數(shù)字線劃圖（DLG）質(zhì)檢方法研究

謝忠元

摘 要：數(shù)字線劃圖（Digital Line Graphic ，DLG）作為基礎(chǔ)地理信息的核心數(shù)據(jù)，被各個領(lǐng)域所涉及。因此，數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞程度會對各個行業(yè)的生產(chǎn)造成不同的影響。為了能夠使各個行業(yè)盡量少受因數(shù)據(jù)質(zhì)量造成的影響，為此提高DLG數(shù)據(jù)質(zhì)量已成為當(dāng)前的首要任務(wù)。雖然目前檢查DLG數(shù)據(jù)質(zhì)量的系統(tǒng)已經(jīng)有很多，但是在檢查內(nèi)容和檢查結(jié)果的輸出方面仍然存在一些不足。本文針對DLG數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)精度、邏輯一致性和屬性的完備性等內(nèi)容，采用FME（Feature Manipulate Engine）和IDATA數(shù)據(jù)工廠實現(xiàn)了DLG數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。實驗結(jié)果表明：FME和IDATA數(shù)據(jù)工廠相同之處在于無需編程，定制方案快速高效，能夠批量處理圖元數(shù)據(jù)，但是對于一些比較細致的問題，運用軟件來批量處理就達不到預(yù)想結(jié)果;它們不同之處在于FME提供多種格式的質(zhì)檢結(jié)果輸出，但是不能夠直接快速的找準問題數(shù)據(jù)的，而FME能夠更靈活的搭建質(zhì)檢方案，以便于對一些細致問題的操作;而IDATA不僅能夠處理多種格式數(shù)據(jù)，還能直接準確的找準問題數(shù)據(jù)的位置，方便操作人員直接查看、修改等操作。

關(guān)鍵詞：DLG;FME;IDATA數(shù)據(jù)工廠;數(shù)據(jù)質(zhì)檢;質(zhì)檢方案

1 數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)質(zhì)量概述

數(shù)字線劃圖（DLG）是地形圖要素的矢量數(shù)據(jù)集，包含居民地及其相關(guān)的附屬設(shè)施、測量控制點、交通以及附屬設(shè)施、水系及其附屬設(shè)施、地貌、境界、植被與土質(zhì)八大類地物要素，是一種最常見的數(shù)字測圖產(chǎn)品，具有存儲各要素的空間關(guān)系和要素屬性的能力。DLG利用點、線、面來描述要素的幾何特征，賦予其屬性，并將其劃分成若干的數(shù)據(jù)層，地理信息系統(tǒng)可以利用它來進行空間檢索、空間分析等操作，并且可以隨機地進行數(shù)據(jù)挑選和顯示，與其它的產(chǎn)品進行疊加，便于分析、決策等操作。

2 數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)質(zhì)檢過程中的核心關(guān)鍵問題

2.1線的自相交

線的自相交是指同一條線段自身存在一個或多個交點。線段自相交主要是包括等高線自相交、植被陡坎自相交、交通道路自相交以及水系河流自相交。等高線自相交是DLG數(shù)據(jù)質(zhì)檢檢查中一個容易出現(xiàn)錯誤的環(huán)節(jié)，其檢查與校對工作都需要耗費大量的時間與人力。

2.2線相交

自線相交是指線段之間相交，即兩條及以上的多條折線或曲線自身存在一個或多個交點。地形圖上的等高線、水系、道路線、組界線等線狀要素都有可能相交，而由于一些線段相交錯誤，在進行一些地形圖操作的時候，會生成許多沒有意義的小多邊形，最終會對后面利用數(shù)據(jù)進行空間分析的質(zhì)量造成一定的影響，比如地形圖的精確度等等。

2.3線面穿越

地形圖中要素之間有些線、面要素不應(yīng)該有重疊或者穿越現(xiàn)象，例如等高線和居民地建筑、居民地建筑和植被陡坎等。所以線面穿越檢查主要包括線面重疊、線面穿越等檢查。

2.4面空間關(guān)系

地形圖中面要素間本應(yīng)該無重疊、無縫隙，所以面要素的空間關(guān)系檢查主要包括面重疊和面裂隙檢查，即面狀要素之間是否相互重疊或有裂隙。

2.5無屬性地物檢查

在地形圖數(shù)據(jù)中，每一個地物都應(yīng)有自己的圖層分類，包含有哪些地物編碼、要素由哪些屬性項構(gòu)成、各個屬性項的定義和屬性值等，次檢查內(nèi)容就是為了檢查出一些無屬性、無編碼的地物。

2.6本章小節(jié)

本章主要是介紹與說明了DLG數(shù)據(jù)的幾種典型問題，本論文將圍繞這幾種典型問題為依據(jù)進行DLG數(shù)據(jù)質(zhì)檢，是論文的核心內(nèi)容，主要工作是分為了以下幾點：

（1）對線自相交問題的定義進行了說明，歸納、總結(jié)了線自相交矛盾的特點，設(shè)計出質(zhì)檢方案來完成實驗。

（2）對等高線等線段相交的定義及產(chǎn)生的原因進行了說明，總結(jié)了線要素相交的檢查方法。

（3）對線面穿越的定義進行了說明，總結(jié)了線面穿越的特點，以此為依據(jù)設(shè)計出了質(zhì)檢方案。

（4）對面空間關(guān)系檢查技術(shù)問題定義進行了說明，歸納、總結(jié)了現(xiàn)有的多種面空間關(guān)系檢查方法。

（5）對必填屬性值為空產(chǎn)生的原因進行了說明，設(shè)計出了質(zhì)檢方案。

3 質(zhì)檢方式及結(jié)果分析

3.1原始數(shù)據(jù)分析及關(guān)鍵問題

將原始數(shù)據(jù)在CASS中打開，對在每個圖層以及圖層之間的要素進行分析觀察，其關(guān)鍵問題類型主要有;居民地和植被存在線面重疊，居民地主樓和裙樓之間存在面重疊;一些等高線線段相交。

3.2基于FME的質(zhì)檢方案設(shè)計

第一步，線自相交檢查。線自交是指在地形圖中的線元素發(fā)生了不合理的自相交。在FME中的workbench上添加讀模塊，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，通過GeometryValidator和GeometryFilter等轉(zhuǎn)換器在工作空間上搭建算法，將所有線元素過濾出來并且將自交線段標記出來;第二步，線相交檢查。其中線相交的類型包括等高線相交、等高線與河流以及道路線相交，通過GeometryFilter和LineOnLineOverlayer等轉(zhuǎn)換器在工作空間上搭建算法，通過test測試器，將LineOnLineOverlayer得到的 “_overlaps”賦值為1，將線段相交的錯誤顯示出來;第三步，線面穿越檢查。線面穿越的情況包括房屋建筑與等高線相交、房屋建筑與道路線相交以及與植被陡坎相交，所以在工作空間中，通過Tester測試器，將JMD和DGX圖層上的要素過濾到LineOnAreaOverlayer轉(zhuǎn)換器上，并將“_overlaps”屬性賦值為大于“0”，就會得到線面疊蓋的檢查結(jié)果;第四步，面面疊蓋檢查。面面疊蓋的情況包括居民地建筑與建筑之間的面重疊，水系中池塘與居民地建筑之間的重疊。所以通過FME中的AreaOnAreaOverlayer等轉(zhuǎn)換器上構(gòu)建算法，通過面與面質(zhì)檢疊蓋的次數(shù)來將面重疊的部分篩選出來并顯示出來;第五步，必填屬性為空檢查。地形圖上由于數(shù)據(jù)導(dǎo)入和工作人員的操作失誤，會導(dǎo)致地形圖上一些地物缺失屬性編碼或者編碼不正確，因此通過FME搭建算法也可以將無屬性地物篩選出來，從而達到質(zhì)檢的目的。

3.3基于IDATA數(shù)據(jù)工廠的質(zhì)檢方案

第一步，線自相交檢查。線自相交檢查。線自交是指在地形圖中的線元素發(fā)生了不合理的自相交;第二步，線線相交檢查。其中線相交的類型包括等高線相交、等高線與河流以及道路線相交;第三步，線面穿越檢查。線面穿越的情況包括房屋建筑與等高線相交、房屋建筑與道路線相交以及與植被陡坎相交;第四步，面面疊蓋及面縫隙檢查。面面疊蓋的情況包括居民地建筑與建筑之間的面重疊，水系中池塘與居民地建筑之間的重疊;第五步，屬性值完整性的檢查。

3.4實驗結(jié)果的對比分析

總結(jié)這次實驗，對一些肉眼不太容易看出來的數(shù)據(jù)錯誤，用戶可以采用IDATA數(shù)據(jù)工廠做質(zhì)量檢查，從質(zhì)檢結(jié)果列表框可以準確定位到數(shù)據(jù)錯誤的位置，這樣更利用后期的記錄與評估;而用戶想要靈活的判斷處理數(shù)據(jù)誤差，可以采用FME對數(shù)據(jù)做質(zhì)量檢查，這樣更能提高質(zhì)檢效率。

4結(jié)論與展望

本文以1：1000的地形圖為實驗數(shù)據(jù)，F(xiàn)ME和IDATA數(shù)據(jù)工廠來進行本次的實驗，進行了DLG質(zhì)檢方法研究，根據(jù)地形圖具體分析需要檢查的內(nèi)容，然后通過FME和IDATA數(shù)據(jù)工廠對該地形圖進了質(zhì)量檢查。通過此次的實驗，對DLG數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法研究的成果比對有一定的成果，但是由于時間、個人能力等原因，DLG數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的研究仍存在一定的不足。