顧及頂層線的公路數(shù)據(jù)相交打斷方法

覃東華

（自然資源部重慶測繪院，重慶 401120）

全球地理信息資源建設(shè)與維護更新項目（以下簡稱全球測圖項目）圍繞“一帶一路”建設(shè)需求，完成重點地區(qū)數(shù)字正射影像 （DOM）、數(shù)字表面模型（DSM）、數(shù)字高程模型（DEM）、核心矢量要素、地表覆蓋、地名等數(shù)據(jù)的生產(chǎn)。我國已于2016至2019年組織開展了全球測圖試生產(chǎn)及工程化生產(chǎn)，并已在“一帶一路”相關(guān)項目中發(fā)揮了作用[1-2]。在開展該項目時，如何提高數(shù)據(jù)成產(chǎn)效率，是保質(zhì)保量完成該項目的重要內(nèi)容。在采集公路數(shù)據(jù)過程中，若同步對其在相交處進行打斷，則效率較低。在公路具有立交關(guān)系處需采集頂層線數(shù)據(jù)，而在頂層線處，公路屬性相同時，公路不能相交打斷。因此，如何在完成公路數(shù)據(jù)和頂層線數(shù)據(jù)采集后，統(tǒng)一對公路數(shù)據(jù)進行批量相交打斷，又能保證在頂層線處同屬性的公路數(shù)據(jù)保持連續(xù)，是道路數(shù)據(jù)生產(chǎn)的重要內(nèi)容。

FME（Feature Manipulate Engine）因其具有對地理空間數(shù)據(jù)幾何和屬性的強大處理能力和快捷的數(shù)據(jù)處理流程搭建模式，被廣泛地應(yīng)用于地理空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換[3-4]、不動產(chǎn)數(shù)據(jù)建庫[5]、第二次全國國土調(diào)查中重點地類變化圖斑提取[6]，取得了較好的效果。因此，本文利用FME的地理空間數(shù)據(jù)處理功能，設(shè)計和實現(xiàn)了一種針對全球測圖項目核心矢量要素的公路層快速相交打斷方法，該方法顧及了頂層線，可使公路在頂層線處保持連續(xù)，以期為提高核心矢量要素公路數(shù)據(jù)的生產(chǎn)效率提供參考。

1 算法設(shè)計

頂層線幾何位置繼承于公路數(shù)據(jù)，也即頂層線與公路數(shù)據(jù)完全重合，如圖1所示，其中：細線段為公路數(shù)據(jù)，深色線段為頂層線數(shù)據(jù)。因此可利用二者之間的這種空間關(guān)系，設(shè)計一種算法，使公路數(shù)據(jù)在頂層線處屬性相同時保持連續(xù)，而在其他情況處相交打斷。算法如下：

1）公路融合。根據(jù)指定屬性項，對公路數(shù)據(jù)（LRDLN）進行融合處理，其結(jié)果記為LRDLN1，此步可消除公路的偽節(jié)點；

2）公路相交打斷。對（1）中的結(jié)果LRDLN0進行相交打斷處理，其結(jié)果記為LRDLN2；

3）打斷點位獲取。獲取（2）中的結(jié)果LRDLN2的起止點，記為 LRDLN0_P0，通過 LRDLN0_P0與頂層線（ROLLN）空間相交處理，得到公路數(shù)據(jù)需相交打斷處點位，其結(jié)果記為LRDLN_P。

4）公路相交打斷。通過（3）中的結(jié)果LRDLN_P對（1）中的結(jié)果LRDLN0進行相交打斷處理，即得顧及頂層線的相交打斷后的公路數(shù)據(jù)，記為LRDLN_NEW。

圖1 頂層線、公路層數(shù)據(jù)示意圖

顧及頂層線的公路數(shù)據(jù)相交打斷算法流程如圖2所示。

圖2 顧及頂層線的公路數(shù)據(jù)相交打斷算法流程圖

2 算法實現(xiàn)

根據(jù)標題1（算法設(shè)計）中的算法，利用FME函數(shù)快速搭建全球測圖項目核心矢量要素公路數(shù)據(jù)相交打斷工具。首先，設(shè)置工具的輸入、輸出；其次，根據(jù)標題1（算法設(shè)計）中的算法處理過程，調(diào)用Intersector、SpatialFilter等相關(guān)處理函數(shù)，實現(xiàn)公路數(shù)據(jù)相交打斷處理流程；最后，根據(jù)公路數(shù)據(jù)與頂層線數(shù)據(jù)之間的空間及屬性特點，對函數(shù)的參數(shù)進行合理的設(shè)置數(shù)，從而實現(xiàn)顧忌道路頂層線的公路數(shù)據(jù)的相交打斷。算法中關(guān)鍵步驟與FME函數(shù)對照關(guān)系見表1，工具實現(xiàn)過程示意圖如圖3所示。

圖3 工具實現(xiàn)過程示意圖

表1 算法流程關(guān)鍵步驟與FME函數(shù)對照表

3 數(shù)據(jù)測試

采用模擬數(shù)據(jù)對本文方法進行測試，同時用手工處理，作為對照。模擬數(shù)據(jù)中公路數(shù)據(jù)共215條、頂層線共57條。手工處理分為兩類：一是首先對公路數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一打斷，再在頂層線處對相同屬性的公路數(shù)據(jù)進行手工連接，這種方法記為手工1；二是逐一在非頂層線處對公路數(shù)據(jù)進行相交打斷，這種方法記為手工2。測試結(jié)果見表2：本文方法的效率和正確率相較于兩種手工處理方法均有優(yōu)勢，特別是在效率上具有明顯優(yōu)勢。

表2 檢查工具與手工測試結(jié)果

4 結(jié)束語

根據(jù)頂層線與公路數(shù)據(jù)之間的幾何關(guān)系，基于FME平臺設(shè)計和實現(xiàn)了顧及頂層線的公路數(shù)據(jù)相交打斷算法，該算法可使頂層線處屬性相同的公路數(shù)據(jù)保持連續(xù)，非頂層線處相交打斷。通過測試對比，本文的公路數(shù)據(jù)相交打斷方法在效率方面較手工方法有較大優(yōu)勢。該方法應(yīng)用于重慶測繪院全球地理信息資源建設(shè)與維護更新項目的公路數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，取得了較好的效果。