1：500地形圖入庫前數據整理流程

郭興平 彭靖

摘要：本文針對1：500地形圖建立數據庫前數據整理工作流程進行介紹。外業數據采集即修測補測工作完成后，按照空間數據建庫標準的要求，對1：500 數字化地形圖數據進行核查及處理，經數據構面、屬性錄入、建立拓撲關系、數據投影變換、數據格式轉換等工序，整理地形圖數據。

關鍵字：數據構面；屬性錄入；建立拓撲關系；數據投影變換；數據格式轉

城市和工程建設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、經緯儀或全站儀等測繪 。大比例尺城市地形圖數據是城市空間信息基礎設施最重要的基礎數據之一，是數字城市的重要組成部分。隨著我國經濟的發展和城市建設的加快，大比例尺城市地形圖在城市規劃和管理中的作用越來越重要。因此，針對數據的特點和應用需求，如何高效快速地組織與管理這些數據是一個值得關注與研究的問題。

大比例尺城市地形圖對客觀世界的抽象概括程度低，表達細化，結構零散，數據量大，一般以圖幅為單位進行管理，由于數據獲取、數據處理等方面的原因，跨圖幅的空間目標往往被分割成不同子目標。

大比例尺地圖數據處理的關鍵問題，在上世紀70年代以來歷經了兩個發展階段：文件系統階段和數據庫系統階段。大比例尺地形數據管理只能使用在文件系統水平上。有序列文件、直接存取文件、關鍵字存取文件等幾個文件類型。系統文件有著較多的弱點，只有幾個應用程序存在于數據文件中，其中管理功能存在弱點，空間浪費較多，同時文件也不容易擴充，修改起來較非時間。計算機硬件提供了大容量的直接存取設備磁盤，隨著計算機軟件系統提供了數據庫，與此同時大比例尺地形的管理數據也跟著進入了數據庫階段。

復雜的模型數據、數據構造的組織存儲和管理是大比例尺地形數據管理的基本管理特點。數據庫中的各種數據只能按照規定的數據進行組織、存儲、管理，只有這樣才能確保共享數據的完整性得到合理的發揮，用戶才能夠直接與數據打交道。

大比例尺地形數據是管理數據類型的主要方式，其中空間位置數據、專題屬性數據是是各種制圖要素的兩大類型。空間位置數據可以歸納為點、線、面。線是基本，點是線的坐標點，面是由線圍成的。三者之間可以概括為弧段節點模型。二維表中點的特征主要包括點序號和用戶識別號，以及它們所對應的專題屬性數據項；二維表中線的特征主要包括線序號、用戶識別號、起始節點號和終止節點號。專題屬性對應的數據項是線的長度；面的特征是二維表中的主要特征，包括多邊形序號、用戶識別號、周長、面積以及各自對應的專題屬性數據項。

建立拓撲關系、數據投影變換、數據格式轉換等工序，整理地形圖的步驟大體有以下幾步：

1、 首先地圖數據庫、圖形特征層、分區和命名、文件索引結構是確定地圖數據庫的要素層，其次要建立控制點文件，數據庫的基本框架形成是必不可少的。

2、 描述數據的信息、圖形特征需要一個與之相對應的數據字典，編寫數據字典規定出了圖形特征層的詳細屬性。

3、 在確定的系統規模和數據量估算基礎上必須依靠機助地圖制圖系統的支持，地圖數據庫才能合理地得以利用。，系統硬件和配套軟件才能合理的建立和實施。

4、 建庫范圍和使用目標的確立、查詢的方式以及數據庫大致規模的完成期限。

5、 廣泛的資料源調查，編制目標資料的評價表，確定基本地圖，估算數據量，最后登記造冊。

6、 凈化數字文件，按照確定的數據庫框架插入規定的位置。

7、 資料編輯加工。

8、聯機編輯和脫機編輯兩種方式反復檢查同時采用、修改，產生凈化的數字文件，從而實現圖形數字的轉換，做好插入數據庫前的準備工作。

9、 定位查詢、定性查詢和邏輯查詢是地圖數據庫提供的各種查詢方式和顯示方式，要及時地更新數據庫，以確保數據庫中數據的時效性和可靠性。

10、 對數據庫進行實際測量和評價還應該返回核對原始資料，再重新組織入庫，進而確保數據庫的數據質量。

如何對數據進行預處理？

（1）刪除偽結點：刪除圖面上偽結點；

（2）刪除復合線多余點：刪除圖面中復合線上的多余點；

（3）刪除重復實體：刪除完全重復的實體。

構面數據需要對要素進行構面。要素構面核查通過后，表達為多邊形的基本類型。以下是cass軟件的構面功能介紹：

①手動跟蹤：構面將連續不斷的復合線連接起來構成一個面，像花壇、道路邊線、房屋的邊線等等這些斷開的線，可以經過手動構面，將它們圍成的領域構造出來；

②搜索封閉：自主搜索某一圖層上重復圍成的領域，并自動生成房界面。

③要素構面完成后，運行“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行的步驟。

大比例尺數據管理需要建立拓撲關系，建立拓撲關系的具體方法如下：

①數據轉入arcgis系統由于后期將對cass軟件成果數據新建拓撲關系和檢查拓撲關系，因此建立arcgis geodatabase數據庫，將cass軟件成果數據轉入至arcgis geodatabase數據庫。

②應用cass軟件的shp文件接口輸出shp格式，將cass軟件的成果數據轉換為shp格式的點、線、面簡單要素類型數據，再將shp格式數據轉入arcgis geodatabase數據庫中。

③cass軟件成果數據轉入arcgis數據庫后，按《城市地理空間框架數據標準 （cjj 103-2004）》要素類型定義重組分類。

④由于arcgis數據庫對數據有較高的要求，如圖形實體放錯圖層、代碼值錯誤、面狀地物不封閉即有懸掛點、偽節點等錯誤均不能轉入arcgis系統數據庫。因此，還需要進行arcgis拓撲關系檢查。

拓撲關系檢查拓撲是 gis 在數據管理和完整性方面的關鍵要求。通常，拓撲數據模型通過將空間對象（點、線和面要素）表示為拓撲原始數據（節點、面和邊）的基礎圖表來管理空間關系。這些原始數據（連同它們彼此之間及其所表示的要素邊界之間的關系）通過在拓撲元素的平面圖表中表示要素幾何進行定義。拓撲用于確保空間關系的數據質量并幫助進行數據編譯。

創建拓撲規則后，進行拓撲檢查，在容限內進行修改調整數據。利用ArcCatalog中所提供的規則，建立好拓撲關系后，就可以在ArcCatalog軟件中打開拓撲規則，根據提示進行修改錯誤。ArcCatalog軟件拓撲檢查功能有對線拓撲（刪除重復線、相交線斷點等）、線拓撲生成面、共享編輯、拓撲錯誤顯示、創建合理的拓撲規則，進行拓撲錯誤的重新驗證，刷新錯誤記錄。

數據格式和投影轉換

數據格式轉換由于采用Geodatabase作為后期地理信息數據處理的平臺，因此最終成果的數據格式轉換非常方便，將Geodatabase數據庫中的要素數據按feature Geodatabase 或 feature class導出為shp格式文件，即完成最終成果數據的格式轉化。

導致坐標縮放倍數的原因可能是投影參數中單位的變換，舉例來說如果當前投影參數為毫米，則目標投影參數為米，那么坐標會自動縮小5000倍，如果目標投影參數比例尺為1：5000，會是相同的效果。 如果地理坐標不是直接轉成，也可以進行“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，進入文件界面轉換，再進行“圖形處理”→“文件轉換”，然后在主菜單中選擇“文件”，這時候就可以選擇要裝入的文件類型〔點數據、線數據、面數據），最后在裝入完文件之后，選擇菜單“輸出”，并根據所裝入的文件類型提示選擇輸出點的數據，線的數據或者面的數據進行E00格式。

轉換某種坐標信息數據源向另一坐標系統進行的投影方法，并進行修改源數據中的x值和y值。具有空間參考價值的創構時，對空間的參考定義做了詳細的分析。那么該數據集的地理坐標系統或投影坐標系統便沒有了坐標系統的詳細地理數據， 在生產應用的過程中就是沒有一點可利用的意義了，只不過對數據格式轉換和轉庫過程中可能會造成坐標系統信息的丟失，也可能會在創建數據庫的內容時忽略了坐標系統的定義。故而需要對沒有坐標系統的信息數據集進行坐標系統定義，在不改變當前數據集中x值 y值的特征的情況下，對該數據集進行指定坐標系統信息。

參考文獻：

[1] 《城市地理空間框架數據標準 （cjj 103-2004）》

[2]吳秀芹、張洪巖、張正祥、李瑞改、董貴華.arcgis9地理信息系統應用與實踐.北京.清華大學出版社.2007

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