國(guó)土資源數(shù)據(jù)庫(kù)整合升級(jí)的優(yōu)化處理

蘇俊彥，方源敏，田淑靜(.昆明理工大學(xué)，云南昆明650093;.河南理工大學(xué)，河南焦作454000)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)測(cè)繪地理信息保障服務(wù)需求的日益加大，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)得到了快速發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。但是，由于地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，技術(shù)條件及數(shù)據(jù)更新機(jī)制不健全等因素，各地方各測(cè)區(qū)在要素內(nèi)容與分類編碼、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及分層、坐標(biāo)系統(tǒng)等方面存在不同程度的差異，因此需將各省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整合，升級(jí)成全國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

云南省1∶10 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)作為省級(jí)主要的基礎(chǔ)測(cè)繪成果，對(duì)其整合升級(jí)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)體的升級(jí)和數(shù)據(jù)的整合升級(jí)兩部分。1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)整合處理采用以軟件自動(dòng)處理為主、人機(jī)交互處理為輔助的作業(yè)模式。由于目前所使用生產(chǎn)軟件功能的限制性，在整合過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)整合手段復(fù)雜繁瑣，整合步驟重復(fù)率高等問(wèn)題。針對(duì)此類問(wèn)題，筆者利用編程，在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時(shí)，使人工作業(yè)轉(zhuǎn)換為軟件自動(dòng)化處理以滿足工作需要。

1 數(shù)據(jù)整合

1.1 整合的基本原則

(1)統(tǒng)一性。明確定義1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)中的要素內(nèi)容、表達(dá)方式、采集指標(biāo)、數(shù)據(jù)模型、組織結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，確保在數(shù)據(jù)生產(chǎn)與建庫(kù)過(guò)程中數(shù)據(jù)成果的準(zhǔn)確、一致。

(2)銜接性。對(duì)1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，并保持與國(guó)家1∶50 000等比例尺地形要素?cái)?shù)據(jù)的銜接和協(xié)調(diào)，為實(shí)現(xiàn)不同比例尺數(shù)據(jù)的上下聯(lián)動(dòng)更新奠定基礎(chǔ)。

(3)兼容性。充分考慮云南省1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，統(tǒng)籌兼顧云南省生產(chǎn)、建庫(kù)和應(yīng)用的需求，設(shè)計(jì)適用全國(guó)范圍的數(shù)據(jù)規(guī)范。

(4)可擴(kuò)展性。預(yù)留數(shù)據(jù)層、要素代碼和要素屬性的擴(kuò)充空間，在使用過(guò)程中可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)層、要素代碼和屬性項(xiàng)應(yīng)與規(guī)范相銜接［1］。

1.2 技術(shù)路線與方法 1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)的整合處理采用預(yù)先分析、總體設(shè)計(jì)、整合改造、全程質(zhì)檢的技術(shù)路線，主要包括數(shù)據(jù)分析與準(zhǔn)備、專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)整合轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)編輯整理、質(zhì)量檢查等。

在整合過(guò)程中，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、分類代碼轉(zhuǎn)換、要素分層整理、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換等內(nèi)容，可通過(guò)軟件自動(dòng)處理完成;數(shù)據(jù)模型統(tǒng)一、補(bǔ)充完善更新、編輯整理、質(zhì)量檢查、生僻字處理、元數(shù)據(jù)整理需要輔以人工完成［2］。整合處理技術(shù)路線與方法如圖1所示。

1.3 對(duì)MDB格式數(shù)據(jù)的處理

1.3.1 數(shù)據(jù)分層整合升級(jí)。目前原有1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)分為40層，英文數(shù)據(jù)層名長(zhǎng)度為6個(gè)字符，根據(jù)《1∶10 000(1∶5 000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱《數(shù)據(jù)規(guī)范》)規(guī)定，按照一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一整合升級(jí)和無(wú)對(duì)應(yīng)根據(jù)實(shí)際判斷是否保留或刪除的原則對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整合升級(jí)。整合升級(jí)后數(shù)據(jù)庫(kù)按1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)實(shí)體類共分為9個(gè)數(shù)據(jù)集、39個(gè)數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)分層的命名采用4個(gè)字符，前3個(gè)字符為數(shù)據(jù)內(nèi)容的縮寫，第四個(gè)字符代表幾何類型(A:面，L:線，P:點(diǎn))。分層整理完成后，按照《數(shù)據(jù)規(guī)范》的要求，對(duì)要素的屬性項(xiàng)進(jìn)行整理［3］。例如原始的注記點(diǎn)層ANNLKP拆分為居民地地名AGNP和自然地名AANP兩層，具體屬性整理見(jiàn)圖2。

1.3.2 數(shù)據(jù)重點(diǎn)處理內(nèi)容。數(shù)據(jù)整合處理包括點(diǎn)對(duì)照，點(diǎn)轉(zhuǎn)線，線數(shù)據(jù)的自相交、打折處理，去除懸掛點(diǎn)、偽節(jié)點(diǎn)，重線檢查等內(nèi)容，下文將闡述重點(diǎn)處理內(nèi)容。

(1)有向點(diǎn)處理。①有向點(diǎn)定位。以要素的實(shí)際位置點(diǎn)確定有向點(diǎn)的位置。如果有向點(diǎn)以一個(gè)定位點(diǎn)加一個(gè)方向點(diǎn)的形式表示，則把定位點(diǎn)采集為有向點(diǎn)，以方向點(diǎn)和定位點(diǎn)確定的角度值作為有向點(diǎn)的角度值，同時(shí)刪除方向點(diǎn)。

圖1 整合處理技術(shù)路線與方法

圖2 現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)與升級(jí)后數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)

②角度處理。有向點(diǎn)的制圖表達(dá)符號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)時(shí)，其角度值為0°;標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至制圖表達(dá)下符號(hào)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的角度值即為有向點(diǎn)的角度。如果原數(shù)據(jù)中的有向點(diǎn)角度以正北或者正東方向?yàn)槠鹚惴较虻模瑧?yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)重新解算每個(gè)有向點(diǎn)的角度調(diào)整值，并用程序統(tǒng)一修改。

(2)水系處理。①采集水系結(jié)構(gòu)線。沿著水系面中心采集中心線，境界線過(guò)面狀水系的應(yīng)拷貝境界線作為水系結(jié)構(gòu)線，并將水系面相關(guān)屬性賦值到水系結(jié)構(gòu)線屬性項(xiàng)中。

②賦HYDC碼。根據(jù)《數(shù)據(jù)規(guī)范》規(guī)定，整合升級(jí)后的水系HYDC屬性由原來(lái)的6位碼變?yōu)樾乱?guī)定的8位碼。賦值時(shí)對(duì)照1:50 000數(shù)據(jù)HYDC屬性并參照水系名稱、河流流向判定是否為同一條水系。HYDC碼與河流名稱是相互一一對(duì)應(yīng)的，如表1所示。

表1 水系賦HYDC碼

(3)面層拓?fù)錂z查。數(shù)據(jù)的處理不可避免地會(huì)出現(xiàn)對(duì)面層數(shù)據(jù)的拖動(dòng)，或是由于坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換過(guò)程中分幅線的偏移導(dǎo)致的圖幅重疊或分離。因此，需要做拓?fù)錂z查以保證面層數(shù)據(jù)的完整性［4］。

2 數(shù)據(jù)整合中所遇問(wèn)題分析

在整個(gè)整合項(xiàng)目過(guò)程中，有一部分整合內(nèi)容尚不能通過(guò)整合軟件自動(dòng)化處理，整合手段是人工比對(duì)，人工賦值，其原因在于目前所使用整合軟件是針對(duì)全國(guó)數(shù)據(jù)整合普遍問(wèn)題所設(shè)計(jì)的，未能對(duì)各省特殊問(wèn)題做規(guī)劃設(shè)計(jì)，因此，這部分內(nèi)容的整合過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜繁瑣，其表現(xiàn)形式基本呈現(xiàn)重復(fù)化、公式化等特點(diǎn)，亟需通過(guò)新的處理工具改善目前整合手段，從而縮減重復(fù)勞動(dòng)，提高工作效率［5］。目前仍需要人工手動(dòng)處理的整合內(nèi)容大致可分為以下幾方面。

2.1 點(diǎn)面結(jié)合 行政境界(BOUA)層的地名編碼(PAC)字段中的地名編碼賦值在居民地地名(AGNP)層地名編碼(GNID)字段中，根據(jù)點(diǎn)落在具體的某一鄉(xiāng)鎮(zhèn)面上，將點(diǎn)的GNID賦相應(yīng)的PAC碼。

此類點(diǎn)落入面，相互賦值的整合內(nèi)容目前的處理工具是Arc MAP。例如AGNP層賦PAC碼，首先通過(guò)BOUA層的定義查詢功能找出PAC字段中某一唯一值a，此時(shí)BOUA層只顯示PAC=a的境界面，再利用按位置選擇功能選取AGNP層的哪些點(diǎn)落在了PAC=a的境界面上，最后將PAC的a值填入AGNP層的GNID字段中。接著選取PAC=b的境界面并重復(fù)上述步驟直至劃分測(cè)區(qū)所有PAC碼全部選擇完成，此時(shí)AGNP層所有點(diǎn)的GNID字段也將全部賦值成功［6］。

2.2 線線結(jié)合 水系線(HYDL)層和水系面(HYDA)層對(duì)照1∶50 000水系(線、面)數(shù)據(jù)賦HYDC碼。由于1∶50 000數(shù)據(jù)成圖時(shí)間久、現(xiàn)勢(shì)性弱，因此與1∶10 000數(shù)據(jù)存在差異，例如，相同名稱的水系線地理位置不同，相同地理位置的水系線名稱不同或存在2個(gè)以上名稱等。這給賦HYDC碼工作帶來(lái)很大的困難。

3 數(shù)據(jù)整合優(yōu)化處理方案

通過(guò)以上對(duì)所遇問(wèn)題的論述分析，不難發(fā)現(xiàn)，人工作業(yè)基本為DLG數(shù)據(jù)整合中屬性賦值部分，其過(guò)程需要或多或少的人工判定，而賦值過(guò)程卻呈現(xiàn)出重復(fù)化，公式化等特點(diǎn)。人工判定差錯(cuò)在所難免，因此，減少出錯(cuò)率、提高工作效率是擺在當(dāng)前人工作業(yè)面前一道難題。針對(duì)此類問(wèn)題，設(shè)計(jì)一款軟件，將人工判定的依據(jù)設(shè)定為軟件運(yùn)行的規(guī)則，從而達(dá)到讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理人工作業(yè)。

3.1 處理軟件簡(jiǎn)述 處理軟件是在Windows操作系統(tǒng)下，采用.NET平臺(tái)，以Visual Studio 2010為集成開發(fā)環(huán)境，以C#語(yǔ)言作為主要開發(fā)語(yǔ)言，基于ArcGIS Engine的插件式的開發(fā)而獨(dú)立完成的。

3.2 軟件功能模塊 自動(dòng)化處理軟件主要的功能模塊有:數(shù)據(jù)加載模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)處理模塊。

(1)數(shù)據(jù)加載模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)DLG數(shù)據(jù)的加載及訪問(wèn)，這里的DLG數(shù)據(jù)主要為MDB格式數(shù)據(jù)。此模塊可以提取MDB格式數(shù)據(jù)中的每個(gè)圖層，根據(jù)作業(yè)內(nèi)容勾選所需圖層。

(2)數(shù)據(jù)顯示模塊。對(duì)于一個(gè)GIS工程項(xiàng)目，該模塊在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)中是不可缺少的，旨在使用戶對(duì)數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行瀏覽，為雙方提供一個(gè)更好的交互方式，在不同的應(yīng)用需求情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的不同操作過(guò)程。該顯示模塊中包括地圖版面(View)和制版版面(PageLayout)的切換顯示，基本的GIS工具條，工具條定制功能的實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)的鷹眼圖顯示，對(duì)所瀏覽的數(shù)據(jù)當(dāng)前實(shí)時(shí)坐標(biāo)顯示，以及數(shù)據(jù)投影類型及投影坐標(biāo)系的顯示。

(3)數(shù)據(jù)查詢模塊。該模塊是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性查詢與瀏覽。此功能模塊可以顯示每個(gè)圖層所有屬性數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)處理前后屬性的變化提供可視化參考。

(4)數(shù)據(jù)處理模塊。該模塊根據(jù)不同作業(yè)內(nèi)容，將所需處理圖層單獨(dú)進(jìn)行處理，將人工判定的依據(jù)做為軟件運(yùn)行的規(guī)則，從而達(dá)到自動(dòng)化處理數(shù)據(jù)的目的。

3.3 處理方案的形成 依照國(guó)家規(guī)范，本著保證整合結(jié)果在數(shù)據(jù)處理質(zhì)量控制范圍內(nèi)的原則，綜合分析自動(dòng)處理數(shù)據(jù)完成后可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，來(lái)制定數(shù)據(jù)處理方案，筆者根據(jù)不同問(wèn)題的特點(diǎn)，分別制定了AGNP層賦PAC碼，VEGA層賦TYPE字段，HYDL與HYDA層分別賦HYDC碼等處理功能。以AGNP層賦PAC碼為例，處理工具加載AGNP層與BOUA層，處理數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)仍采用ArcGIS坐標(biāo)系統(tǒng)，根據(jù)點(diǎn)落入面的要求，將AGNP層中的點(diǎn)坐標(biāo)與BOUA層各個(gè)面的坐標(biāo)范圍相匹配，將匹配成功的面PAC碼賦值在點(diǎn)的GIND字段中，計(jì)算機(jī)處理代替手工完成所有點(diǎn)的匹配、賦值工作。生成數(shù)據(jù)經(jīng)人工質(zhì)檢與原有整合結(jié)果對(duì)比，賦值無(wú)差別，符合數(shù)據(jù)處理的精度要求［7］，處理方案可代替原整合手段。

處理軟件的技術(shù)流程如圖3所示。

圖3 軟件技術(shù)流程

4 結(jié)語(yǔ)

1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)整合是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)整合升級(jí)的重要組成部分，目前整合工具的限制，使部分整合內(nèi)容復(fù)雜繁瑣，尤其是在現(xiàn)階段，整合手段需要人機(jī)交互處理進(jìn)行作業(yè)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理在提高工作效率，保證作業(yè)精度的前提下成為首選。該研究分析了AGNP層賦PAC碼，VEGA層賦TYPE字段，HYDL、HYDA層賦HYDC碼3個(gè)公式化強(qiáng)、重復(fù)性大的整合內(nèi)容，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)處理過(guò)程的技術(shù)總結(jié)，設(shè)計(jì)了可行的軟件自動(dòng)處理方案，確保了成果數(shù)據(jù)的質(zhì)量和生產(chǎn)速度。

［1］國(guó)家測(cè)繪地理信息局.1∶10 000(1∶5 000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范(試行稿)［S］.北京:測(cè)繪出版社，2012:1.

［2］國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心.1∶10 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)整合處理生產(chǎn)技術(shù)規(guī)定(試行稿)［S］.北京:測(cè)繪出版社，2013:15 －17.

［3］云南省測(cè)繪地理信息局.云南省1∶10 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)整合處理生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)書［S］.昆明，2013:40 －42.

［4］范志堅(jiān)，付蓉.不同時(shí)期1∶10 000 DLG入庫(kù)數(shù)據(jù)的處理［J］.測(cè)繪通報(bào)，2011(11):41－43.

［5］李建平.山西省1∶10 000數(shù)據(jù)生產(chǎn)的實(shí)踐與思考［J］.測(cè)繪科學(xué)，2006(S1):127－128.

［6］王化娟.DLG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS入庫(kù)數(shù)據(jù)技術(shù)問(wèn)題的探討［J］.測(cè)繪通報(bào)，2013(11):112－113.

［7］余樹影.1∶10 000基礎(chǔ)測(cè)繪建庫(kù)數(shù)據(jù)生產(chǎn)的質(zhì)量控制［J］.測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化，2013(1):29－31.