[摘要]臺(tái)州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)是基于ArcGIS的Geodatabase數(shù)據(jù)集的建設(shè)，而目前前端數(shù)據(jù)采集以Cass編碼的Cad格式為主，所以在臺(tái)州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)中要將Cad格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Geodatabase數(shù)據(jù)集的格式。本文就基于南方測繪編碼格式數(shù)據(jù)處理建庫中數(shù)據(jù)處理進(jìn)行了探討和分析。處理后的數(shù)據(jù)集滿足了臺(tái)州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)對數(shù)據(jù)的要求。

　　[關(guān)鍵字]Geodatabase;地理編碼;入庫規(guī)則

　　1前言

　　城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)是基于數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的服務(wù)的建設(shè)。在基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目中，GIS數(shù)據(jù)庫建設(shè)通常占到了項(xiàng)目建設(shè)總成本的70%左右[1]。臺(tái)州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)是基于ARCGIS的地理數(shù)據(jù)庫(Geodatabase)的建設(shè)。ARCGIS的地理數(shù)據(jù)庫(Geodatabase)是為了更好地管理與使用地理要素?cái)?shù)據(jù)而按照一定的模型和規(guī)則組合起來的地理要素?cái)?shù)據(jù)集(featuredatasets)。Geodatabase是按照層次型的數(shù)據(jù)對象來組織地理數(shù)據(jù)的，這些數(shù)據(jù)對象包括對象類(objects)、要素類(featureclass)和要素?cái)?shù)據(jù)集。Geodatabase對地理要素類和要素類之間的相互關(guān)系、地理要素類幾何網(wǎng)絡(luò)、要素屬性表對象等進(jìn)行有效管理，并支持對地理空間要素?cái)?shù)據(jù)集(矢量、柵格)、關(guān)系以及幾何網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建立、刪除、修改、更新等操作。而我市目前匯交的測繪前期數(shù)據(jù)采集成果以AutoCad(*.DWG)格式為主。在Cad數(shù)據(jù)模型中，點(diǎn)、線、閉合曲線等幾何要素以二進(jìn)制形式保存于文件中，點(diǎn)、線、閉合曲線都可以放置于同一圖層中，對點(diǎn)、線、閉合曲線并沒有嚴(yán)格的區(qū)分。但AUTOCAD所表達(dá)的圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含有幾何信息與非幾何信息。CAD數(shù)字地圖中，每一種點(diǎn)、線、符號(hào)都是實(shí)體類型組合而成。這樣對于一些復(fù)雜的線性需要通過幾種簡單線性組合表示：如陡坎，其上沿線表示陡坎的上棱線，也有POLYLINE實(shí)體命令生成的線;下面的短線表示陡坎的坡面，其每一根短線都要由LINE命令生成，數(shù)據(jù)不僅復(fù)雜，而且圖形數(shù)據(jù)占用較大的儲(chǔ)存空間。所以從空間地理信息系統(tǒng)的角度來看，CAD格式數(shù)據(jù)對于空間數(shù)據(jù)信息的描述與分析有著致命的弱點(diǎn)。因此Cad數(shù)字地形圖只能作為GIS數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。所以要將AUTOCAD數(shù)字地形圖預(yù)處理為GIS的Geodatabase數(shù)據(jù)模型，方能滿足基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)的需要。

　　臺(tái)州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)中針對臺(tái)州市數(shù)據(jù)源現(xiàn)狀開發(fā)了基于我市目前匯交的基于南方測繪Cass編碼的數(shù)據(jù)的大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)，通過對CAD數(shù)據(jù)的預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)了CAD數(shù)據(jù)無損轉(zhuǎn)換為Geodatabase數(shù)據(jù)模型，滿足了臺(tái)州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的要求。

　　2臺(tái)州市大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

　　基于前言所述，建設(shè)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)需要對前端測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行符合地理信息系統(tǒng)建設(shè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化要求的處理。

　　(1)CAD數(shù)據(jù)根據(jù)代碼分圖層。就是將CAD地形圖數(shù)據(jù)按照要素分層，即將南方CASS軟件的要素分類代碼轉(zhuǎn)換為臺(tái)州市大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)的要素代碼，再根據(jù)新的要素代碼對要素重新指定圖層，圖層名稱為新的要素代碼所對應(yīng)的要素名稱，在執(zhí)行要素按代碼分圖層后，有代碼的要素根據(jù)代碼被分配到了對應(yīng)的圖層上，無代碼的要素可通過選擇集換圖層來指定代碼和圖層。所以我們要通過屬性查詢的方式查詢哪些圖形還沒有代碼。無FCODE的要素賦空FCODE是將沒有要素代碼的圖形增加一個(gè)叫“FCODE”的字段，字段值賦空值，這樣便于后來的屬性查詢。

　　(2)CAD地形圖數(shù)據(jù)要素處理。臺(tái)州市大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)支持多段線(Polyline)、面(Region)、塊(Block)、單行文本(Text)四種圖形數(shù)據(jù)類型，其它數(shù)據(jù)類型均不符合入庫要求，所以要將基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)不支持的CAD數(shù)據(jù)要素進(jìn)行處理，如：圓、圓弧、橢圓、橢圓弧、樣條曲線、帶圓弧的多段線，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成多段線;地圖中的多線(平行線)轉(zhuǎn)換為多段線，一個(gè)多線經(jīng)過轉(zhuǎn)換后成為兩條多段線;臺(tái)州市大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)用塊(block)對象來表示點(diǎn)狀地理要素，所以要將原始數(shù)據(jù)里的點(diǎn)對象轉(zhuǎn)換為塊對象，同時(shí)系統(tǒng)對于有向點(diǎn)要素(高壓線、低壓線、通訊線、水流、橋梁邊線走向、潮流方向等)要添加“旋轉(zhuǎn)角度”的屬性，有向點(diǎn)加旋轉(zhuǎn)角度的功能就是讀取塊對象的圖形旋轉(zhuǎn)角度值賦給要素的“旋轉(zhuǎn)角度”屬性;臺(tái)州市大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)用面(region)對象來表示面狀地理要素，所有三維面對象(3DFace)要轉(zhuǎn)換為面對象;臺(tái)州市大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)里用單行文本來表示注記要素，所有多行文本(MText)轉(zhuǎn)換為單行文本;臺(tái)州市大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)里注記文本內(nèi)容統(tǒng)一為半角或全角，不允許全角文本混合著半角文本;將當(dāng)前地圖中所有圖元(滿足入庫要求的圖元)的高程Z坐標(biāo)統(tǒng)一設(shè)置為0，包括：塊、多段線、單行文本，其他圖元不被處理，如果等高線對象的高程值存儲(chǔ)在線對象的標(biāo)高上，應(yīng)先將標(biāo)高值賦給等高線的“高程”屬性后再執(zhí)行此操作;以上提供了一系列單個(gè)的針對要素圖形的整理，也可以一次性進(jìn)行圖形整理。如圖1：可以批量進(jìn)行上述操作：

　　圖1：要素圖形批量整理功能的組合處理

　　

 

　　對于高程點(diǎn)賦高程，先要分析高程點(diǎn)(塊對象)的屬性(Attribute)，如果塊對象沒有名稱為height的屬性，就搜索高程點(diǎn)(塊對象)周圍的高程注記，讀取離高程點(diǎn)距離最近的高程注記的值，賦給高程點(diǎn)的“高程”屬性，讀取高程點(diǎn)的位置信息賦給高程點(diǎn)的“X坐標(biāo)”和“Y坐標(biāo)”屬性。對于控制點(diǎn)賦高程和點(diǎn)號(hào)，搜索控制點(diǎn)周圍的控制點(diǎn)注記，解析控制點(diǎn)注記的高程和點(diǎn)號(hào)，賦給控制點(diǎn)的“高程”和“點(diǎn)號(hào)”屬性，讀取控制點(diǎn)的位置信息賦給控制點(diǎn)的“X坐標(biāo)”和“Y坐標(biāo)”屬性。

　　對于特殊地物要素如：1、涵洞：首先要分析涵洞結(jié)構(gòu)線兩端連接的水系類型，將它連接的水系要素代碼寫到涵洞結(jié)構(gòu)線的描述屬性中去;2、管線及附屬物：要分析管線和管井對象附近的注記，將注記內(nèi)容寫到管線管井的描述屬性中去;3、生成齒線類要素：先選擇要生成齒線的線要素(單選)，選擇完成后，系統(tǒng)提示選擇對應(yīng)的坡腳或下棱線(單選)。如果選擇了對應(yīng)的坡腳或下棱線，系統(tǒng)根據(jù)它來決定長齒線的長度和長短齒線的方向。4、結(jié)構(gòu)線：對需要生成結(jié)構(gòu)線的地物要素：如各類道路以及附屬設(shè)施、水系以及附屬設(shè)施(如涵洞結(jié)構(gòu)線的生成：選擇涵洞邊線對象，對于每一個(gè)涵洞邊線找到它對應(yīng)的另一側(cè)涵洞邊線，在此兩個(gè)涵洞邊線中間生成涵洞結(jié)構(gòu)線)要生成結(jié)構(gòu)性來作為基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)定位、定向的基礎(chǔ)，這些都需要經(jīng)過程序生成并附“代碼”以及“名稱屬性”。

　　(3)構(gòu)面。將經(jīng)過圖1處理后的多段線：離散的一條或多條多段線圍成的封閉區(qū)域構(gòu)成面對象，并將選擇的代碼賦給構(gòu)成的面對象。系統(tǒng)可通過輸入要素名稱的拼音的首字母和要素代碼的一部分來查詢出匹配的要素。比如，如果要列出要素“成片房屋”，在拼音文本框里輸入“CPFW”后按空格鍵或回車鍵，要素類“成片房屋”出現(xiàn)在列表框中。也可以在代碼文本框里輸入要素成片房屋的代碼“310301500”后按空格鍵或回車鍵，要素類“成片房屋”出現(xiàn)在列表框中。如果在代碼文本框里輸入“3”，將列出代碼以3開頭的所有面要素。列表框中的“鎖定”選項(xiàng)如果被勾上，則該要素將一直顯示在列表框中。在要素列表里選中要素后單擊“確定”或雙擊要素列表里的某個(gè)選中要素(這樣就可以確保構(gòu)成的面要素放在指定的要素代碼對應(yīng)的圖層上，否則如果沒有指定構(gòu)成的面要素的代碼，構(gòu)成的面要素就放在了圖層“0”上)，在圖面上點(diǎn)擊封閉區(qū)域內(nèi)的任意位置后按空格或回車鍵完成構(gòu)面操作，也可以一次構(gòu)成多個(gè)面對象。如果構(gòu)面失敗，則說明多條多段線圍成的區(qū)域不是完全封閉的(看似封閉)，在某處存在縫隙，應(yīng)該查找出縫隙，填補(bǔ)縫隙后再進(jìn)行構(gòu)面操作。如果有塊對象落在構(gòu)面區(qū)域的邊界線上，也可能導(dǎo)致構(gòu)面失敗，應(yīng)將塊對象所在圖層關(guān)閉再構(gòu)面。如果構(gòu)面區(qū)域很大，可畫輔助線將構(gòu)面區(qū)域分割成多個(gè)小塊，分別對這些小塊構(gòu)面后再合并，系統(tǒng)可以將空間上不連續(xù)的面進(jìn)行合并，要合并的面集合中，如果有任意兩個(gè)面對象的要素代碼不為空，但是值不一樣，合并失敗。要素代碼不為空值的面與要素代碼為空值的面合并后，新的面對象的要素代碼為合并前要素代碼不為空的面的要素代碼，合并后面的屬性繼承合并前第一個(gè)選擇的面的屬性。而鏤空面的生成則要從進(jìn)行減操作的面對象中減去它與被減的面對象的重疊部分。對于鏤空面(是指面中存在洞)與多part面(是指面由在空間上分離的多個(gè)部分組成)需要進(jìn)行檢查，檢查出的結(jié)果處于選中狀態(tài)。查看檢查出來的結(jié)果可以看是否有對面進(jìn)行誤合并或誤減錯(cuò)作，即本不應(yīng)該鏤空處理的面進(jìn)行了鏤空處理，本不應(yīng)該合并的不相鄰的面進(jìn)行了合并。同時(shí)分析房屋面內(nèi)的房屋性質(zhì)注記，如果注記內(nèi)容符合房屋性質(zhì)的格式則更新房屋的性質(zhì)和樓層數(shù)屬性。如房屋注記為“混2”，則將“混”賦給房屋性質(zhì)屬性，將2賦給房屋樓層數(shù)屬性;分析植被面內(nèi)的植被性質(zhì)注記，賦給植被面要素的“名稱”屬性;分析池塘面內(nèi)的注記，賦給池塘面的“名稱”屬性;對于無要素代碼的面，分析它內(nèi)部的植被符號(hào)的代碼，根據(jù)植被符號(hào)的代碼給面賦代碼。這樣確保所有構(gòu)的面都有“名稱”屬性。

　　(4)數(shù)據(jù)檢查。數(shù)據(jù)檢查的工作是非常重要的一步。檢查工作之前要?jiǎng)h除重復(fù)數(shù)據(jù)、刪除重復(fù)面、清空輔助層數(shù)據(jù)、刪除無效的填充。然后主要進(jìn)行以下的一些工作：懸掛點(diǎn)檢查、面自相交檢查、線自相交檢查、面壓蓋檢查、面包含面檢查(鏤空面)、線面是否套合檢查、線壓蓋檢查、零長度線檢查、高程點(diǎn)與高程注記不匹配檢查(檢查出沒有對應(yīng)高程注記的高程點(diǎn)和沒有對應(yīng)高程點(diǎn)的高程注記);要素代碼與圖層、圖形類型不一致檢查(要素的要素代碼決定了要素的所在圖層、要素的圖形類型。如果要素的所在圖層名稱或要素的圖形類型與要素代碼不一致，該要素為錯(cuò)誤要素)。檢查至少要有三級(jí)檢查確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

　　(5)數(shù)據(jù)導(dǎo)出。經(jīng)檢查后的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為ArcGIS的FileGeoDatabase格式。這里要注意幾個(gè)參數(shù)：投影文件、輸出路徑、輸出文件名。投影文件要與基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)定義的投影文件相一致。圖2左圖是未處理的DWG地形圖，右圖是處理后的GIS數(shù)據(jù)。

　　3結(jié)論

　　臺(tái)州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)采用臺(tái)州市大比例尺數(shù)據(jù)整理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)生產(chǎn)，共生產(chǎn)數(shù)據(jù)DLG500為近400平方公里，數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)單位檢查滿足了臺(tái)州市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)對數(shù)據(jù)的要求，提高了生產(chǎn)加工效率，有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　

 

　　圖2左是未處理的DWG地形圖右是處理后的GIS數(shù)據(jù)

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