江苏省第一次全国水利普查空间数据组织与处理方法

施红怡 ，廖 磊 ，李娇娇 ，张 鹏

（1.江苏省水利厅，210029，南京；2.江苏省基础地理信息中心，210013，南京）

根据《第一次全国水利普查总体方案》《第一次全国水利普查空间数据采集与处理实施方案》中关于建立水利普查空间数据库的要求，江苏省结合本省水环境特点及技术优势，制定了相应的空间数据采集与处理实施方案和技术规定。

水利普查空间数据包括对象的空间分布、形态特征及其相互关系。就空间数据采集部分，国普办下发了相应的采集软件，并提供了分辨率为2.5 m的影像数据，这对于非GIS专业的初学者简单易用，适合于各县区开展空间数据采集工作。由于国普办下发的影像数据分辨率及现势性弱于江苏省现有0.5 m分辨率的影像资料，为充分发挥专业GIS优势，进一步提高作业效率及空间数据采集的作业精度，江苏省积极探寻适合本省需要的作业方式和作业流程。

一、水利普查空间数据要求

水利普查空间数据成果，采用2000中国大地坐标系 （CGCS 2000），包含实际操作过程产生的元数据。水利普查空间数据要求不重不漏，满足上图要求的空间数据与台账系统中录入的属性数据必须一致，空间数据与属性数据的衔接通过编码字段来实现。

江苏省水利普查空间数据采集采用“在地标载，统一采集”的方式。标载底图由矢量线划图叠加影像而成，矢量数据包括：省级 1∶10 000基础测绘成果、第二次土地调查成果、省水利地理信息系统一期成果，影像数据采用最新0.5 m分辨率的航空影像。标载底图数据和GPS测量数据由内业作业人员统一上图，通过定制的统一模板进行数据采集，使效率大幅度提高。由于自有数据采集过程中数据组织采用.shp格式，且无元数据信息，这与最终需提交的数据格式存在差异，两者的相互衔接就需要寻找适合、便捷的方法来实现。通过比较成果模板与自采数据之间的差别，分析得出涉及填写的库表及需转换的字段，使得自有采集方法采集的数据最终符合国家水利普查办统一的格式及内容要求。

二、江苏省水利普查空间数据处理流程

江苏省水利普查空间数据采集精度按1∶10 000要求进行，最新0.5 m分辨率影像数据为西安80坐标系；国普办对水利普查空间数据的要求精度为 1∶50 000，坐标系为 CGCS 2000，且空间数据需在50 000比例尺下满足相应拓扑关系。

江苏省在知道数据差异的基础上，寻找解决差异的方法，在保证前期数据采集成果精度的基础上，得到最终规范的成果文件。江苏省水利普查空间数据处理的整体流程如图1所示：采集作业方式按《江苏省水利普查空间数据采集与处理技术规定》进行，根据规范要求得到采集结果“①作业采集的数据（80shp）”，该成果检查复核后进行机检；机检是为了按检查内容修改得到规范的、无人为疏漏造成错误的数据内容；机检合格后进行数据校正、投影定义及点位移动的预处理工作；将这些处理好的数据导入到“②包含名录信息的mdb库”中，并修改相应属性信息，写入元数据，完成县区成果。整个数据处理的流程如下：

1.数据准备

数据准备主要包括两个方面的工作：一是各县区自采集数据的整理完善，即利用地物标载及GPS展点等方法获得的数据参考，以高分辨率影像为参照基础，完成各县区数据统一采集过程。由于采集方法的改进，使得数据采集这一阶段的工作效率有很大提高，在质量控制方面的严格要求也保证了数据采集的精度。另一方面要整理得到已导入名录的各县区mdb，保证空间数据与属性数据的一致性。

2.数据检查与预处理

（1）水利数据机检内容

水利采集数据的检查内容包括：文件名是否规范、数据层是否为空层、字段命名是否规范、唯一标识码是否有重码；对于备注中有文字描述的列出，便于之后的数据修改；空间信息丢失坐标的列出，重新补充。水利数据的检查是对于前期数据的一个再完善过程，并且保证后期数据入库过程的正确进行。

（2）数据预处理

数据预处理部分的工作是为了完善各普查对象相互之间的空间拓扑关系，它是基于江苏省水利普查空间数据作业精度 1∶10 000与国普办要求精度 1∶50 000两者精度差异的情况下，实际采集的部分地物需再处理来满足较小比例尺下的拓扑关系的问题。

数据预处理主要包括两个部分：一是取水口、排污口与水系岸线的关系，水利普查1∶50 000的比例尺要求将取水口、排污口点捕捉在水系岸线上，对于不在水系岸线上的数据，在一定的容差范围内 （这里的要求是1秒以内），将其移至最近的水系岸线。另一个是地表水水源地、水文站、水位站在一定的容差范围内，需位于水系轴线上。这两类问题的处理过程可以简化为对应点与对应线的位置关系，遍历点层的每一个数据，通过IProximityOperator的 ReturnDistance方法，得到距离该点最近的线状地物以及与该线状地物的最小距离，若这个最小距离小于规定的容差限制，则用ReturnNearestPoint方法获得该线状地物上距离需移动点最近的点pNearestPoint，指定需移动点坐标为查找的最近点坐标pPoint.PutCoords（nearestPoint.X,nearestPoint.Y）， 同时在备注中作相应标识pFeature.set_Value （markIndex，“移至岸线”），保存数据（pFeature.Store），完成前期处理工作。

3.数据导入处理

（1）空间校正与投影

作业过程使用高分辨率的影像进行，影像的坐标系为西安80坐标系，故采集的数据坐标信息也属于西安80坐标系，水利普查统一要求的数据格式为CGCS 2000，所以导入前首先需进行空间数据的校正与投影定义。

图1 江苏省水利普查空间数据处理流程

空间校正和投影工作的完成在AE开发平台下完成。采集的数据格式为shp类型，分文件夹存放。实际操作中通过遍历总文件夹下所有shp类型数据进行空间校正操作，以IPoint数组存放控制点表文件，通过GeometryBagClass存放校正数据，以AddGeometry方法添加各地物。ITransform2D接口不仅提供了图形平移，旋转和缩放，还提供了更加强大的坐标转换方法Transform，实际数据处理中我们使用该方法完成空间数据的校正。空间投影通过gp工具调用DataManagementTools中的DefineProjection工具完成。

（2）数据导入（元数据填写）

选择数据源和目标mdb，通过地物类名称对应关系导入相应的数据类中，在导入过程中完成元数据的填写，包括：操作人信息、操作时间、事件、操作对象的空间位置描述、元数据信息描述等内容。这一过程是通过获取空间对象的属性信息和位置信息，以及操作时间和人员表，抽离提取需要的信息填入对应元数据表中。

建立元数据记录，使得空间数据与元数据一一对应，从而实现对所采集的空间数据、历史数据、后期元数据萃取及相关查询统计等功能。

（3）属性表补填

数据入库后，需进一步完成属性表的补填，这一步骤的工作，主要是建立各空间数据表中的记录与主名录表的关联关系，对于每一入库对象，均用相应的标识要求在相应属性字段中标注说明这种关联关系，使得空间信息和属性信息统一，也便于发现遗漏的对象。

三、江苏省空间数据处理实现

1.数据机检

图2 程序流程

选择需要进行检查的数据文件夹，遍历得到文件夹及各子文件夹所包含的.shp格式的数据，通过数据检查，规范文件格式和数据内容，将检查结果写入规定好的文件中，作为数据修改和完善的基础。数据机检完全通过后才能进行后期数据处理工作。

2.数据预处理

选择需要进行预处理操作的数据最顶层文件夹，遍历得到其所包含的所有文件及各子文件夹所包含的.mdb格式的数据，通过“移至岸线”操作，完成对应点空间位置的合理移动，并记录移动结果。数据预处理的工作，进一步完善了水利普查空间数据相关拓扑的要求。

3.数据处理导入及元数据记录

数据的导入与元数据记录过程，使数据格式与《第一次全国水利普查空间数据采集与处理实施方案》中关于建立水利普查空间的要求一致，最终得到规范的数据成果。程序流程如图2所示。

四、结 语

水利普查空间数据采集与处理工作专业性强、任务重，通过合理的技术设计一方面降低了外业工作强度，另一方面有效提高作业效率，同时避免了人为疏漏造成的误差等，确保本次空间数据的采集规范性、准确性、高效性。在实际生产工作中，既定的最终结果是有要求的，但方法和过程可以变通，我们作业的过程需要寻找合适的方法，合理的流程设计使过程简化，并提高效率。本文中论述的水普空间数据组织与处理的方法在实际生产工作中有效提高了生产效率，并保证了水利普查空间数据的规范要求。

[1]水利部水利信息中心.第一次全国水利普查空间数据采集省级处理方案[R]，2012.

[2]国务院第一次全国水利普查领导小组办公室.水利普查数据处理与软件使用[M].北京：中国水利水电出版社，2011.