郭興平 彭靖
摘要:本文針對(duì)1:500地形圖建立數(shù)據(jù)庫前數(shù)據(jù)整理工作流程進(jìn)行介紹。外業(yè)數(shù)據(jù)采集即修測(cè)補(bǔ)測(cè)工作完成后,按照空間數(shù)據(jù)建庫標(biāo)準(zhǔn)的要求,對(duì)1:500 數(shù)字化地形圖數(shù)據(jù)進(jìn)行核查及處理,經(jīng)數(shù)據(jù)構(gòu)面、屬性錄入、建立拓?fù)潢P(guān)系、數(shù)據(jù)投影變換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等工序,整理地形圖數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵字:數(shù)據(jù)構(gòu)面;屬性錄入;建立拓?fù)潢P(guān)系;數(shù)據(jù)投影變換;數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)
城市和工程建設(shè)一般需要大比例尺地形圖,其中比例尺為1:500和1:1000的地形圖一般用平板儀、經(jīng)緯儀或全站儀等測(cè)繪 。大比例尺城市地形圖數(shù)據(jù)是城市空間信息基礎(chǔ)設(shè)施最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一,是數(shù)字城市的重要組成部分。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市建設(shè)的加快,大比例尺城市地形圖在城市規(guī)劃和管理中的作用越來越重要。因此,針對(duì)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和應(yīng)用需求,如何高效快速地組織與管理這些數(shù)據(jù)是一個(gè)值得關(guān)注與研究的問題。
大比例尺城市地形圖對(duì)客觀世界的抽象概括程度低,表達(dá)細(xì)化,結(jié)構(gòu)零散,數(shù)據(jù)量大,一般以圖幅為單位進(jìn)行管理,由于數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理等方面的原因,跨圖幅的空間目標(biāo)往往被分割成不同子目標(biāo)。
大比例尺地圖數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵問題,在上世紀(jì)70年代以來歷經(jīng)了兩個(gè)發(fā)展階段:文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。大比例尺地形數(shù)據(jù)管理只能使用在文件系統(tǒng)水平上。有序列文件、直接存取文件、關(guān)鍵字存取文件等幾個(gè)文件類型。系統(tǒng)文件有著較多的弱點(diǎn),只有幾個(gè)應(yīng)用程序存在于數(shù)據(jù)文件中,其中管理功能存在弱點(diǎn),空間浪費(fèi)較多,同時(shí)文件也不容易擴(kuò)充,修改起來較非時(shí)間。計(jì)算機(jī)硬件提供了大容量的直接存取設(shè)備磁盤,隨著計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)庫,與此同時(shí)大比例尺地形的管理數(shù)據(jù)也跟著進(jìn)入了數(shù)據(jù)庫階段。
復(fù)雜的模型數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)構(gòu)造的組織存儲(chǔ)和管理是大比例尺地形數(shù)據(jù)管理的基本管理特點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)只能按照規(guī)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)、管理,只有這樣才能確保共享數(shù)據(jù)的完整性得到合理的發(fā)揮,用戶才能夠直接與數(shù)據(jù)打交道。
大比例尺地形數(shù)據(jù)是管理數(shù)據(jù)類型的主要方式,其中空間位置數(shù)據(jù)、專題屬性數(shù)據(jù)是是各種制圖要素的兩大類型??臻g位置數(shù)據(jù)可以歸納為點(diǎn)、線、面。線是基本,點(diǎn)是線的坐標(biāo)點(diǎn),面是由線圍成的。三者之間可以概括為弧段節(jié)點(diǎn)模型。二維表中點(diǎn)的特征主要包括點(diǎn)序號(hào)和用戶識(shí)別號(hào),以及它們所對(duì)應(yīng)的專題屬性數(shù)據(jù)項(xiàng);二維表中線的特征主要包括線序號(hào)、用戶識(shí)別號(hào)、起始節(jié)點(diǎn)號(hào)和終止節(jié)點(diǎn)號(hào)。專題屬性對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)項(xiàng)是線的長(zhǎng)度;面的特征是二維表中的主要特征,包括多邊形序號(hào)、用戶識(shí)別號(hào)、周長(zhǎng)、面積以及各自對(duì)應(yīng)的專題屬性數(shù)據(jù)項(xiàng)。
建立拓?fù)潢P(guān)系、數(shù)據(jù)投影變換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等工序,整理地形圖的步驟大體有以下幾步:
1、 首先地圖數(shù)據(jù)庫、圖形特征層、分區(qū)和命名、文件索引結(jié)構(gòu)是確定地圖數(shù)據(jù)庫的要素層,其次要建立控制點(diǎn)文件,數(shù)據(jù)庫的基本框架形成是必不可少的。
2、 描述數(shù)據(jù)的信息、圖形特征需要一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)字典,編寫數(shù)據(jù)字典規(guī)定出了圖形特征層的詳細(xì)屬性。
3、 在確定的系統(tǒng)規(guī)模和數(shù)據(jù)量估算基礎(chǔ)上必須依靠機(jī)助地圖制圖系統(tǒng)的支持,地圖數(shù)據(jù)庫才能合理地得以利用。,系統(tǒng)硬件和配套軟件才能合理的建立和實(shí)施。
4、 建庫范圍和使用目標(biāo)的確立、查詢的方式以及數(shù)據(jù)庫大致規(guī)模的完成期限。
5、 廣泛的資料源調(diào)查,編制目標(biāo)資料的評(píng)價(jià)表,確定基本地圖,估算數(shù)據(jù)量,最后登記造冊(cè)。
6、 凈化數(shù)字文件,按照確定的數(shù)據(jù)庫框架插入規(guī)定的位置。
7、 資料編輯加工。
8、聯(lián)機(jī)編輯和脫機(jī)編輯兩種方式反復(fù)檢查同時(shí)采用、修改,產(chǎn)生凈化的數(shù)字文件,從而實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)字的轉(zhuǎn)換,做好插入數(shù)據(jù)庫前的準(zhǔn)備工作。
9、 定位查詢、定性查詢和邏輯查詢是地圖數(shù)據(jù)庫提供的各種查詢方式和顯示方式,要及時(shí)地更新數(shù)據(jù)庫,以確保數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的時(shí)效性和可靠性。
10、 對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)際測(cè)量和評(píng)價(jià)還應(yīng)該返回核對(duì)原始資料,再重新組織入庫,進(jìn)而確保數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)質(zhì)量。
如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理?
(1)刪除偽結(jié)點(diǎn):刪除圖面上偽結(jié)點(diǎn);
(2)刪除復(fù)合線多余點(diǎn):刪除圖面中復(fù)合線上的多余點(diǎn);
(3)刪除重復(fù)實(shí)體:刪除完全重復(fù)的實(shí)體。
構(gòu)面數(shù)據(jù)需要對(duì)要素進(jìn)行構(gòu)面。要素構(gòu)面核查通過后,表達(dá)為多邊形的基本類型。以下是cass軟件的構(gòu)面功能介紹:
①手動(dòng)跟蹤:構(gòu)面將連續(xù)不斷的復(fù)合線連接起來構(gòu)成一個(gè)面,像花壇、道路邊線、房屋的邊線等等這些斷開的線,可以經(jīng)過手動(dòng)構(gòu)面,將它們圍成的領(lǐng)域構(gòu)造出來;
②搜索封閉:自主搜索某一圖層上重復(fù)圍成的領(lǐng)域,并自動(dòng)生成房界面。
③要素構(gòu)面完成后,運(yùn)行“封閉檢查”功能。該功能的面狀地物封閉檢查是入庫前所必須進(jìn)行的步驟。
大比例尺數(shù)據(jù)管理需要建立拓?fù)潢P(guān)系,建立拓?fù)潢P(guān)系的具體方法如下:
①數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入arcgis系統(tǒng)由于后期將對(duì)cass軟件成果數(shù)據(jù)新建拓?fù)潢P(guān)系和檢查拓?fù)潢P(guān)系,因此建立arcgis geodatabase數(shù)據(jù)庫,將cass軟件成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入至arcgis geodatabase數(shù)據(jù)庫。
②應(yīng)用cass軟件的shp文件接口輸出shp格式,將cass軟件的成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為shp格式的點(diǎn)、線、面簡(jiǎn)單要素類型數(shù)據(jù),再將shp格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入arcgis geodatabase數(shù)據(jù)庫中。
③cass軟件成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入arcgis數(shù)據(jù)庫后,按《城市地理空間框架數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) (cjj 103-2004)》要素類型定義重組分類。
④由于arcgis數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)有較高的要求,如圖形實(shí)體放錯(cuò)圖層、代碼值錯(cuò)誤、面狀地物不封閉即有懸掛點(diǎn)、偽節(jié)點(diǎn)等錯(cuò)誤均不能轉(zhuǎn)入arcgis系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。因此,還需要進(jìn)行arcgis拓?fù)潢P(guān)系檢查。
拓?fù)潢P(guān)系檢查拓?fù)涫?gis 在數(shù)據(jù)管理和完整性方面的關(guān)鍵要求。通常,拓?fù)鋽?shù)據(jù)模型通過將空間對(duì)象(點(diǎn)、線和面要素)表示為拓?fù)湓紨?shù)據(jù)(節(jié)點(diǎn)、面和邊)的基礎(chǔ)圖表來管理空間關(guān)系。這些原始數(shù)據(jù)(連同它們彼此之間及其所表示的要素邊界之間的關(guān)系)通過在拓?fù)湓氐钠矫鎴D表中表示要素幾何進(jìn)行定義。拓?fù)溆糜诖_??臻g關(guān)系的數(shù)據(jù)質(zhì)量并幫助進(jìn)行數(shù)據(jù)編譯。
創(chuàng)建拓?fù)湟?guī)則后,進(jìn)行拓?fù)錂z查,在容限內(nèi)進(jìn)行修改調(diào)整數(shù)據(jù)。利用ArcCatalog中所提供的規(guī)則,建立好拓?fù)潢P(guān)系后,就可以在ArcCatalog軟件中打開拓?fù)湟?guī)則,根據(jù)提示進(jìn)行修改錯(cuò)誤。ArcCatalog軟件拓?fù)錂z查功能有對(duì)線拓?fù)洌▌h除重復(fù)線、相交線斷點(diǎn)等)、線拓?fù)渖擅?、共享編輯、拓?fù)溴e(cuò)誤顯示、創(chuàng)建合理的拓?fù)湟?guī)則,進(jìn)行拓?fù)溴e(cuò)誤的重新驗(yàn)證,刷新錯(cuò)誤記錄。
數(shù)據(jù)格式和投影轉(zhuǎn)換
數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換由于采用Geodatabase作為后期地理信息數(shù)據(jù)處理的平臺(tái),因此最終成果的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換非常方便,將Geodatabase數(shù)據(jù)庫中的要素?cái)?shù)據(jù)按feature Geodatabase 或 feature class導(dǎo)出為shp格式文件,即完成最終成果數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)化。
導(dǎo)致坐標(biāo)縮放倍數(shù)的原因可能是投影參數(shù)中單位的變換,舉例來說如果當(dāng)前投影參數(shù)為毫米,則目標(biāo)投影參數(shù)為米,那么坐標(biāo)會(huì)自動(dòng)縮小5000倍,如果目標(biāo)投影參數(shù)比例尺為1:5000,會(huì)是相同的效果。 如果地理坐標(biāo)不是直接轉(zhuǎn)成,也可以進(jìn)行“輸入編輯----整圖變換----其它”的功能。
如果在MapGIS的主界面選擇菜單項(xiàng),進(jìn)入文件界面轉(zhuǎn)換,再進(jìn)行“圖形處理”→“文件轉(zhuǎn)換”,然后在主菜單中選擇“文件”,這時(shí)候就可以選擇要裝入的文件類型〔點(diǎn)數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)、面數(shù)據(jù)),最后在裝入完文件之后,選擇菜單“輸出”,并根據(jù)所裝入的文件類型提示選擇輸出點(diǎn)的數(shù)據(jù),線的數(shù)據(jù)或者面的數(shù)據(jù)進(jìn)行E00格式。
轉(zhuǎn)換某種坐標(biāo)信息數(shù)據(jù)源向另一坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行的投影方法,并進(jìn)行修改源數(shù)據(jù)中的x值和y值。具有空間參考價(jià)值的創(chuàng)構(gòu)時(shí),對(duì)空間的參考定義做了詳細(xì)的分析。那么該數(shù)據(jù)集的地理坐標(biāo)系統(tǒng)或投影坐標(biāo)系統(tǒng)便沒有了坐標(biāo)系統(tǒng)的詳細(xì)地理數(shù)據(jù), 在生產(chǎn)應(yīng)用的過程中就是沒有一點(diǎn)可利用的意義了,只不過對(duì)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)庫過程中可能會(huì)造成坐標(biāo)系統(tǒng)信息的丟失,也可能會(huì)在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容時(shí)忽略了坐標(biāo)系統(tǒng)的定義。故而需要對(duì)沒有坐標(biāo)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)集進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)定義,在不改變當(dāng)前數(shù)據(jù)集中x值 y值的特征的情況下,對(duì)該數(shù)據(jù)集進(jìn)行指定坐標(biāo)系統(tǒng)信息。
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