２０１９年１２月第６期
ＵｒｂａｎＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ＆Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ
城 市 勘 测
Ｄｅｃ.２０１９Ｎｏ.６
引文格式:贺勇ꎬ贺丹.基于Ｇｅｏｗａｙ的全要素地形图数据入库整理[Ｊ].城市勘测ꎬ２０１９(６):３２－３５.文章编号:１６７２－８２６２(２０１９)０６－３２－０４
中图分类号:Ｐ２０８１
文献标识码:Ｂ
基于Ｇｅｏｗａｙ的全要素地形图数据入库整理
———以重庆市１∶１００００基础地理信息数据入库为例
(重庆市勘测院ꎬ重庆 ４０１１２１)
贺勇∗ꎬ贺丹
摘 要:为了对基础地理信息数据进行快捷高效的入库整理ꎬ重庆市１∶１００００基础地理信息数据入库工作中采用了基于Ｇｅｏｗａｙ的地形图数据入库整理方法ꎬ通过定制标准化的数据方案ꎬ提高了全要素地形图数据入库整理效率ꎬ降低了建库成本ꎬ保证了建库质量ꎮ
关键词:全要素地形图ꎻ数据整理ꎻＧｅｏｗａｙ
１ 引 言
由近年完成的１∶５０００全要素数字地形图缩编而来ꎬ为ＭｉｃｒｏｓｔａｔｉｏｎＶ８的ＤＧＮ格式ꎬ采用２０００国家大地坐标系ꎬ１９８５国家高程基准ꎬ高斯—克吕格投影ꎬ３°分带ꎬ１∶１００００标准分幅ꎬ数据精度符合«数字地形图产品基本要求»(ＧＢ/Ｔ１７２７８－２００９)ꎮ由于数据成图时间跨度长、生产模式多样、覆盖面广、内容复杂ꎬ入库整理难度较大ꎮ
根据建库要求ꎬ入库数据各项指标应符合«基础地理信息１∶１００００地形要素数据规范»(ＧＢ/Ｔ３３４６２－织方式、采集指标、要素完整性、属性内容、分类代码、表达方式等方面的情况进行分析ꎬ存在的问题主要包括:
(１)数据组织方式不一致对应ꎬ要素分层存在错误ꎮ
(２)采集指标不一致
部分要素与«数据规范»定义的采集指标不同ꎮ如仅表示了高速、国、省公路边的干沟ꎬ而«数据规范»要求深度大于１.０ｍ或长度大于图上１.０ｃｍ的均需表示ꎬ等等ꎮ
(３)要素缺失
«数据规范»要求应采集表示ꎬ但ＤＬＧ数据中未表现有数据组织形式较为松散ꎬ分层及编码不完全２０１６ꎬ以下简称«数据规范»)ꎮ通过对地形图数据的组
全要素数字地形图是基础地理信息数据库最重要
的建库数据源ꎮ由于当前生产标准的不统一ꎬ数据加工、处理和转换的平台及数据组织方式都不尽相同ꎬ不能直接导入数据库ꎬ需要针对不同的数据情况ꎬ采用人工干预或程序自动处理的方式对数据进行整理ꎬ形成符合数据库标准的数字线划图成果方能入库[１ꎬ２]ꎮ为了同时满足制图和建库的需要ꎬ传统的地图制图和空间数据建库需在同一时期生产两套数据ꎬ在增加生产成本的同时ꎬ也造成了大量数据冗余ꎬ且难以保证数据的一致性[３]ꎮ
Ｇｅｏｗａｙ软件平台提倡建库、制图一体化的处理方
式ꎬ通过骨架数据挂符号的方式实现制图效果[４ꎬ５]ꎬ大大提高了生产效率ꎮＧｅｏｗａｙ能够进行多源空间数据的集成处理ꎬ它的对照表机制ꎬ能够建立数据转换对应关系ꎬ涵盖数据定义、数据组织、数据表达和坐标系统等ꎬ最大限度地实现异构系统之间图形、属性及符号的双向交换[４ꎬ６ꎬ７]ꎮ按照“先主要地物要素ꎬ后次要地物要素ꎻ先骨架要素ꎬ后局部要素”的原则ꎬ对道路、居民地、水系、管线、境界、地貌、植被、附属设施及其他要素进行编辑ꎬ其数据处理的主要步骤包括数据导入、图形编辑、属性编辑、数据质检、成果导出等ꎮ下面以重庆市１∶１００００基础地理信息数据入库为例ꎬ介绍利用Ｇｅｏｗａｙ进行入库数据整理的方法和经验ꎮ
示ꎬ如地下河段、船闸边线、乡镇级、污水处理厂、立交桥等ꎮ
(４)属性内容不完整
部分属性项存在缺失ꎮ除了“分类代码”“高程”“角度值”字段包含属性外ꎬ各图层其他字段未包含任何属性ꎮ涉及８个数据集、３７个图层、约６５０类要素
２ 数据入库存在的问题
∗ 收稿日期:２０１９—０３—０７
重庆市现有的１∶１００００全要素数字地形图成果
作者简介:贺勇(１９６６—)ꎬ男ꎬ高级工程师ꎬ主要从事工程测量、地理信息等技术工作ꎮ
第６期贺勇等基于Ｇｅｏｗａｙ的全要素地形图数据入库整理
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均需从地名或分类代码中提取属性ꎮ
(５)表达方式不一致
部分要素表达方式与«数据规范»不一致ꎮ如河流流向为有向点ꎬ«数据规范»要求为中心线ꎻ吊车为范围线构面ꎬ«数据规范»要求为中心线ꎬ等等ꎮ
另外ꎬ１∶１００００数字地形图的要素位置、属性和几何表达与图面整体布局、制图整饰密切相关ꎬ要素关系以图形压盖和制图符号协调处理为主ꎬ严格来说仍属于制图模型ꎮ而«数据规范»要求基础地理信息数据库按照ＧＩＳ模型存储ꎬ记录地理实体要素及其属性信息ꎬ重点在于统计、分析ꎮ因此ꎬ１∶１００００地形图数据建库除了一般的入库数据处理外ꎬ还需进行大量的
地理要素实体和要素属性信息的提取、赋值和重建ꎬ才能实现从制图模型向ＧＩＳ模型的转化ꎮ
３ 入库整理流程
利用Ｇｅｏｗａｙ３.６软件平台ꎬ采用人工处理为主、程
序处理为辅的人机交互处理方式ꎬ主要内容包括数据清理、查漏补缺、统一数据组织、统一表达方式、地理实体要素提取、拓扑关系处理、属性赋值等ꎮ同时ꎬ通过建立基于数据库驱动的快速制图技术ꎬ实现地形要素数据与制图数据一体化存储ꎬ在节省数据库存储空间的同时ꎬ也满足了制图处理和常规图形表达的需求ꎮ数据整理入库具体流程如图１所示ꎮ
图１ 地形图数据整理入库技术流程
３１ 数据清理及查漏补缺
将１∶１００００地形图数据按不同测区、不同测绘
单位、不同年代进行清理、归类ꎬ综合采用程序检查、人工浏览、ＤＧＮ成果对照等方式发现丢失的地形地物ꎬ并分析原因ꎮ对于个别要素丢失情况ꎬ制定信息提取流程ꎬ直接从原始ＤＧＮ成果中提取ꎻ对于大面积、普遍性丢失情况ꎬ或存在数学基础错误、有效范围错误、测区间未接边、重大属性项缺失等严重错漏的ꎬ返还给测
３２ 统一数据组织
绘单位整改后再进行整理ꎮ
根据«数据规范»建立转换模板ꎬ自动对数据的要
素代码、分层、属性项定义进行规整ꎮ处理前首先建立ＧＩＳ平台下的数据方案ꎬ在分析ＤＧＮ数据与«数据规范»之间关系基础上ꎬ建立分类代码转换方案、分层对照方案、属性项对照方案、格式转换方案ꎬ利用软件自动实现ＤＧＮ数据到ＧＩＳ数据的分类代码整理、数据层
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城 市 勘 测２０１９年１２月
整理、基本属性整理、格式转换ꎮ
义、要素分类代码及其要素名称、符号库ꎬ形成数据方案模版ꎬ便于批量作业ꎬ规范作业环境和成果组织ꎮ
(２)分类代码整理:针对代码分类之间的差异ꎬ设(３)数据层整理:按«数据规范»中的数据分层与(１)数据方案:在Ｇｅｏｗａｙ中定制图层、属性项定２所示ꎮ
息提取、错误编码修正等ꎮ水系结构线提取效果如图
计要素代码对照表和地名代码对照表ꎬ对错误分类代码进行修正ꎮ
要素分类要求ꎬ建立数据分层对照方案ꎬ将地物要素分门别类放入已定义数据层(４)基本属性整理:要素分层整理完成后ꎮ
«容包括数据规范:检查整理属性项的名称是否正确»要求ꎬ对要素的属性项进行整理ꎬ按照
ꎬ字段类型是ꎬ主要内否符合要求ꎬ字段长度是否合理ꎬ已有属性项定义是否符合«数据规范»中“属性项名称及定义”的要求ꎻ检查已有属性内容是否规范ꎬ数值是否准确无异常值ꎬ必填属性项是否缺失等ꎮ式的自动转换(５)格式转换３ ꎮ
:软件实现ＤＧＮ数据到ＧＩＳ交换格
３基础地理信息数据库是统一表达方式
“图库一体”的数据ꎬ在满
足数据采集的同时ꎬ还需确保符号化后图面效果能与制图数据保持一致ꎮ对于分幅存放的制图数据ꎬ转换成数据库成果后ꎬ应统一数据的表达方式ꎬ确保各类要素符号化正确ꎬ尤其是跨图幅要素的表达ꎮ需重点处理的内容包括四个方面几何特征为有向点的要素(１)有向点角度值正确:
ꎬ方向按顺时进行旋转计算:根据地形图图示基本要求ꎮꎬ位线表示(２)有向线方向正确ꎬ保持要素符号主体在前进方向的右边:按照线状要素中心线或定(３)范围线构面的拐点信息识别:依比例尺的水
ꎮ
利设施、构筑物、交通设施等均用范围线构面表达ꎬ必须满足逆时针闭合法则ꎬ准确识别符号化时内部拐点信息ꎬ才能确保符号的方向、位置正确ꎮ对于跨图幅要素ꎬ需在建库阶段合并后提取拐点信息样ꎬ对于跨图幅要素(４)“有向线＋坡底线ꎬ需在建库阶段图幅合并后提取”提取:同范围线构面要素一
ꎮ
ꎬ３如陡崖４ 地理实体要素提取、陡石山、露岩地等ꎮ
地理实体要素的提取主要包括制图打断要素的连
接、水系结构线提取、道路中心线提取、房屋、水系、道路等面状要素提取、定位点/标注点提取、地名定位、断开线要素衔接、反向处理、接边处理、错误或空属性信
图２ 水系结构线提取
３５ 在处理过程中需始终保持各图层拓扑一致性拓扑关系处理
ꎬ除
消除微小面、微小线、多余悬挂、多余伪节点等基本拓扑问题外ꎬ还包括各类要素之间的重复、压盖、点不落线、线相交线等拓扑错误ꎬ如提取的道路面需与道路边线保持一致Ｇｅｏｗａｙ改ꎮ在容差范围内的拓扑问题可以由程序自动处理提供的数据检查ꎬ道路中心线必须在道路面内等[８]、编辑功能对此类问题进行修ꎮ利用ꎬ
其检查内容如图３所示ꎻ超出容差的问题需人为判定后综合处理ꎮ
图３ 拓扑检查
３６ 实体要素提取完毕后属性赋值
ꎬ需要将存储于地名注记、居
民地注记、性质注记图层中的要素属性挂接到几何要素上ꎬ实现“空间—属性”的统一ꎮ由于处理工作量大ꎬ通过属性赋值处理程序完成ꎬ处理界面如图４所示ꎮ首先根据要素编码建立实体要素与属性编码间的关系表ꎬ其次设置查询范围及枚举值ꎬ便可自动完成属性的赋值ꎮ根据赋值的结果可以对关系表进行优化ꎬ以达到最佳效果ꎮ主要分为以下几种情况:
第６期贺勇等基于Ｇｅｏｗａｙ的全要素地形图数据入库整理
３５
件自动完成对应关系ꎮ何图形中提取ꎮ
(１)对于需从分类代码中提取的属性项ꎬ通过软(２)对于以几何特征表示的属性项ꎬ用程序从几(３)对散落于地名、性质注记、数字注记中的属性
４ 结 语
全要素地形图数据要素种类多、结构复杂、数据量
大ꎬ其入库整理是一个复杂的过程ꎬ关键在于按照数据库标准规范ꎬ快速实现数据的分类代码整理、图层整理、属性整理、格式转换等ꎮ重庆市１∶１００００基础地理信息数据库生产中ꎬ利用Ｇｅｏｗａｙ进行入库数据整理ꎬ通过定制数据方案ꎬ形成了标准化的处理流程ꎬ省去了大量不必要的人工操作步骤ꎬ提高了处理效率ꎬ降低了建库成本ꎬ且能够实时检查控制数据质量ꎬ从而使得基础地理信息数据库的建设和维护变得更加简单ꎮ实践表明ꎬ建库成果同时兼顾了制图效果ꎬ基本实现了图库一体化ꎬ该方法对于今后的建库和维护工作ꎬ具有一定的借鉴意义ꎮ
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信息ꎬ首先通过建立关系表ꎬ利用空间分析功能将地名、性质注记、数字注记分别挂接到各类要素上ꎬ而后利用识别功能将不同的属性分别归入相应的属性字段中ꎬ如图４所示ꎮ注记过于密集的区域程序可能会判断错误ꎬ需人工辅助修改ꎮ
图４ 属性赋值
３７ 图幅合并接边
要素处理完成后ꎬ需重新生成数学基础线ꎬ并进行
地图投影、图幅合并及接边等ꎮ利用ＦＭＥ编制自动接边程序ꎬ并对未接边的要素进行标记ꎬ以便后期人工查找修改ꎬ能够显著提高处理效率ꎮ
入库数据处理过程中ꎬ采取程序自动检查、人机交互检查相结合的方式对成果进行质量控制ꎬ确保数据满足要求ꎮ其中ꎬ程序自动检查主要对数据的完整性、结构一致性、属性代码的正确性、属性完整性进行检查ꎻ人机交互检查主要对要素的综合取舍、逻辑关系合理性、编辑精度、属性正确性、要素多余/遗漏等进行检查ꎬ并对程序自动检查结果进行核实[９]ꎮ
ＨｅＹｏｎｇꎬＨｅＤａｎ
(ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＣｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１１２１ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｏｒｇａｎｉｚｅｔｈｅｂａｓｉｃｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄａｔａｉｎｔｏｄａｔａｂａｓｅｑｕｉｃｋｌｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙꎬｔｈｅＧｅｏ￣ｗａｙ－ｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅ１∶１００００ｂａｓｉｃｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｄａｔａｓｔｏｒａｇｅｉｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇ.Ｂｙｃｕｓｔｏｍｉｚｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄｄａｔａｓｃｈｅｍｅꎬｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａｌｌ－ｆａｃｔｏｒｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｍａｐｄａｔａｉｎｔｏｄａｔａｂａｓｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄꎬｔｈｅｃｏｓｔｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｄａｔａｂａｓｅｉｓｒｅｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｂｕｉｌｄｉｎｇｄａｔａｂａｓｅｉｓｇｕａｒａｎｔｅｅｄ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃｍａｐꎻｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎻＧｅｏｗａｙ
———ＴａｋｉｎｇｔｈｅＤａｔａｂａｓｅＢｕｉｌｄｉｎｇｏｆ１∶１００００ＢａｓｉｃＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤａｔａ
ｉｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇａｓａｎＥｘａｍｐｌｅ
ＤａｔａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｔｈｅＤａｔａｂａｓｅＢｕｉｌｄｉｎｇｏｆｔｈｅＴｏｔａｌＦａｃｔｏｒ
ＴｏｐｏｇｒａｐｈｉｃＤａｔａＢａｓｅｄｏｎＧｅｏｗａｙ
