大比例尺地形圖自動(dòng)接邊檢查的實(shí)現(xiàn)

費(fèi)小睿,陳玉娜(汕頭市測(cè)繪研究院,廣東汕頭 515041)

大比例尺地形圖自動(dòng)接邊檢查的實(shí)現(xiàn)

費(fèi)小睿?,陳玉娜
(汕頭市測(cè)繪研究院,廣東汕頭 515041)

摘 要:接邊檢查是大比例尺地形圖生產(chǎn)的重要一環(huán)。大比例尺地形圖自動(dòng)接邊檢查程序可以自動(dòng)完成圖形接邊檢查與屬性接邊檢查,幫助作業(yè)人員與質(zhì)檢人員提高接邊檢查的效率,避免接邊問(wèn)題遺漏。本文介紹了大比例尺地形圖自動(dòng)接邊檢查的實(shí)現(xiàn)思路,從接邊檢查限差、接邊檢查數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)、接邊檢查配置文件設(shè)計(jì)等多個(gè)方面闡述了自動(dòng)接邊檢查的關(guān)鍵技術(shù)。最后文章給出了基于Supermap Object的大比例尺地形圖自動(dòng)接邊檢查程序的實(shí)現(xiàn)流程。

關(guān)鍵詞:地形圖;地形圖接邊檢查;GIS

1　引 言

在大比例尺地形圖內(nèi)業(yè)數(shù)字化成圖的作業(yè)過(guò)程中,由于數(shù)字化誤差,屬性錄入錯(cuò)誤等因素,相鄰地形圖接邊處的地物要素難以避免會(huì)出現(xiàn)結(jié)點(diǎn)位置不符,屬性不符等情況。因此接邊檢查是地形圖質(zhì)量檢查中一項(xiàng)非常重要的工作,接邊檢查的工作如果采用手工完成,效率非常低,且容易出現(xiàn)漏查的情況。

目前有一些成圖軟件提供了地形圖接邊檢查功能,但是都不是很完善。我們覺(jué)得存在三個(gè)方面的問(wèn)題:

(1)需要手動(dòng)選擇接邊邊界與接邊的地物。

(2)只能檢查圖形接邊無(wú)法檢查屬性接邊。

(3)接邊錯(cuò)誤位置標(biāo)識(shí)不清。

因此為了使作業(yè)人員與質(zhì)檢人員能夠減輕接邊檢查的工作量,提高工作效率,我們開(kāi)發(fā)了大比例尺地形圖接邊檢查程序,實(shí)現(xiàn)了相鄰地形圖間地物要素的圖形接邊檢查與屬性接邊檢查,對(duì)檢查到的接邊錯(cuò)誤自動(dòng)生成接邊錯(cuò)誤專(zhuān)題圖,準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)接邊錯(cuò)誤所屬要素與所在位置。

2　自動(dòng)接邊檢查程序?qū)崿F(xiàn)

2.1自動(dòng)接邊檢查程序?qū)崿F(xiàn)思路

地形圖中只有線(xiàn)要素與面要素存在跨圖幅的問(wèn)題。相鄰地形圖在接邊時(shí),主要是檢查參與接邊的線(xiàn)和面要素在內(nèi)圖廓線(xiàn)上端點(diǎn)的幾何位置。在GIS的空間位置關(guān)系中,相比其他要素間的空間位置關(guān)系,點(diǎn)與線(xiàn)要素、面要素的空間位置關(guān)系是最簡(jiǎn)單的。把復(fù)雜的線(xiàn)面要素檢查轉(zhuǎn)化為線(xiàn)面端點(diǎn)的檢查,可以降低程序?qū)崿F(xiàn)的難度。

因此,自動(dòng)接邊檢查的實(shí)現(xiàn)思路是獲取所有參與接邊的地物,提取地物在內(nèi)圖廓線(xiàn)上的端點(diǎn),將這些端點(diǎn)連同所屬地物的屬性信息存儲(chǔ)在臨時(shí)數(shù)據(jù)集中,對(duì)臨時(shí)數(shù)據(jù)集中的點(diǎn)進(jìn)行逐一互相比較,如果檢查點(diǎn)可以找到與之坐標(biāo)相同或距離在限差范圍內(nèi)的被檢查點(diǎn),且兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地物屬性一致,則說(shuō)明此處接邊完好;如果檢查點(diǎn)找不到符合要求的點(diǎn),則將點(diǎn)移到接邊錯(cuò)誤數(shù)據(jù)集中。當(dāng)檢查完畢后,接邊錯(cuò)誤數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)的點(diǎn)就是接邊有誤的地方。

2.2自動(dòng)接邊檢查程序關(guān)鍵技術(shù)

(1)接邊檢查限差確定

接邊檢查需要確定兩個(gè)限差。第一個(gè)限差是接邊檢查的最小限差,如果以?xún)?nèi)圖廓線(xiàn)按最小限差生成緩沖區(qū),所有參與接邊的地物端點(diǎn)如在緩沖區(qū)范圍內(nèi),則可以認(rèn)為地物端點(diǎn)已捕捉到內(nèi)圖廓線(xiàn)上;如果兩個(gè)地物的端點(diǎn)之間的距離小于等于最小限差,則可以認(rèn)為兩個(gè)端點(diǎn)重合。

另一個(gè)限差是接邊檢查的最大限差,由于在地圖數(shù)字化的過(guò)程中,存在地物端點(diǎn)未捕捉到內(nèi)圖廓線(xiàn)或超出內(nèi)圖廓線(xiàn),但地物端點(diǎn)與內(nèi)圖廓線(xiàn)距離大于最小限差的情況,因此需要設(shè)置一個(gè)更大的限差,以幫助保證程序可以選中上述情況的地物。

(2)內(nèi)圖廓處理

地形圖是按照內(nèi)圖廓來(lái)接邊的。當(dāng)一幅地形圖與上下左右4幅相鄰圖幅進(jìn)行比較時(shí),假設(shè)內(nèi)圖廓的4個(gè)邊,每邊分別與相鄰圖幅有50個(gè)地物要進(jìn)行接邊檢查,使用內(nèi)圖廓整體來(lái)與每幅相鄰地形圖接邊檢查,就需要檢查200個(gè)地物,而這200個(gè)地物中有150個(gè)地物是可以不參與檢查的,實(shí)際需要判斷的地物只有50個(gè)。由此可以看出使用內(nèi)圖廓整體來(lái)進(jìn)行接邊檢查,每次的檢查冗余過(guò)多。

因此我們使用的拓?fù)涮幚砗瘮?shù)將內(nèi)圖廓面數(shù)據(jù)集中的每個(gè)內(nèi)圖廓面分離為4條線(xiàn),并另存為的線(xiàn)數(shù)據(jù)集。這樣做使得相鄰的兩幅圖接邊檢查時(shí),只需要對(duì)一條圖廓邊兩邊的地物進(jìn)行接邊檢查,大大減少了檢查的冗余度,避免地物多次檢查。

(3)配置文件設(shè)計(jì)

檢查人員在屬性接邊檢查時(shí)可能根據(jù)不同需求,需要檢查的屬性亦有所不同。為了滿(mǎn)足這一需求,我們使用XML語(yǔ)言編寫(xiě)了接邊檢查的配置文件。檢查人員編輯配置文件,可以設(shè)定每一地物類(lèi)型需要檢查的屬性信息。配置文件的格式如圖1所示。配置文件中,標(biāo)簽＜map＞表示以下定義的是某一數(shù)據(jù)集的接邊檢查內(nèi)容,標(biāo)簽＜conditon＞的內(nèi)容表示接邊檢查的條件,標(biāo)簽＜Bechecklayer＞的內(nèi)容表示被接邊檢查的數(shù)據(jù)集名,標(biāo)簽＜CompareLayer＞的內(nèi)容表示內(nèi)圖廓線(xiàn)數(shù)據(jù)集名,標(biāo)簽＜field＞的內(nèi)容表示地物參與屬性接邊的字段名。

圖1　配置文件格式

(4)接邊檢查數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

在接邊檢查過(guò)程,對(duì)于每一參與檢查的數(shù)據(jù)集,程序會(huì)生成待判定點(diǎn)與接邊錯(cuò)誤點(diǎn)數(shù)據(jù)集,待判定點(diǎn)數(shù)據(jù)集用來(lái)在程序運(yùn)行過(guò)程中存儲(chǔ)需要判斷接邊情況的結(jié)點(diǎn),接邊錯(cuò)誤點(diǎn)數(shù)據(jù)集用來(lái)存儲(chǔ)確認(rèn)接邊有誤的地物結(jié)點(diǎn),待判定點(diǎn)與接邊錯(cuò)誤點(diǎn)數(shù)據(jù)集字段設(shè)計(jì)如圖2、圖3所示。

圖2　待判點(diǎn)數(shù)據(jù)集字段設(shè)計(jì)

圖3　接邊錯(cuò)誤點(diǎn)數(shù)據(jù)集字段設(shè)計(jì)

其中errID存儲(chǔ)的是結(jié)點(diǎn)所屬接邊地物的唯一標(biāo)識(shí);bechkDatasets存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)所屬地物的數(shù)據(jù)集名;belongMap存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)所屬圖幅名;errcontent存儲(chǔ)對(duì)接邊錯(cuò)誤的描述信息,包含有“端點(diǎn)為捕捉到內(nèi)圖廓線(xiàn)上”、“端點(diǎn)接邊錯(cuò)誤”、“屬性接邊錯(cuò)誤”三種接邊錯(cuò)誤描述。

2.3程序?qū)崿F(xiàn)流程

程序使用SuperMap Object+Vb.net進(jìn)行開(kāi)發(fā),采用SuperMap SDB格式來(lái)作為接邊檢查的數(shù)據(jù)源。每個(gè)SDB格式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)一張地形圖數(shù)據(jù),每個(gè)SDB格式可以包含多個(gè)數(shù)據(jù)集,每個(gè)數(shù)據(jù)集對(duì)應(yīng)一種地物類(lèi)型。

為了更好地說(shuō)明接邊檢查的實(shí)現(xiàn)流程,我們假設(shè)有相鄰圖幅a與b需要接邊檢查。其實(shí)現(xiàn)流程包含以下步驟。

(1)對(duì)地形圖a與b進(jìn)行合并,合并過(guò)程中對(duì)a和b的每個(gè)線(xiàn)數(shù)據(jù)集與面數(shù)據(jù)集添加“所屬圖幅”字段,用以標(biāo)明地物屬于哪個(gè)圖幅。

(2)對(duì)合并后的內(nèi)圖廓面數(shù)據(jù)集進(jìn)行弧段求交,將內(nèi)圖廓面轉(zhuǎn)換成單條線(xiàn)組成的內(nèi)圖廓線(xiàn)層Indexl。

(3)在內(nèi)圖廓線(xiàn)數(shù)據(jù)集Indexl中逐條選擇內(nèi)圖廓線(xiàn),選擇a與b的接邊處相重合的內(nèi)圖廓線(xiàn)line1。

(4)對(duì)line1,按設(shè)置的最小限差與最大限差分別生成buffer1與buffer2。

(5)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)集,使用buffer2選擇所屬圖幅為a的地物,將所選地物落在buffer2緩沖區(qū)內(nèi)的端點(diǎn)存儲(chǔ)為圖幅a的待判點(diǎn)數(shù)據(jù)集chkpt1。

(6)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)集,使用buffer2選擇所屬圖幅為b的地物,將所選地物落在buffer2緩沖區(qū)內(nèi)的端點(diǎn)存儲(chǔ)為圖幅b的待判點(diǎn)數(shù)據(jù)集chkpt2。

(7)對(duì)chkpt1點(diǎn)數(shù)據(jù)集選取點(diǎn),循環(huán)比較chkpt2中的點(diǎn)。

(8)對(duì)于chkpt1中選取的每個(gè)待判點(diǎn)p1,首先判斷點(diǎn)p1是否處于buffer1緩沖區(qū)內(nèi)。如果有,則判斷在chkpt2點(diǎn)數(shù)據(jù)集中能否找到與p1之間距離小于或等于最小限差的點(diǎn)。如果找到符合點(diǎn)p2,則依據(jù)配置文件定義的屬性接邊字段,判斷p1和p2的屬性是否一致;如果一致,則說(shuō)明當(dāng)前待判點(diǎn)p1所對(duì)應(yīng)的地物找到了圖形位置一致,屬性一致的接邊地物。如果以上條件有一個(gè)不符合,則將當(dāng)前點(diǎn)與相關(guān)信息存儲(chǔ)到接邊錯(cuò)誤結(jié)點(diǎn)集chkerr中,并繼續(xù)判斷下一個(gè)點(diǎn)。

(9)接著按步驟(8),選取chkpt2點(diǎn),循環(huán)比較chkpt1中的點(diǎn)。

(10)當(dāng)chkpt1與chkpt2所有的點(diǎn)都檢查完畢,錯(cuò)誤點(diǎn)數(shù)據(jù)集chkerr里存儲(chǔ)的就是有接邊問(wèn)題的位置點(diǎn)。將接邊錯(cuò)誤點(diǎn)數(shù)據(jù)集chkerr的errId字段與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)集的SmId字段進(jìn)行關(guān)聯(lián),自動(dòng)符號(hào)化生成接邊錯(cuò)誤專(zhuān)題圖,突出顯示有接邊問(wèn)題的地物,并在地物上標(biāo)注接邊錯(cuò)誤說(shuō)明。接邊檢查生成的專(zhuān)題圖效果例如圖4、圖5所示。

圖4　端點(diǎn)接邊錯(cuò)誤專(zhuān)題圖效果

圖5　屬性接邊錯(cuò)誤專(zhuān)題圖效果

3　小 結(jié)

本文實(shí)現(xiàn)的接邊檢查程序目前已經(jīng)應(yīng)用到我院地形圖生產(chǎn)流程中,減輕了工作量,提高了工作效率。其特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):

(1)接邊檢查全自動(dòng)操作,無(wú)需手動(dòng)指定接邊線(xiàn)與接邊地物,既可實(shí)現(xiàn)圖形接邊檢查,也可實(shí)現(xiàn)屬性接邊檢查。

(2)利用配置文件技術(shù),允許質(zhì)檢人員靈活定義需要接邊的數(shù)據(jù)集與數(shù)據(jù)集字段。使得程序應(yīng)用范圍更加廣泛。

(3)利用專(zhuān)題圖技術(shù),明確標(biāo)識(shí)接邊問(wèn)題所在,十分直觀,可避免接邊問(wèn)題遺漏。

參考文獻(xiàn)

[1] 廖振環(huán),左志進(jìn),魏德照.DLG數(shù)據(jù)接邊檢查的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].地理空間信息,2009,7(4):60～62.

[2] 鮑立尚.基于索引圖的DLG批量接邊檢查算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].礦山測(cè)量,2010(4):21～24.

[3] 左志進(jìn),方德平,李兆雄.國(guó)家1∶5萬(wàn)DLG數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].四川測(cè)繪,2008(2).

[4] 趙相偉,孫翠羽,艾波等.基于索引圖的大比例尺圖幅自動(dòng)接邊方法研究[J].測(cè)繪信息與工程,2007(4):34～36.

[5] 霍春玲,劉達(dá).AutoCAD數(shù)據(jù)接邊檢查自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪工程,2006(4):74～76.

Realization of Auto Edge Match Checking for the Large Scale Topographical Map

Fei Xiaorui,Chen Yuna
(Shantou Institute of Surveying and mapping,Shantou 515041,China)

Abstract:Edge match checking is an very important part for the production of large scale topographical map.The automatic edge match checking program can automatically complete graph edge match checking and attribute edge checking,can help operations personnel and quality inspection personnel to improve the inspection efficiency and refuse to missing edge match problem.This paper introduces the idea of realizing the automatic edge match checking of large scale topographical map,elaborates the key technology of automatic edge match checking from edge match checking tolerance, the design of edge match checking data sheet,the design of edge match checking profile etc.Finally,This paper gives the realization process of automatic edge match checking program of large scale topographic map based on Supermap Object.

Key words:topographical map;edge match checking of topographic map;GIS

文章編號(hào):1672-8262(2015)01-60-03中圖分類(lèi)號(hào):P208.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

收稿日期:?2014—10—07

作者簡(jiǎn)介:費(fèi)小睿(1982—),男,工程師,主要從事GIS建庫(kù)與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作。