崔虎平，江 南

(信息工程大學(xué)地理空間信息學(xué)院，河南鄭州450052)

一、引 言

長(zhǎng)期以來(lái)，地理數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換一直是地理信息系統(tǒng)的研制開發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中必不可少的，也是花費(fèi)時(shí)間、經(jīng)費(fèi)比較大的模塊。不同的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用程序均需要讀取、轉(zhuǎn)換不同格式的地理數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行查詢分析。這種處理過(guò)程如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換流程

每一個(gè)應(yīng)用程序均需要編寫大量的代碼用于讀取不同的文件格式，進(jìn)行重復(fù)的工作，因此，需要建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口，使得應(yīng)用軟件的開發(fā)脫離這些瑣碎復(fù)雜的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。OGR簡(jiǎn)單要素庫(kù)(OGR simple feature library)就是最有效的解決方案之一。

OGR是開源C++代碼庫(kù)，可以提供讀取(部分可以寫入)大量的矢量數(shù)據(jù)格式文件，如 ESRI Shape、SDTS、PostGIS、Oracle Spatial、MapInfo mid/mif和TAB文件等格式。隨著開源項(xiàng)目的發(fā)展，OGR目前已作為地理空間數(shù)據(jù)抽象庫(kù)(open geospatial data abstraction library，GDAL)的一部分，GDAL可完成柵格地理數(shù)據(jù)的讀寫轉(zhuǎn)換，柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)處理相結(jié)合，相得益彰，使得GDAL/OGR在許多開源項(xiàng)目中得到了更廣泛的應(yīng)用，如熟悉的 Google Earth、ESRI ArcGIS 9.2+、GRASS、OpenEV、UMN MapServer、Quantum GIS(QGIS)、MapWindow 等十幾個(gè)開源項(xiàng)目。

OGR目前支持的矢量數(shù)據(jù)格式如表1所示。

表1 OGR支持的矢量數(shù)據(jù)格式

其中，是否允許保存為No，表示當(dāng)前只支持讀取該文件格式;而Yes表示既可以讀取此文件格式還可以寫此文件格式。因此為了將某一文件格式(如MapGIS明碼格式)轉(zhuǎn)換為其他文件格式，只要在OGR增加相應(yīng)的讀取該文件格式代碼，即可保存為可建立的文件格式。

本文就是使用OGR提供的矢量數(shù)據(jù)模型，在VC++開發(fā)環(huán)境下，增加讀取MapGIS明碼數(shù)據(jù)文件格式的相關(guān)代碼，實(shí)現(xiàn)由MapGIS明碼數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為其他矢量數(shù)據(jù)格式的功能。其流程如圖2所示。

圖2 基于OGR的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

二、OGR中數(shù)據(jù)格式驅(qū)動(dòng)的開發(fā)

在OGR中，不同的數(shù)據(jù)格式對(duì)應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)(Driver)，OGR統(tǒng)一管理所有支持的驅(qū)動(dòng)，使用驅(qū)動(dòng)完成地理數(shù)據(jù)格式的讀取與保存。OGR中類的框架關(guān)系如圖3所示。

圖3 OGR中類的框架關(guān)系

其中，

1)OGRSFDriverRegistrar：負(fù)責(zé)注冊(cè)并統(tǒng)一管理所有驅(qū)動(dòng);

2)OGRSFDriver：對(duì)應(yīng)于某一文件格式，可以實(shí)現(xiàn)打開數(shù)據(jù)源、復(fù)制、刪除等功能;

3)OGRDataSource：表示文件或數(shù)據(jù)庫(kù)的抽象類，由用戶繼承實(shí)現(xiàn)，包含一個(gè)或多個(gè)圖層(OGRLayer);

4)OGRLayer：表示數(shù)據(jù)源中要素的抽象類，由用戶繼承實(shí)現(xiàn);

5)OGRSpatialReference：空間參考類;

6)OGRFeature：表示某一幾何要素，包括屬性信息;

7)OGRGeometry：幾何對(duì)象類。

由于OGR是基于OpenGIS簡(jiǎn)單要素?cái)?shù)據(jù)模型建立起來(lái)的，數(shù)據(jù)的類型、方法命名均符合OpenGIS規(guī)范，因此非常容易移植于其他符合OGC規(guī)范的軟件系統(tǒng)中。OGR使用的幾何數(shù)據(jù)對(duì)象關(guān)系如圖4所示。

圖4 OGR中的幾何數(shù)據(jù)對(duì)象關(guān)系

為了讀取新的數(shù)據(jù)格式，主要實(shí)現(xiàn)OGR中以下3個(gè)類的接口：OGRSFDriver、OGRDataSource與OGRLayer。在實(shí)現(xiàn)以上接口以后，使用OGRSFDriverRegistrar類函數(shù)RegisterDriver(new OGRMapGISDriver)將新的驅(qū)動(dòng)增加到OGR中。

三、完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換

將新的驅(qū)動(dòng)增加到OGR驅(qū)動(dòng)列表后，就可以使用OGR完成相應(yīng)數(shù)據(jù)格式的讀取功能，使用OGR可以將源數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)列表中可保存的數(shù)據(jù)格式。

使用OGR完成數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的主要流程如圖5所示。

圖5 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的主要流程

第1步：得到注冊(cè)的驅(qū)動(dòng)。

第2步：根據(jù)指定的驅(qū)動(dòng)名，得到驅(qū)動(dòng)對(duì)象。

第3步：使用驅(qū)動(dòng)打開數(shù)據(jù)文件，得到數(shù)據(jù)源對(duì)象。

第4步：根據(jù)指定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)名，得到目標(biāo)驅(qū)動(dòng)對(duì)象，方法同第2步。

第5步：建立輸出數(shù)據(jù)源。

第6步：根據(jù)源目標(biāo)數(shù)據(jù)中圖層個(gè)數(shù)，依次在目標(biāo)數(shù)據(jù)源中建立圖層。

第7步：建立目標(biāo)圖層的屬性結(jié)構(gòu)。

第8步：依次寫入源數(shù)據(jù)集中的要素對(duì)象。

第9步：釋放內(nèi)存。

綜合以上處理過(guò)程，筆者編寫了通用地理數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具，界面圖6所示。

四、結(jié)束語(yǔ)

矢量地理數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換是地理信息系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用過(guò)程的基礎(chǔ)之一。本文研究了OGR實(shí)現(xiàn)矢量地理數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的原理，并在OGR中編程實(shí)現(xiàn)了MapGIS明碼格式驅(qū)動(dòng)的開發(fā)，完成了向其他數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。其重要意義在于數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換不再需要大量的商業(yè)軟件來(lái)完成，節(jié)約了大量的軟件購(gòu)置費(fèi)用，同時(shí)軟件的開發(fā)思路對(duì)于其他數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換具有借鑒意義。

仍存在以下不足：

1)由于OGR采用符合OpenGIS的簡(jiǎn)單幾何數(shù)據(jù)模型，因而MapGIS數(shù)據(jù)格式向其他數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換時(shí)丟失了其拓?fù)潢P(guān)系。

2)目前完成矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程時(shí)保持空間參考系保持不變，如何在轉(zhuǎn)換過(guò)程中增加地理參考系有待于進(jìn)一步研究。

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