施紅怡 ，廖 磊 ，李嬌嬌 ，張 鵬

（1.江蘇省水利廳，210029，南京；2.江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心，210013，南京）

根據(jù)《第一次全國水利普查總體方案》《第一次全國水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理實(shí)施方案》中關(guān)于建立水利普查空間數(shù)據(jù)庫的要求，江蘇省結(jié)合本省水環(huán)境特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢，制定了相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)采集與處理實(shí)施方案和技術(shù)規(guī)定。

水利普查空間數(shù)據(jù)包括對象的空間分布、形態(tài)特征及其相互關(guān)系。就空間數(shù)據(jù)采集部分，國普辦下發(fā)了相應(yīng)的采集軟件，并提供了分辨率為2.5 m的影像數(shù)據(jù)，這對于非GIS專業(yè)的初學(xué)者簡單易用，適合于各縣區(qū)開展空間數(shù)據(jù)采集工作。由于國普辦下發(fā)的影像數(shù)據(jù)分辨率及現(xiàn)勢性弱于江蘇省現(xiàn)有0.5 m分辨率的影像資料，為充分發(fā)揮專業(yè)GIS優(yōu)勢，進(jìn)一步提高作業(yè)效率及空間數(shù)據(jù)采集的作業(yè)精度，江蘇省積極探尋適合本省需要的作業(yè)方式和作業(yè)流程。

一、水利普查空間數(shù)據(jù)要求

水利普查空間數(shù)據(jù)成果，采用2000中國大地坐標(biāo)系 （CGCS 2000），包含實(shí)際操作過程產(chǎn)生的元數(shù)據(jù)。水利普查空間數(shù)據(jù)要求不重不漏，滿足上圖要求的空間數(shù)據(jù)與臺(tái)賬系統(tǒng)中錄入的屬性數(shù)據(jù)必須一致，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的銜接通過編碼字段來實(shí)現(xiàn)。

江蘇省水利普查空間數(shù)據(jù)采集采用“在地標(biāo)載，統(tǒng)一采集”的方式。標(biāo)載底圖由矢量線劃圖疊加影像而成，矢量數(shù)據(jù)包括：省級(jí) 1∶10 000基礎(chǔ)測繪成果、第二次土地調(diào)查成果、省水利地理信息系統(tǒng)一期成果，影像數(shù)據(jù)采用最新0.5 m分辨率的航空影像。標(biāo)載底圖數(shù)據(jù)和GPS測量數(shù)據(jù)由內(nèi)業(yè)作業(yè)人員統(tǒng)一上圖，通過定制的統(tǒng)一模板進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，使效率大幅度提高。由于自有數(shù)據(jù)采集過程中數(shù)據(jù)組織采用.shp格式，且無元數(shù)據(jù)信息，這與最終需提交的數(shù)據(jù)格式存在差異，兩者的相互銜接就需要尋找適合、便捷的方法來實(shí)現(xiàn)。通過比較成果模板與自采數(shù)據(jù)之間的差別，分析得出涉及填寫的庫表及需轉(zhuǎn)換的字段，使得自有采集方法采集的數(shù)據(jù)最終符合國家水利普查辦統(tǒng)一的格式及內(nèi)容要求。

二、江蘇省水利普查空間數(shù)據(jù)處理流程

江蘇省水利普查空間數(shù)據(jù)采集精度按1∶10 000要求進(jìn)行，最新0.5 m分辨率影像數(shù)據(jù)為西安80坐標(biāo)系；國普辦對水利普查空間數(shù)據(jù)的要求精度為 1∶50 000，坐標(biāo)系為 CGCS 2000，且空間數(shù)據(jù)需在50 000比例尺下滿足相應(yīng)拓?fù)潢P(guān)系。

江蘇省在知道數(shù)據(jù)差異的基礎(chǔ)上，尋找解決差異的方法，在保證前期數(shù)據(jù)采集成果精度的基礎(chǔ)上，得到最終規(guī)范的成果文件。江蘇省水利普查空間數(shù)據(jù)處理的整體流程如圖1所示：采集作業(yè)方式按《江蘇省水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)規(guī)定》進(jìn)行，根據(jù)規(guī)范要求得到采集結(jié)果“①作業(yè)采集的數(shù)據(jù)（80shp）”，該成果檢查復(fù)核后進(jìn)行機(jī)檢；機(jī)檢是為了按檢查內(nèi)容修改得到規(guī)范的、無人為疏漏造成錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)內(nèi)容；機(jī)檢合格后進(jìn)行數(shù)據(jù)校正、投影定義及點(diǎn)位移動(dòng)的預(yù)處理工作；將這些處理好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到“②包含名錄信息的mdb庫”中，并修改相應(yīng)屬性信息，寫入元數(shù)據(jù)，完成縣區(qū)成果。整個(gè)數(shù)據(jù)處理的流程如下：

1.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備主要包括兩個(gè)方面的工作：一是各縣區(qū)自采集數(shù)據(jù)的整理完善，即利用地物標(biāo)載及GPS展點(diǎn)等方法獲得的數(shù)據(jù)參考，以高分辨率影像為參照基礎(chǔ)，完成各縣區(qū)數(shù)據(jù)統(tǒng)一采集過程。由于采集方法的改進(jìn)，使得數(shù)據(jù)采集這一階段的工作效率有很大提高，在質(zhì)量控制方面的嚴(yán)格要求也保證了數(shù)據(jù)采集的精度。另一方面要整理得到已導(dǎo)入名錄的各縣區(qū)mdb，保證空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一致性。

2.數(shù)據(jù)檢查與預(yù)處理

（1）水利數(shù)據(jù)機(jī)檢內(nèi)容

水利采集數(shù)據(jù)的檢查內(nèi)容包括：文件名是否規(guī)范、數(shù)據(jù)層是否為空層、字段命名是否規(guī)范、唯一標(biāo)識(shí)碼是否有重碼；對于備注中有文字描述的列出，便于之后的數(shù)據(jù)修改；空間信息丟失坐標(biāo)的列出，重新補(bǔ)充。水利數(shù)據(jù)的檢查是對于前期數(shù)據(jù)的一個(gè)再完善過程，并且保證后期數(shù)據(jù)入庫過程的正確進(jìn)行。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)預(yù)處理部分的工作是為了完善各普查對象相互之間的空間拓?fù)潢P(guān)系，它是基于江蘇省水利普查空間數(shù)據(jù)作業(yè)精度 1∶10 000與國普辦要求精度 1∶50 000兩者精度差異的情況下，實(shí)際采集的部分地物需再處理來滿足較小比例尺下的拓?fù)潢P(guān)系的問題。

數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括兩個(gè)部分：一是取水口、排污口與水系岸線的關(guān)系，水利普查1∶50 000的比例尺要求將取水口、排污口點(diǎn)捕捉在水系岸線上，對于不在水系岸線上的數(shù)據(jù)，在一定的容差范圍內(nèi) （這里的要求是1秒以內(nèi)），將其移至最近的水系岸線。另一個(gè)是地表水水源地、水文站、水位站在一定的容差范圍內(nèi)，需位于水系軸線上。這兩類問題的處理過程可以簡化為對應(yīng)點(diǎn)與對應(yīng)線的位置關(guān)系，遍歷點(diǎn)層的每一個(gè)數(shù)據(jù)，通過IProximityOperator的 ReturnDistance方法，得到距離該點(diǎn)最近的線狀地物以及與該線狀地物的最小距離，若這個(gè)最小距離小于規(guī)定的容差限制，則用ReturnNearestPoint方法獲得該線狀地物上距離需移動(dòng)點(diǎn)最近的點(diǎn)pNearestPoint，指定需移動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)為查找的最近點(diǎn)坐標(biāo)pPoint.PutCoords（nearestPoint.X,nearestPoint.Y）， 同時(shí)在備注中作相應(yīng)標(biāo)識(shí)pFeature.set_Value （markIndex，“移至岸線”），保存數(shù)據(jù)（pFeature.Store），完成前期處理工作。

3.數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理

（1）空間校正與投影

作業(yè)過程使用高分辨率的影像進(jìn)行，影像的坐標(biāo)系為西安80坐標(biāo)系，故采集的數(shù)據(jù)坐標(biāo)信息也屬于西安80坐標(biāo)系，水利普查統(tǒng)一要求的數(shù)據(jù)格式為CGCS 2000，所以導(dǎo)入前首先需進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的校正與投影定義。

圖1 江蘇省水利普查空間數(shù)據(jù)處理流程

空間校正和投影工作的完成在AE開發(fā)平臺(tái)下完成。采集的數(shù)據(jù)格式為shp類型，分文件夾存放。實(shí)際操作中通過遍歷總文件夾下所有shp類型數(shù)據(jù)進(jìn)行空間校正操作，以IPoint數(shù)組存放控制點(diǎn)表文件，通過GeometryBagClass存放校正數(shù)據(jù)，以AddGeometry方法添加各地物。ITransform2D接口不僅提供了圖形平移，旋轉(zhuǎn)和縮放，還提供了更加強(qiáng)大的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法Transform，實(shí)際數(shù)據(jù)處理中我們使用該方法完成空間數(shù)據(jù)的校正?？臻g投影通過gp工具調(diào)用DataManagementTools中的DefineProjection工具完成。

（2）數(shù)據(jù)導(dǎo)入（元數(shù)據(jù)填寫）

選擇數(shù)據(jù)源和目標(biāo)mdb，通過地物類名稱對應(yīng)關(guān)系導(dǎo)入相應(yīng)的數(shù)據(jù)類中，在導(dǎo)入過程中完成元數(shù)據(jù)的填寫，包括：操作人信息、操作時(shí)間、事件、操作對象的空間位置描述、元數(shù)據(jù)信息描述等內(nèi)容。這一過程是通過獲取空間對象的屬性信息和位置信息，以及操作時(shí)間和人員表，抽離提取需要的信息填入對應(yīng)元數(shù)據(jù)表中。

建立元數(shù)據(jù)記錄，使得空間數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)一一對應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對所采集的空間數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、后期元數(shù)據(jù)萃取及相關(guān)查詢統(tǒng)計(jì)等功能。

（3）屬性表補(bǔ)填

數(shù)據(jù)入庫后，需進(jìn)一步完成屬性表的補(bǔ)填，這一步驟的工作，主要是建立各空間數(shù)據(jù)表中的記錄與主名錄表的關(guān)聯(lián)關(guān)系，對于每一入庫對象，均用相應(yīng)的標(biāo)識(shí)要求在相應(yīng)屬性字段中標(biāo)注說明這種關(guān)聯(lián)關(guān)系，使得空間信息和屬性信息統(tǒng)一，也便于發(fā)現(xiàn)遺漏的對象。

三、江蘇省空間數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)

1.數(shù)據(jù)機(jī)檢

圖2 程序流程

選擇需要進(jìn)行檢查的數(shù)據(jù)文件夾，遍歷得到文件夾及各子文件夾所包含的.shp格式的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)檢查，規(guī)范文件格式和數(shù)據(jù)內(nèi)容，將檢查結(jié)果寫入規(guī)定好的文件中，作為數(shù)據(jù)修改和完善的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)機(jī)檢完全通過后才能進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理工作。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理

選擇需要進(jìn)行預(yù)處理操作的數(shù)據(jù)最頂層文件夾，遍歷得到其所包含的所有文件及各子文件夾所包含的.mdb格式的數(shù)據(jù)，通過“移至岸線”操作，完成對應(yīng)點(diǎn)空間位置的合理移動(dòng)，并記錄移動(dòng)結(jié)果。數(shù)據(jù)預(yù)處理的工作，進(jìn)一步完善了水利普查空間數(shù)據(jù)相關(guān)拓?fù)涞囊蟆?/p>

3.數(shù)據(jù)處理導(dǎo)入及元數(shù)據(jù)記錄

數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與元數(shù)據(jù)記錄過程，使數(shù)據(jù)格式與《第一次全國水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理實(shí)施方案》中關(guān)于建立水利普查空間的要求一致，最終得到規(guī)范的數(shù)據(jù)成果。程序流程如圖2所示。

四、結(jié) 語

水利普查空間數(shù)據(jù)采集與處理工作專業(yè)性強(qiáng)、任務(wù)重，通過合理的技術(shù)設(shè)計(jì)一方面降低了外業(yè)工作強(qiáng)度，另一方面有效提高作業(yè)效率，同時(shí)避免了人為疏漏造成的誤差等，確保本次空間數(shù)據(jù)的采集規(guī)范性、準(zhǔn)確性、高效性。在實(shí)際生產(chǎn)工作中，既定的最終結(jié)果是有要求的，但方法和過程可以變通，我們作業(yè)的過程需要尋找合適的方法，合理的流程設(shè)計(jì)使過程簡化，并提高效率。本文中論述的水普空間數(shù)據(jù)組織與處理的方法在實(shí)際生產(chǎn)工作中有效提高了生產(chǎn)效率，并保證了水利普查空間數(shù)據(jù)的規(guī)范要求。

[1]水利部水利信息中心.第一次全國水利普查空間數(shù)據(jù)采集省級(jí)處理方案[R]，2012.

[2]國務(wù)院第一次全國水利普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室.水利普查數(shù)據(jù)處理與軟件使用[M].北京：中國水利水電出版社，2011.