胡元亮，李智輝，李小華

（1.中山市欖建測繪工程有限公司，廣東 中山 528415）

元數(shù)據(jù)是能夠?qū)崿F(xiàn)不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之間交換、管理和共享的數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)[1]?；A(chǔ)地理信息元數(shù)據(jù)的規(guī)范有不同的版本，本文參考的是《基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)產(chǎn)品元數(shù)據(jù)》（CH/T 1007-2001），該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了4D產(chǎn)品（數(shù)字柵格地圖DRG、數(shù)字正射影像圖DOM、數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字線劃圖DLG）的元數(shù)據(jù)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和格式[2]。通過元數(shù)據(jù)，用戶可以了解這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)容、生產(chǎn)單位、周邊環(huán)境等情況[3]。在實(shí)踐中，元數(shù)據(jù)的生產(chǎn)還沒有統(tǒng)一的技術(shù)流程，因此如何快速高質(zhì)量地生產(chǎn)元數(shù)據(jù)就成為當(dāng)今地理信息的一個研究話題。本文討論了1∶500圖幅接合表到DLG元數(shù)據(jù)生產(chǎn)的問題，主要步驟有提取圖名并計(jì)算圖號、計(jì)算不同元數(shù)據(jù)值和元數(shù)據(jù)生成，結(jié)果主要是采用VBA或VB.NET的開發(fā)方法來完成，這些方法稍作改變也可以適用于1∶1 000和1∶2 000的DLG元數(shù)據(jù)生產(chǎn)。因中小比例尺地形圖分幅采用的是經(jīng)差和緯差劃分[4]，它的分幅和編號方法與大比例尺不一致，所以這里主要闡述的是大比例尺DLG元數(shù)據(jù)的生產(chǎn)。

1 圖幅接合表及DLG元數(shù)據(jù)

要實(shí)現(xiàn)DLG元數(shù)據(jù)的生產(chǎn)，首先應(yīng)了解生產(chǎn)所需的數(shù)據(jù)來源及成果格式，這里元數(shù)據(jù)生產(chǎn)的來源是圖幅接合表。

圖幅接合表是標(biāo)明某一地區(qū)或分幅圖的各圖幅相關(guān)位置關(guān)系的略圖，一般由圖名、圖號和方格網(wǎng)組成[5]。在開發(fā)區(qū)1∶500數(shù)字化地形圖測繪的過程中，地形圖采用正方形分幅，大小是50 cm×50 cm，編號是在1∶2 000地形圖編號的基礎(chǔ)上附加一個子號（01～16）。1∶2 000圖幅編號是以其圖幅西南角的坐標(biāo)整公里數(shù)作為它的圖號，舍去X坐標(biāo)首位數(shù)字，X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)各以3位字符表示，格式為：XXXYYY[6]。1∶500圖幅接合表如圖1所示，“××別墅”是一個圖名，對應(yīng)的圖號是“49651101”，其西南角的坐標(biāo)為“×496750.000，511000.000”。

圖1 1∶500圖幅接合表示意圖

元數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)標(biāo)志為Metadata，文件名后綴為.MAT，是一個純文本文件，分左右2邊，左邊是元數(shù)據(jù)項(xiàng)，右邊是元數(shù)據(jù)值，2邊都沒有字節(jié)數(shù)限制，可以用記事本打開查看。每一圖幅對應(yīng)一個元數(shù)據(jù)文件，每一個DLG元數(shù)據(jù)都含有121個元數(shù)據(jù)項(xiàng)和元數(shù)據(jù)值，信息量有圖幅的圖名圖號、生產(chǎn)日期、接邊情況和數(shù)據(jù)源等，其中大部分元數(shù)據(jù)值是相同的，但圖名圖號、圖廓角點(diǎn)坐標(biāo)、接邊圖名稱、接邊情況等約20項(xiàng)是不相同的。

依上述圖分幅方法進(jìn)行理論計(jì)算，1 km2的1∶500地形圖含有16幅圖幅。在一些城市的基礎(chǔ)測繪招投標(biāo)中，十幾km2的地形圖測繪、入庫及元數(shù)據(jù)制作是常見的，有的還達(dá)到幾十上百km2，那么對應(yīng)的元數(shù)據(jù)文件個數(shù)便有幾百上千。

2 圖名提取和圖號計(jì)算

圖幅接合表是在CASS軟件中繪制的，里面圖名和圖號的屬性不具備相連關(guān)系，若手工將幾百個圖名和圖號對應(yīng)寫下來非常耗時(shí)，這里采取的辦法是先在ArcGIS中提取圖名文本注記并計(jì)算其坐標(biāo)，然后在Excel表格中根據(jù)坐標(biāo)與圖號之間的關(guān)系把圖名對應(yīng)的圖號計(jì)算出來。

在ArcGIS導(dǎo)入圖名之前要對CASS中的圖幅接合表進(jìn)行整理，將圖名圖號的高度統(tǒng)一變小，使其位置完全落在圖幅之中，刪除其他文本注記。修改完后，使用ArcGIS軟件導(dǎo)入文本注記并轉(zhuǎn)換成為shp文件，添加X字段和Y字段，然后自動計(jì)算圖名的X、Y坐標(biāo)，替換圖名中的空格符，排序后刪除圖號和多余字段，最后將圖名文本注記的圖名、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)3個字段導(dǎo)出為Excel表格文件。

圖幅里面的坐標(biāo)與圖號存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，因?yàn)锳rcGIS的X、Y坐標(biāo)是數(shù)學(xué)坐標(biāo)，它與測量坐標(biāo)方向不一樣，所以圖號的前3位表示Y坐標(biāo)去除首位后的整公里數(shù)，第4～6位表示X坐標(biāo)的整公里數(shù)，最后2位與X、Y坐標(biāo)的后3位也存在一定關(guān)系（如表1所示）。

表1 圖號后2位與坐標(biāo)后3位的對應(yīng)關(guān)系表

令Z為圖號后2位，X為X3/250后取整，Y為Y3/250后取整，那么就有Z=X-4Y+13。在Excel表格中，可以將上述關(guān)系寫成VBA函數(shù)TuFu()，代碼如下：

Function TuFu(X As Long, Y As Long) As Long

Dim intX As Long, intY As Long, dX As Long, dY As Long, longY As Long

intX = Int(X / 1000)

dX = X - intX * 1000

longY = Y - Int(Y / 1000000) * 1000000

intY = Int(longY / 1000)

dY = longY - intY * 1000

TuFu = intY * 100000 + intX * 100 + 13 - Int(dY /250) * 4 + Int(dX / 250)

End Function

然后在表格中輸入該函數(shù)就可以計(jì)算出圖名對應(yīng)的圖號了。

3 不同元數(shù)據(jù)值的計(jì)算

根據(jù)上面的圖名圖號表將不相同的元數(shù)據(jù)值計(jì)算出來。必須計(jì)算的元數(shù)據(jù)值有：8個圖廓角點(diǎn)坐標(biāo)、8個接邊圖幅名稱和4個接邊狀況。這些都可以使用Excel里面的VBA開發(fā)一次性完成。

1）8個圖廓角點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算。8個圖廓角點(diǎn)坐標(biāo)指的是所在圖幅西南、西北、東北、東南圖廓角點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)。由圖幅的分幅和編號規(guī)則可知，這些角點(diǎn)坐標(biāo)都與圖號存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。具體表述為：角點(diǎn)坐標(biāo)=公里數(shù)×1 000+圖號后2位對應(yīng)的附加數(shù)。角點(diǎn)X坐標(biāo)的公里數(shù)為當(dāng)?shù)豖坐標(biāo)省略的首位再添加圖號的前3位；角點(diǎn)Y坐標(biāo)的公里數(shù)是圖號的第4～6位；圖號后2位對應(yīng)的附加數(shù)，如表2所示。

表2 圖號后2位對應(yīng)圖廓角點(diǎn)坐標(biāo)的附加數(shù)

2）8個接邊圖幅名稱的計(jì)算。8個接邊圖幅名稱是指圖幅接合表中8個方位的接邊圖幅名。先以本圖幅所在圖號算出接邊圖幅的圖號，接邊圖號之間也存在一定規(guī)律的加減關(guān)系；然后在VBA環(huán)境中采用Excel里面的VLOOKUP函數(shù)，以圖號去匹配圖名，從而完成該步驟的工作。如果某一方位沒有接邊圖，按標(biāo)準(zhǔn)將其接邊圖幅名稱記錄為“無”。

3） 4個接邊狀況的計(jì)算。4個接邊狀況指的是西邊、北邊、東邊、南邊的接邊狀況，如果有接邊圖幅，則元數(shù)據(jù)值為“已接”，若無則接邊狀況寫“未接”。

至此，不同元數(shù)據(jù)值已計(jì)算完畢，這些元數(shù)據(jù)值再加上圖名和圖號共有22項(xiàng)，再把它們導(dǎo)入Access數(shù)據(jù)庫，設(shè)定好22個字段名稱和數(shù)據(jù)類型，為下一步的元數(shù)據(jù)生成做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

4 元數(shù)據(jù)的生成

元數(shù)據(jù)的生成采用VB.NET語言開發(fā)，先是根據(jù)區(qū)域地形圖特征制作元數(shù)據(jù)模板，然后導(dǎo)入不同元數(shù)據(jù)值和模板并運(yùn)行程序生成MAT格式的元數(shù)據(jù)文件。

1）元數(shù)據(jù)模板制作，也是采用Access數(shù)據(jù)庫，添加2個字段：元數(shù)據(jù)項(xiàng)和元數(shù)據(jù)值。填好121個元數(shù)據(jù)項(xiàng)的內(nèi)容，元數(shù)據(jù)值除了圖名圖號和其他不相同的保持空值外，剩余的統(tǒng)一填上，如比例尺分母為500、所采用的大地基準(zhǔn)為1980西安坐標(biāo)系等。

2）元數(shù)據(jù)生成，是把上面的2個Access數(shù)據(jù)庫疊加后，一次性生成所有的元數(shù)據(jù)文件，程序運(yùn)行界面如圖2所示。具體操作是點(diǎn)擊按鈕“打開元數(shù)據(jù)屬性值”把22個不同屬性值的數(shù)據(jù)庫添加到第1個表格中，點(diǎn)擊按鈕“打開元數(shù)據(jù)模板”把模板添加到第2個表格中，然后點(diǎn)擊按鈕“生成元數(shù)據(jù)”便可以把所有元數(shù)據(jù)成果輸出到指定路徑下。

圖2 元數(shù)據(jù)生成程序界面

5 結(jié) 語

實(shí)踐證明，通過以上的開發(fā)思路和程序運(yùn)行，高效無誤地將1∶500圖幅接合表生成DLG元數(shù)據(jù)，避免了人工操作帶來的錯誤，為某開發(fā)區(qū)的基礎(chǔ)測繪項(xiàng)目和以后的相關(guān)工作提供了技術(shù)支持。雖然文中只是提到1∶500圖幅接合表和DLG元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，但其中的技術(shù)稍作改動便可適用于其他大比例尺和其他類型元數(shù)據(jù)的制作。本文有一些規(guī)律是筆者在工作過程中總結(jié)出來的，例如根據(jù)圖名注記的坐標(biāo)計(jì)算圖號、圖幅輪廓角點(diǎn)坐標(biāo)的數(shù)據(jù)特征，這些規(guī)律在圖幅研究、地形圖坐標(biāo)特征探索等方面具有一定的借鑒作用[7]。

[1]張曉清. 基于元數(shù)據(jù)管理的環(huán)境地理信息系統(tǒng)的開發(fā)研究[J].現(xiàn)代測繪，2011(1)：55-57

[2]CH/T 1007-2001.基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)產(chǎn)品元數(shù)據(jù)[S].

[3]李軼維，王武魁. GIS元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)綜述[J].科技信息，2011(5)：22-24

[4]GB/T13989-92.國家基本比例尺地形圖分幅和編號[S].

[5]杜磊. 基于CASS 7.0圖幅接合表中文注記自動添加的實(shí)現(xiàn)方法[J].城市勘測，2011(3)：151-153

[6]胡曉娟. 基于AutoCAD的大比例尺數(shù)字地形圖標(biāo)準(zhǔn)分幅裁剪方法研究[J].甘肅科技，2011(1)：51-52

[7]趙雙飛，秦建新，張青年.南海市土地利用數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和分層方案設(shè)計(jì)[J].國土資源科技管理，2004(1)：66-68