GIS開發(fā)在河北省國(guó)土資源矢量數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用

曹文民

(河北省水文工程地質(zhì)勘査院 石家莊 050021)

2000國(guó)家大地坐標(biāo)系(簡(jiǎn)稱CGCS2000)是經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)使用的新一代國(guó)家大地坐標(biāo)系，新坐標(biāo)系具有三維、地心、高精度、動(dòng)態(tài)等特點(diǎn)，更加適應(yīng)現(xiàn)代化空間技術(shù)發(fā)展趨勢(shì), 能夠更好地滿足高精度、快速的空間定位技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用。經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，我國(guó)自2008年7月1日起啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系。河北省國(guó)土資源矢量數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)量大、存儲(chǔ)路徑復(fù)雜、部分?jǐn)?shù)據(jù)格式不能直接進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換方法效率低下等問題。GIS開發(fā)能夠針對(duì)特定規(guī)律的空間數(shù)據(jù)，編寫特定需求的數(shù)據(jù)批處理程序，既能充分利用現(xiàn)代化計(jì)算資源而提高工作效率，又能避免傳統(tǒng)手工處理時(shí)的人為錯(cuò)誤，為河北省國(guó)土資源矢量數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作提供高效的數(shù)據(jù)處理方法，確保該項(xiàng)工作的順利完成。

1 工作流程

河北省國(guó)土資源矢量數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工作流程主要包括數(shù)據(jù)整理分析、GIS插件開發(fā)及測(cè)試、數(shù)據(jù)批處理、成果質(zhì)檢等步驟(圖1)

圖1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作流程圖

1.1 數(shù)據(jù)整理及分析

對(duì)收集到的河北省省本級(jí)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理工作，按照數(shù)據(jù)的格式、大小、坐標(biāo)系統(tǒng)、來源等進(jìn)行分類，分析數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)特點(diǎn)及規(guī)律，為GIS批處理插件的開發(fā)做好準(zhǔn)備工作。

1.2 GIS插件開發(fā)

針對(duì)不同格式、坐標(biāo)系統(tǒng)、存儲(chǔ)路徑的數(shù)據(jù)，開發(fā)系列GIS插件。

(1)TXT與SHP互轉(zhuǎn)插件

由于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田及建設(shè)用地坐標(biāo)范圍數(shù)據(jù)為TXT格式，不能直接被坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件平臺(tái)加載并進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，且建設(shè)用地坐標(biāo)范圍數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后還要與其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行相交等空間分析。因此，開發(fā)了“TXT與SHP互轉(zhuǎn)”插件，其界面如圖2所示。

圖2 TXT與SHP互轉(zhuǎn)插件界面示意圖

此插件實(shí)現(xiàn)了批量將特定格式的TXT坐標(biāo)串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SHP點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了將轉(zhuǎn)換后的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的SHP點(diǎn)數(shù)據(jù)回寫為TXT坐標(biāo)串格式，并保持原TXT坐標(biāo)串格式不變。此外，該插件還實(shí)現(xiàn)了將TXT坐標(biāo)串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SHP面數(shù)據(jù)，用于與其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)圖層進(jìn)行疊加、統(tǒng)計(jì)等分析應(yīng)用。

(2)數(shù)據(jù)抽取與還原工具

由于原省本級(jí)矢量數(shù)據(jù)成果是按不同年度、縣、市、不同類別的結(jié)構(gòu)目錄進(jìn)行存儲(chǔ)的，逐一目錄手動(dòng)加載數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換效率低下，為了能夠進(jìn)行批量坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，提高工作效率，開發(fā)了“數(shù)據(jù)抽取與還原”工具(圖3)。

圖3 文件抽取與還原工具示意圖

此工具能夠創(chuàng)建1954年北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系下不同帶號(hào)的目錄，并將相同帶號(hào)、同類型、不同目錄下的矢量數(shù)據(jù)抽取到同一目錄下，用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件批量加載、批量轉(zhuǎn)換，并能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)成果還原至原目錄，大大提高工作效率。

(3)矢量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具

由于省本級(jí)部分礦產(chǎn)數(shù)據(jù)如采礦權(quán)、探礦權(quán)、壓覆礦產(chǎn)等的數(shù)據(jù)格式雖為MDB(Microsoft Database)格式，但其項(xiàng)目區(qū)域范圍以坐標(biāo)串形式存儲(chǔ)于MDB數(shù)據(jù)庫(kù)的表字段中；礦產(chǎn)資源動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量庫(kù)的區(qū)域范圍以坐標(biāo)串形式存儲(chǔ)于Data Base數(shù)據(jù)庫(kù)的表字段中。這些數(shù)據(jù)不能被坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件直接加載并進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，此外轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)還需還原至原數(shù)據(jù)格式，因此開發(fā)了數(shù)據(jù)抽取與還原工具(圖4)。

圖4 矢量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具

此插件實(shí)現(xiàn)了對(duì)MDB數(shù)據(jù)庫(kù)的表字段坐標(biāo)串(如采礦權(quán)、探礦權(quán)、壓覆礦產(chǎn)等數(shù)據(jù))、DB數(shù)據(jù)庫(kù)的表字段坐標(biāo)串(如礦產(chǎn)資源動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量庫(kù)數(shù)據(jù))、EXCEL表字段坐標(biāo)串?dāng)?shù)據(jù)(如地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)據(jù))向SHP點(diǎn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)成果回寫至原數(shù)據(jù)格式的功能。

1.3 數(shù)據(jù)批處理

采用開發(fā)的GIS插件，將各類矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為特定的、統(tǒng)一格式的、可批量處理的矢量數(shù)據(jù)，利用轉(zhuǎn)換參數(shù)對(duì)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行批量的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工作，再利用插件將轉(zhuǎn)換后的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的矢量數(shù)據(jù)成果還原至原始數(shù)據(jù)格式及路徑，便于數(shù)據(jù)的回交及原業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用。

1.4 成果質(zhì)量檢查

對(duì)所有轉(zhuǎn)換后的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系省本級(jí)矢量數(shù)據(jù)成果進(jìn)行質(zhì)量檢查，質(zhì)量不合格的重新進(jìn)行轉(zhuǎn)換和質(zhì)檢，直至所有成果合格。

(1)轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)的可用性檢查

檢查轉(zhuǎn)換后的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系數(shù)據(jù)是否能被原應(yīng)用軟件加載、使用。

(2)空間參考系正確性檢查

檢查轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)成果是否為2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，檢查轉(zhuǎn)換后的矢量數(shù)據(jù)的投影帶號(hào)是否與原始數(shù)據(jù)投影帶號(hào)一致。

(3)數(shù)據(jù)完整性檢查

檢查轉(zhuǎn)換后矢量圖層中的要素?cái)?shù)量是否與轉(zhuǎn)換前一致。

(4)邏輯一致性檢查

檢查矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后相同圖層內(nèi)和不同圖層間的拓?fù)潢P(guān)系是否一致。

(5)表征質(zhì)量檢查

檢查轉(zhuǎn)換前后注記或符號(hào)相對(duì)位置是否一致。

(6)附件質(zhì)量檢查

轉(zhuǎn)換后元數(shù)據(jù)的完整性和正確性。

2 工作成果

通過開發(fā)各類GIS數(shù)據(jù)處理插件，順利完成了對(duì)河北省土地利用現(xiàn)狀、土地利用規(guī)劃、礦產(chǎn)資源規(guī)劃、基本農(nóng)田、采礦權(quán)、探礦權(quán)、礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量等省本級(jí)矢量數(shù)據(jù)的2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工作，確保了2000國(guó)家大地坐標(biāo)系下國(guó)土資源日常管理工作的順利開展。

3 結(jié)論

此次河北省國(guó)土資源矢量數(shù)據(jù)2000國(guó)家大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換工作中，在總結(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)律的基礎(chǔ)上，開發(fā)了多個(gè)GIS工具和插件，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的批量轉(zhuǎn)換，在避免了轉(zhuǎn)換中的人為錯(cuò)誤的同時(shí)，大大提高了數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的工作效率，確保了轉(zhuǎn)換工作的順利完成，為以后工作中對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有一定規(guī)律的國(guó)土空間數(shù)據(jù)處理提供了新的解決思路。