)測繪，同時也能避免規(guī)劃、國土數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)一所帶來的麻煩，這樣必然會大幅提高工作效率、質(zhì)量，降低成本，建立共享的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，讓社會各群體都從中獲益。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭鳳嬌，王祥.武漢市系列比例尺基本地形圖的數(shù)據(jù)整合與縮編更新[J].城市勘測，2012，（04）.