1∶500地形图建库的技术与方法

2013-09-28左志进

地理空间信息 2013年1期

朱旗，左志进

（1.国家测绘地理信息局重庆测绘院，重庆 400015）

1∶500比例尺地形图主要应用于城市规划、建设和管理领域，是城市整治、经济社会发展所需要的重要的基础地理信息数据。传统的1∶500地形图大部分为外业测绘提供的文件型制图数据，只注重地物关系表达的正确性，在日常使用中主要是供工作人员浏览，提供辅助决策的能力较弱。随着GIS技术的发展，特别是“数字城市”建设的推广，对1∶500地形图数据的使用不仅仅停留在浏览上，还需要进行大量的统计、查询、空间分析等操作，而这些都是传统的文件型地形图不能支持的。为此，需要利用信息化测绘技术，对传统地形图进行整理和重构，构建满足GIS系统软件所需要的数据库数据，更好地发挥1∶500地形图数据的作用。本文以三亚市1∶500地形图数据建库为例，介绍了1∶500地形图数据建库方法和相关技术。

1 传统地形图与地形图数据库区别

传统的1∶500比例尺地形图数据主要是*.dwg、*.dgn等文件型数据，与地形图数据库相比具有以下区别：

1）传统的1∶500比例尺地形图数据模型的本质是地图符号模型，利用外业测绘手段在相应的地方绘制对应的线型和符号来表达地物空间关系；而数据库数据是通过对点、线、面要素符号化来表达地物空间关系的。

2）传统的1∶500地形图一般注重图面表达，没有真正意义的面状要素，如道路是由道路的边线围合而成，相同的道路之间没有分割；数据库数据为了方便查询、统计，需要将每个面状要素都构成面，不同属性的相邻的面要严格区分开，并保持好拓扑关系。

3）传统的1∶500地形图数据属性信息主要是通过注记形式来表达，附带的扩展属性不便于查看，因此图形和属性信息关联度不高，属性信息的丰富度不强；数据库数据能够实现图库一体化管理，方便图形和属性的关联和交互查询。

2 地形图数据建库流程

2.1 地形图数据建库的总体流程

1∶500地形图数据建库采用基于地理要素编码的数字地形图入库设计方法，利用AutoCAD软件的二次开发实现地形图数据的预处理，利用FME平台进行二次开发，实现将数字地形图无损导入到ArcGIS数据库中，基于ArcGIS Engine开发包开发数据库质量检查软件，在ArcMap中建立1∶500比例尺地形图符号库，符号化数据库中的数据。图1为地形图数据建库总体流程图。

图1 1∶500地形图建库总体流程图

2.2 地形图数据预处理

由于外业提供的为*.dwg数据，该数据格式是以多种要素的外围线围合来表示面状要素的，实际上并没有真正的面状要素，计算机并不能自动判断哪些要素的外围线能构成哪类面状要素；对于带状要素，比如道路，很多地方并没有闭合，从图面看并不是封闭的面要素。此外，对于道路、水系等要素，其宽度等信息外业测绘并没有提供，需要内业人员在图上量测，然后赋值。

在数据库中，对植被、道路、水系、居民地和房屋等均需要构面。为了解决该类问题，需要对原来的*.dwg数据进行预处理，按照植被、道路、水系、居民地和房屋等不同图层，将相关的要素外围线提取复制到相应图层，对不封闭的要素，还需要添加辅助线。

如果利用CAD自身功能处理，效率十分低下。为了提高预处理生产效率，针对植被、道路、水系、居民地等构面和属性赋值需求，基于AutoCAD开发了数据预处理模块。图2为数据预处理模块，图3、图4为道路数据预处理前后对比图。

图2 数据预处理软件模块

图3 预处理前道路数据

图4 预处理后道路数据

2.3 地形图数据重构

在内业数据编辑和处理完毕后，为了提高入库效率，根据地形图要素编码和数据库数据要素编码的对应关系，制定要素编码对照表，采用FME编写程序，实现入库过程全自动化。FME入库软件实现的功能如下：

①批量读取CAD文件中各个图元；②对其进行遍历，逐一读取所有要素，并从Xdata中获取该要素的编码；③根据编码从对照表中找到对应要素类；④打开要素类，将要素结构和要素属性分别写入所属要素类中；⑤对数据库成果进行数据检查。

由于数据处理过程中可能会有数据丢失的情况，要求数据处理人员在处理数据的同时也要进行数据检查，避免最后发现数据丢失而不知数据为何丢失的情况出现。使用FME进行数据转换过程中需要注意的问题有：

1）要求数据处理人员在检查数据属性结构时要检查数据质量、数据的归属、数据属性的完整性及结构的一致性等；

2）模板文件应包含目标图形全部的符号和线型以及字体，要素映射关系需要包含源数据的全部要素，否则会造成部分数据丢失的现象。

在基于FME编写数据自动入库软件前，由于地形图数据的编码与数据库数据的编码方式不同，需要建立入库前后数据的编码对照表。建立要素编码与要素类对照表的目的是为了提高软件设计的灵活性和通用性。建立此表的好处主要体现在数据库模型的改变对入库软件的影响不是很大，因为无论以什么原则来建立要素类，一个要素编码一定对应一个要素类，所以数据库模型的改变只需对此表中的要素同一类项进行更新，而无需对入库软件作较大的修改。图5为数据编码对照表，图6为基于FME编写的数据入库程序。