淺談iData數(shù)據(jù)工廠建庫(kù)對(duì)比ArcGIS建庫(kù)的優(yōu)勢(shì)

金怡杉，洪濤

(1.廣東南方數(shù)碼科技股份有限公司云南分公司，云南 昆明 650100； 2.昆明市測(cè)繪研究院，云南 昆明 650000)

淺談iData數(shù)據(jù)工廠建庫(kù)對(duì)比ArcGIS建庫(kù)的優(yōu)勢(shì)

金怡杉1*，洪濤2

(1.廣東南方數(shù)碼科技股份有限公司云南分公司，云南 昆明 650100； 2.昆明市測(cè)繪研究院，云南 昆明 650000)

介紹了一款集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)入庫(kù)和產(chǎn)品制作于一體的地理信息數(shù)據(jù)處理平臺(tái)—iData數(shù)據(jù)工廠，并針對(duì)該平臺(tái)建庫(kù)的總體流程以及部分建庫(kù)環(huán)節(jié)與ArcGIS進(jìn)行對(duì)比，突出iData建庫(kù)的優(yōu)勢(shì)，最后通過(guò)實(shí)例說(shuō)明使用iData建庫(kù)能夠簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，解放人力，提高工作效率，保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

數(shù)據(jù)庫(kù)；iData數(shù)據(jù)工廠；SME；ArcGIS

1 前 言

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入地理信息產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域，地理信息產(chǎn)業(yè)獲得了空前的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)的功能逐漸強(qiáng)大，并與其他學(xué)科相互滲透，地理信息也逐步進(jìn)入到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域[1]，從而產(chǎn)生了大量各種類型、各種標(biāo)準(zhǔn)、各種結(jié)構(gòu)的地理信息數(shù)據(jù)，怎樣有效地把這些紛繁復(fù)雜的空間地理信息、屬性信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化、拓?fù)浠?、?biāo)準(zhǔn)化重組與加工處理，建立成能夠支持各種GIS應(yīng)用、數(shù)字城市建設(shè)的專項(xiàng)、綜合、標(biāo)準(zhǔn)的空間地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，一直是GIS行業(yè)探討的重要課題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)了大量的地理信息數(shù)據(jù)建庫(kù)平臺(tái)，包括GeoStar、ArcGIS、MapGIS、SuperMap、EPS等等，各種建庫(kù)方式都有各自的優(yōu)勢(shì)所在，如何選擇操作方便、適合自身項(xiàng)目特點(diǎn)的建庫(kù)工具，是確保項(xiàng)目數(shù)據(jù)高效、安全、準(zhǔn)確生產(chǎn)處理的基礎(chǔ)。本文介紹了一款iData數(shù)據(jù)工廠建庫(kù)平臺(tái)，并針對(duì)該平臺(tái)建庫(kù)的總體流程以及部分建庫(kù)環(huán)節(jié)與當(dāng)前主流的建庫(kù)軟件ArcGIS進(jìn)行對(duì)比，探討了iData數(shù)據(jù)工廠建庫(kù)的優(yōu)勢(shì)，最終以實(shí)例說(shuō)明iData數(shù)據(jù)工廠建庫(kù)比ArcGIS建庫(kù)在一定程度上更方便更有效，提高了建庫(kù)的工作效率。

2 iData數(shù)據(jù)工廠技術(shù)亮點(diǎn)

iData數(shù)據(jù)工廠是一個(gè)集測(cè)繪數(shù)據(jù)采編成圖、數(shù)據(jù)入庫(kù)、產(chǎn)品制作和生產(chǎn)任務(wù)管理于一體的擁有自主產(chǎn)權(quán)的一體化地理信息數(shù)據(jù)處理平臺(tái)[8]，它結(jié)合多種數(shù)據(jù)源將“4D”數(shù)據(jù)的生產(chǎn)集成到同一個(gè)平臺(tái)中，不僅能夠接受和處理多種野外采集數(shù)據(jù)和其他航測(cè)遙感軟件生產(chǎn)的數(shù)據(jù)，支持對(duì)CAD數(shù)據(jù)的直接編輯和轉(zhuǎn)換分發(fā)，還能實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有GIS 系統(tǒng)之間的無(wú)縫數(shù)據(jù)交換和入庫(kù)更新一體化。平臺(tái)擁有如下幾個(gè)技術(shù)亮點(diǎn)：

(1)數(shù)據(jù)模型嚴(yán)格采用OGC標(biāo)準(zhǔn)，從根本上保證了iData數(shù)據(jù)處理平臺(tái)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的平滑和順利；

(2)以ArcGIS的原生空間數(shù)據(jù)庫(kù)為存儲(chǔ)格式，直接面向ArcGIS及空間數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)支持直接讀寫多種格式數(shù)據(jù)；

(3)采用骨架線符號(hào)化技術(shù)，通過(guò)多級(jí)嵌套和組合簡(jiǎn)單實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地物符號(hào)的繪制，能夠根據(jù)空間要素的幾何結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行符號(hào)化渲染；

(4)沿襲了CASS的操作習(xí)慣和界面風(fēng)格，在此基礎(chǔ)上還具備了基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的拓?fù)渚庉?、屬性編輯等功能?/p>

(5)集成了基于網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的智能數(shù)據(jù)處理引擎SME，提供可視化的方案編輯界面和豐富的元規(guī)則，能夠廣泛應(yīng)用于不同標(biāo)準(zhǔn)、不同數(shù)據(jù)類型、不同比例尺數(shù)據(jù)的質(zhì)檢和批量處理。

3 iData建庫(kù)與ArcGIS建庫(kù)對(duì)比

3.1 整體建庫(kù)流程對(duì)比

從整體建庫(kù)流程上來(lái)說(shuō)，iData和ArcGIS都是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ArcGIS數(shù)據(jù)庫(kù)shapefile格式的數(shù)據(jù)，之后根據(jù)建庫(kù)規(guī)范和要求進(jìn)行建庫(kù)，不同的地方在于，ArcGIS是一個(gè)服務(wù)于全球GIS行業(yè)的軟件，功能是針對(duì)多數(shù)用戶的需求而設(shè)計(jì)制作，功能強(qiáng)大，但卻不能適用于自定義的規(guī)范和需求；iData是基于模塊式構(gòu)架的平臺(tái)，功能均可根據(jù)需求進(jìn)行定制和修改。使用ArcGIS建庫(kù)，大部分環(huán)節(jié)需要人工判讀，手動(dòng)處理，極少數(shù)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)處理；在iData中自動(dòng)處理環(huán)節(jié)多余手動(dòng)處理，且大多數(shù)需要手動(dòng)處理的環(huán)節(jié)，都可以使用軟件輔助判讀，自動(dòng)化程度達(dá)到70%。如圖1分別顯示了兩種軟件建庫(kù)的流程以及流程中自動(dòng)化的情況，紅色框?yàn)樽詣?dòng)處理步驟，綠色框?yàn)榘胱詣?dòng)處理步驟，藍(lán)色框?yàn)槭謩?dòng)處理步驟。

圖1 整體建庫(kù)流程對(duì)比圖

3.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換入庫(kù)

(1)DWG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換主要包括：點(diǎn)、線、面和注記轉(zhuǎn)換以及其編碼信息的提取[3]。ArcGIS的轉(zhuǎn)換方法是根據(jù)在CASS中編碼轉(zhuǎn)圖層，將每一類地物轉(zhuǎn)到單獨(dú)的圖層后，再把DWG的數(shù)據(jù)分圖層轉(zhuǎn)入GDB中，然后根據(jù)CASS編碼填入要素代碼，將需要的CASS屬性轉(zhuǎn)入相應(yīng)的字段內(nèi)，最后根據(jù)建庫(kù)規(guī)范將各地物放入對(duì)應(yīng)的圖層中。這種方法，操作不是很直觀，需要操作人員對(duì)數(shù)據(jù)非常熟悉，并且在建庫(kù)方面有經(jīng)驗(yàn)，才能把點(diǎn)、線、面分層有條理的對(duì)應(yīng)，如有丟層、錯(cuò)層，返工修改的工作量會(huì)很大。iData數(shù)據(jù)工廠可以通過(guò)SME數(shù)據(jù)定制方案的編寫將整理好的DWG和MDB打開(kāi)，通過(guò)運(yùn)行自定義好的轉(zhuǎn)換規(guī)則，能夠使相應(yīng)的地物附上對(duì)應(yīng)的要素代碼、高程、角度等屬性，并放在規(guī)定的圖層內(nèi)。編寫SME方案主要用到的規(guī)則如表1所示。

DWG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換SME規(guī)則 表1

(2)圖面地物的識(shí)別

ArcGIS沒(méi)有配圖之前，在圖面上只能以點(diǎn)、線、面三種形式表現(xiàn)地物，若需查詢某個(gè)地物的類型，則需要查看屬性得到，如果做了配圖，ArcGIS會(huì)像加載DXF圖形一樣，刷新圖面時(shí)需要的時(shí)間很長(zhǎng)，影響作業(yè)效率。iData中有配圖的做法是用Photoshop的渲染技術(shù)，刷新的速度很快。同時(shí)，由于與CASS的兼容性，在導(dǎo)入DWG底圖的時(shí)候，刷新方式能夠沿用CAD的刷新方式，提升刷新速度。

3.3 數(shù)據(jù)編輯

(1)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后分類步驟

ArcGIS在分步編輯數(shù)據(jù)時(shí)，是根據(jù)要素類分別處理的，如圖2所示，這樣處理可能做重復(fù)功，比如房屋面在面處理的步驟已經(jīng)生成了，在執(zhí)行打斷線構(gòu)面的時(shí)候在房屋面位置也構(gòu)了面，要在后期人工判讀刪掉重復(fù)實(shí)體。iData是根據(jù)地物類分別處理的，比如處理植被就包括了構(gòu)面以及植被的屬性處理，不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)作業(yè)的情況。

圖2 ArcGIS分步驟

(2)自動(dòng)和手動(dòng)構(gòu)面

ArcGIS的手動(dòng)構(gòu)面必須為繪制方式，即有多少個(gè)節(jié)點(diǎn)就要捕捉多少個(gè)節(jié)點(diǎn)并點(diǎn)擊鼠標(biāo)；自動(dòng)構(gòu)面需要打斷相交線才能繪制。iData提出了新穎的構(gòu)面方法，即內(nèi)部點(diǎn)構(gòu)面，即使需要構(gòu)面的是細(xì)小狹長(zhǎng)的面，和此面相鄰可以是多種地物類形，只要各個(gè)邊線間沒(méi)有間縫，無(wú)論是手動(dòng)構(gòu)面或是自動(dòng)構(gòu)面，只需選擇在內(nèi)部點(diǎn)擊一下鼠標(biāo)即可生成面。相比ArcGIS手動(dòng)繪制的方式，大大節(jié)省了人工處理的時(shí)間，如圖3所示為iData框選一個(gè)區(qū)域，軟件自動(dòng)判斷可以構(gòu)面的實(shí)體，并且高亮顯示統(tǒng)一自動(dòng)構(gòu)面。

圖3 自動(dòng)構(gòu)面效果圖

(3)屬性信息批量填寫

iData可以結(jié)合數(shù)據(jù)字典和實(shí)際作業(yè)需求，編寫SME方案，對(duì)實(shí)體屬性信息批量賦值，還能將注記內(nèi)容批量賦值，例如水系面上經(jīng)常會(huì)有 “塘”、“荷”等注記，這些注記通常需要寫入面內(nèi)的“名稱”字段，在ArcGIS寫數(shù)據(jù)時(shí)，需要人工搜索所有的這類注記，然后逐一填入。使用iData的“點(diǎn)在面上檢查”規(guī)則可寫出方案，將面內(nèi)有文字注記的篩選出來(lái)，批量填入相對(duì)應(yīng)面的“名稱”字段。整個(gè)過(guò)程耗時(shí)很短，大大提高屬性填寫時(shí)的作業(yè)生產(chǎn)效率。方案實(shí)例如表2所示。

屬性批量賦值SME方案 表2

(4)居民地處理

①ArcGIS在構(gòu)面時(shí)居民地能夠與其他面分開(kāi)處理，是由于在數(shù)據(jù)整理的時(shí)候做了閉合檢查，所以ArcGIS在構(gòu)居民地的時(shí)候會(huì)有重疊面，如圖4上半部分所示，圖面有這樣的半層樓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生構(gòu)面重疊，圖中顏色深處為重疊處。iData中所有的構(gòu)面都是在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后實(shí)現(xiàn)的，其構(gòu)面規(guī)則經(jīng)過(guò)修改后，不會(huì)出現(xiàn)一般房屋的重疊，大大減少了后期拓?fù)錂z查的手動(dòng)工作量。

圖4 居民地實(shí)例圖

②DWG數(shù)據(jù)的樓層注記有時(shí)會(huì)寫在結(jié)構(gòu)注記的編碼內(nèi)，如圖4下半部分所示，“混2”，按照CASS作圖規(guī)則來(lái)說(shuō)應(yīng)該是分開(kāi)的“混”帶141161-1結(jié)構(gòu)注記編碼，“2”帶141161-2樓層注記編碼，但很多數(shù)據(jù)會(huì)是“混2”帶141161-1結(jié)構(gòu)注記編碼，在處理這樣的數(shù)據(jù)時(shí)，ArcGIS只能人工篩選出帶有后綴的文字再手動(dòng)修改。iData的SME規(guī)則中包含文字拆分功能，可將“混2”中前一個(gè)字節(jié)填入“房屋結(jié)構(gòu)”字段，之后的字節(jié)填入“層數(shù)”字段，這樣操作完全自動(dòng)化，不僅減少人工判讀的時(shí)間和工作量，還能保證數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和正確性。3.4 數(shù)據(jù)質(zhì)檢

在數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與處理方面，ArcGIS和iData都提供了多種豐富的點(diǎn)、線、面拓?fù)錂z查規(guī)則，可以直接使用，區(qū)別在于ArcGIS對(duì)屬性數(shù)據(jù)質(zhì)檢沒(méi)有直接可用的規(guī)則，只能通過(guò)編寫SQL語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)，而iData可以根據(jù)項(xiàng)目需求，對(duì)空間數(shù)據(jù)分層分類的編寫數(shù)據(jù)檢查方案，同時(shí)對(duì)于屬性數(shù)據(jù)也提供了可以直接使用的規(guī)則，通過(guò)有針對(duì)性的檢查大大提高質(zhì)檢的效率和準(zhǔn)確性。iData質(zhì)檢方案實(shí)例如表3所示。

數(shù)據(jù)質(zhì)檢SME方案 表3

4 運(yùn)用實(shí)例對(duì)比

在某個(gè)數(shù)字城市的項(xiàng)目中，試用一塊測(cè)區(qū) 5 km21∶500的DWG原始數(shù)據(jù)作為實(shí)例驗(yàn)證兩種方法的建庫(kù)效果，對(duì)比情況如表4所示。

實(shí)例建庫(kù)對(duì)比情況 表4

首先采用ArcGIS建庫(kù)，ArcGIS的建庫(kù)流程趨向于縱向思維，即在某些時(shí)候只有做完規(guī)定的步驟，才能處理下一個(gè)環(huán)節(jié)，會(huì)出現(xiàn)作業(yè)人員空等的情況。建庫(kù)過(guò)程中很多環(huán)節(jié)需要人工判讀和手動(dòng)處理。采用這種作業(yè)方式，完成 5 km2的DWG數(shù)據(jù)建庫(kù)，熟練的5個(gè)人作業(yè)組用了5天時(shí)間。

其次使用iData數(shù)據(jù)工廠對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行建庫(kù)，iData建庫(kù)流程模式趨向于橫向思維，通過(guò)SME的方案直接將DWG數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到MDB格式，在同一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了快速入庫(kù)。DWG數(shù)據(jù)整理結(jié)束之后的環(huán)節(jié)可以多人同時(shí)進(jìn)行，處理構(gòu)面和屬性錄入也同步進(jìn)行，屬性通過(guò)方案批量賦值，不需要更多的人工干預(yù)，最后將每個(gè)人處理的數(shù)據(jù)整合即可得到最后結(jié)果，不會(huì)出現(xiàn)作業(yè)員等待的情況。iData從操作上繼承了CASS的作業(yè)習(xí)慣，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中可根據(jù)CASS的6位編碼生成數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范中要求位數(shù)的編碼，并在繪制新地物時(shí)，能直接生成要素編碼，不需要再次寫入。相比第一種作業(yè)方式，用iData建庫(kù)，完成 5 km2的DWG數(shù)據(jù)建庫(kù)，熟練的5個(gè)人作業(yè)組只用了3天的時(shí)間，相比之下提高了近三倍的工作效率。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著數(shù)字城市、智慧城市的發(fā)展以及測(cè)繪信息化進(jìn)程的不斷加快，如何提高原始CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換整理入庫(kù)和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)效率成為各測(cè)繪單位的主要研究議題之一[7]。本文通過(guò)對(duì)比iData和ArcGIS兩種建庫(kù)方式，提出了iData數(shù)據(jù)工廠建庫(kù)的優(yōu)勢(shì)，主要包括：iData高效地實(shí)現(xiàn)了CAD數(shù)據(jù)到ArcGIS數(shù)據(jù)的無(wú)縫對(duì)接；iData的線型符號(hào)與CASS完全吻合，繼承了CASS的屬性，數(shù)據(jù)加載流暢，編輯方便；iData通過(guò)SME方案的編寫，能夠自動(dòng)化批量處理很多問(wèn)題；iData數(shù)據(jù)工程建庫(kù)流程模式趨向于橫向思維，節(jié)省了空等時(shí)間。采用iData建庫(kù)最終能夠簡(jiǎn)化處理過(guò)程，解放人力，提高數(shù)據(jù)處理的效率以及數(shù)據(jù)產(chǎn)品的精度和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化管理和生產(chǎn)。

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On the Advantages of iDatadata Factorybuild Database than ArcGIS

Jin Yishan1，Hong Tao2

(1.South Digital Co. Yunnan Branch，Yunnan 650100，China； 2.Kunming Institute of Surveying and Mapping，Yunnan 650000，China)

In today's world，the rapid development of science and technology，The new technology brings about the change of production mode，which greatly improves the production efficiency. This paper introduces a data processing platform-iData data factory which integrates data acquisition，data processing，data storage and product production，And compared to the platform construction of the overall flow and part of building links with ArcGIS，Outstanding advantage of iData database，F(xiàn)inally，through the example of the use of iData database to simplify the production process，the liberation of human resources，improve work efficiency，ensure the quality of the data.

database；iData Data factory；SME；ArcGIS

1672-8262(2017)02-69-05

P208.1

B

2017—01—18

金怡杉(1983—)，女，碩士，工程師，主要從事測(cè)繪信息化、地理信息系統(tǒng)運(yùn)用等工作。