國土資源數(shù)據(jù)庫整合升級的優(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)

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對測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)庫進(jìn)行整合，升級成全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。

云南省1∶10 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫作為省級主要的基礎(chǔ)測繪成果，對其整合升級主要包括數(shù)據(jù)庫庫體的升級和數(shù)據(jù)的整合升級兩部分。1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)整合處理采用以軟件自動處理為主、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，在整合過程中不可避免地會出現(xiàn)整合手段復(fù)雜繁瑣，整合步驟重復(fù)率高等問題。針對此類問題，筆者利用編程，在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時，使人工作業(yè)轉(zhuǎn)換為軟件自動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)與建庫過程中數(shù)據(jù)成果的準(zhǔn)確、一致。

(2)銜接性。對1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)進(jìn)行一體化設(shè)計，并保持與國家1∶50 000等比例尺地形要素數(shù)據(jù)的銜接和協(xié)調(diào)，為實現(xiàn)不同比例尺數(shù)據(jù)的上下聯(lián)動更新奠定基礎(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)、建庫和應(yīng)用的需求，設(shè)計適用全國范圍的數(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、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、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，可通過軟件自動處理完成;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MDB格式數(shù)據(jù)的處理

1.3.1 數(shù)據(jù)分層整合升級。目前原有1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)分為40層，英文數(shù)據(jù)層名長度為6個字符，根據(jù)《1∶10 000(1∶5 000)基礎(chǔ)地理信息地形要素數(shù)據(jù)規(guī)范》(以下簡稱《數(shù)據(jù)規(guī)范》)規(guī)定，按照一對一、一對多、多對一整合升級和無對應(yīng)根據(jù)實際判斷是否保留或刪除的原則對現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整合升級。整合升級后數(shù)據(jù)庫按1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)實體類共分為9個數(shù)據(jù)集、39個數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)分層的命名采用4個字符，前3個字符為數(shù)據(jù)內(nèi)容的縮寫，第四個字符代表幾何類型(A:面，L:線，P:點)。分層整理完成后，按照《數(shù)據(jù)規(guī)范》的要求，對要素的屬性項進(jìn)行整理［3］。例如原始的注記點層ANNLKP拆分為居民地地名AGNP和自然地名AANP兩層，具體屬性整理見圖2。

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

(1)有向點處理。①有向點定位。以要素的實際位置點確定有向點的位置。如果有向點以一個定位點加一個方向點的形式表示，則把定位點采集為有向點，以方向點和定位點確定的角度值作為有向點的角度值，同時刪除方向點。

圖1 整合處理技術(shù)路線與方法

圖2 現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫與升級后數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

②角度處理。有向點的制圖表達(dá)符號為標(biāo)準(zhǔn)符號時，其角度值為0°;標(biāo)準(zhǔn)符號順時針旋轉(zhuǎn)至制圖表達(dá)下符號時，旋轉(zhuǎn)的角度值即為有向點的角度。如果原數(shù)據(jù)中的有向點角度以正北或者正東方向為起算方向的，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)符號重新解算每個有向點的角度調(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)線屬性項中。

②賦HYDC碼。根據(jù)《數(shù)據(jù)規(guī)范》規(guī)定，整合升級后的水系HYDC屬性由原來的6位碼變?yōu)樾乱?guī)定的8位碼。賦值時對照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出現(xiàn)對面層數(shù)據(jù)的拖動，或是由于坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換過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)整合中所遇問題分析

在整個整合項目過程中，有一部分整合內(nèi)容尚不能通過整合軟件自動化處理，整合手段是人工比對，人工賦值，其原因在于目前所使用整合軟件是針對全國數(shù)據(jù)整合普遍問題所設(shè)計的，未能對各省特殊問題做規(guī)劃設(shè)計，因此，這部分內(nèi)容的整合過程相當(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，亟需通過新的處理工具改善目前整合手段，從而縮減重復(fù)勞動，提高工作效率［5］。目前仍需要人工手動處理的整合內(nèi)容大致可分為以下幾方面。

2.1 點面結(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)點落在具體的某一鄉(xiāng)鎮(zhèn)面上，將點的GNID賦相應(yīng)的PAC碼。

此類點落入面，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BOUA層的定義查詢功能找出PAC字段中某一唯一值a，此時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區(qū)所有PAC碼全部選擇完成，此時AGNP層所有點的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)成圖時間久、現(xiàn)勢性弱，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個以上名稱等。這給賦HYDC碼工作帶來很大的困難。

3 數(shù)據(jù)整合優(yōu)化處理方案

通過以上對所遇問題的論述分析，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，其過程需要或多或少的人工判定，而賦值過程卻呈現(xiàn)出重復(fù)化，公式化等特點。人工判定差錯在所難免，因此，減少出錯率、提高工作效率是擺在當(dāng)前人工作業(yè)面前一道難題。針對此類問題，設(shè)計一款軟件，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)到讓計算機(jī)自動處理人工作業(yè)。

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

3.2 軟件功能模塊 自動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。該模塊實現(xiàn)了對DLG數(shù)據(jù)的加載及訪問，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。對于一個GIS工程項目，該模塊在實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)中是不可缺少的，旨在使用戶對數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行瀏覽，為雙方提供一個更好的交互方式，在不同的應(yīng)用需求情況下，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的不同操作過程。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現(xiàn)，數(shù)據(jù)的鷹眼圖顯示，對所瀏覽的數(shù)據(jù)當(dāng)前實時坐標(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)到自動化處理數(shù)據(jù)的目的。

3.3 處理方案的形成 依照國家規(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，綜合分析自動處理數(shù)據(jù)完成后可能出現(xiàn)的錯誤，來制定數(shù)據(jù)處理方案，筆者根據(jù)不同問題的特點，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)點落入面的要求，將AGNP層中的點坐標(biāo)與BOUA層各個面的坐標(biāo)范圍相匹配，將匹配成功的面PAC碼賦值在點的GIND字段中，計算機(jī)處理代替手工完成所有點的匹配、賦值工作。生成數(shù)據(jù)經(jīng)人工質(zhì)檢與原有整合結(jié)果對比，賦值無差別，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

1∶10 000 DLG數(shù)據(jù)整合是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫整合升級的重要組成部分，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)。計算機(jī)自動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個公式化強(qiáng)、重復(fù)性大的整合內(nèi)容，通過對數(shù)據(jù)處理過程的技術(shù)總結(jié)，設(shè)計了可行的軟件自動處理方案，確保了成果數(shù)據(jù)的質(zhì)量和生產(chǎn)速度。

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

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

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

［4］范志堅，付蓉.不同時期1∶10 000 DLG入庫數(shù)據(jù)的處理［J］.測繪通報，2011(11):41－43.

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

［6］王化娟.DLG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS入庫數(shù)據(jù)技術(shù)問題的探討［J］.測繪通報，2013(11):112－113.

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