基于格网的地形图信息管理方法研究及实现

林志刚

（苏州市测绘院有限责任公司，江苏 苏州 215006）

0 引言

地形图是基础测绘成果的重要内容之一，并且只有具备现势性的地形图才能更好地为城乡规划、建设服务。要保持地形图的现势性，必须根据地形图的变化情况，及时地对其进行更新。国家对基本比例尺地形图也提出了“持续更新”的要求[1]。

传统模拟地形图因其受载体形式的限制，均以“幅”为单位进行管理。当前我国的1:500、1:1000数字地形图沿袭了传统模拟测图时代的分幅方法，一般采用50cm×50cm分幅方法。然而，对于反映地形图变化状况的地形图变化信息和反映地形图更新状况的地形图更新信息而言，其空间分布特征与地形图的图幅并无任何关系。因此，对于地形图信息的管理不能等同于对地形图的管理，换言之，就是能不以“幅”为单位对地形图信息进行管理。

本论文以一种比地形图图幅更小的划分单位—“格网”为基础，研究管理地形图信息的方法，达到全面、准确、动态地掌握测区内地形图现势性状况及其他相关信息的目的。

1 地形图信息

本文研究的地形图信息，是指关于地形图各方面状况的描述、反映和记录，而不是指地形图本身所包含的房屋、道路、等高线等地物、地貌要素。其其主要内容包括地形图的变化信息、更新信息及相关规划信息。这些地形图信息一般又包括两个方面：一方面是地形图信息的空间分布范围，另一方面是地形图信息的具体内容。

地形图变化信息是指地形图变化的具体内容及其在空间上的分布范围，此外还包括发现变化的时间（巡视时间）、发现变化的人员（巡视者）。

地形图更新信息是指关于地形图更新过程及成果具体内容的记录。本论文所指的地形图更新信息主要包括更新方法、更新的数据源信息和更新的过程信息。

相关规划信息是指建设工程规划放线测量成果。规划信息具体包括建设工程规划放线测量项目的名称及编号、项目的完成时间、完成人员和建设工程的规划用地红线范围等。

2 基于格网的地形图信息管理方法

2.1 基于格网管理地形图信息的含义

根据我国国家标准GB/T 20257.1-2007《国家基本比例尺地图图式第1部份:1:500 1:1000 1:2000地形图图式》的规定：1:500、1:1000、1:2000地形图一般采用50cm×50cm正方形分幅和40cm×50cm矩形分幅，10cm×10cm为一个坐标格网。

基于格网管理地形图信息是指在空间上以格网为最小单位对地形图信息进行管理。从实现的角度来讲，也可以说是将地形图信息赋予了相应的地形图格网。在基于格网管理地形图信息时，格网的空间大小可以根据实际需求情况来合理确定。

2.2 地形图信息的格网化方法

本文主要以1:500、1:1000地形图为例进行研究，地形图格网的划分在地形图图幅的基础上进行，格网的编号也在地形图图号的基础上确定。以格网编号为关键字，建立整个测区的地形图格网的索引。

地形图信息的格网化主要包括两个方面：

（1）地形图信息范围线的格网化

获取的原始地形图信息在空间上一般表现为不规则多边形范围线，所谓地形图信息范围线的格网化，就是将不规则多边形范围线转化为规则的格网范围。

地形图信息范围线的格网化过程如图1所示，该过程必须满足以下两个条件：一是在同一坐标系统下进行，二是规则的格网范围必须完全包含不规则的多边形地形图信息范围线。

图1 地形图信息范围线格网化示意图

地形图信息范围线格网化的同时，根据其坐标值，可以计算相应格网所属的地形图图号，进而得到格网的编号。经过地形图信息范围线的格网化，可以得到多个与之对应的格网，这些格网通过编号可在整个测区范围内进行统一管理。

（2）地形图信息内容的格网化

地形图信息内容的格网化包含两个步骤，一是将原始获取的地形图信息内容作为属性赋予地形图信息范围线，二是将地形图信息范围线的属性以格网编号为关键字，赋予相应的每个地形图格网。为便于管理，不同类型的地形图信息范围线可以设置不同的图层、颜色等。

3.3 地形图信息数据库的建立方法

格网化后的地形图信息可以通过格网编号在整个测区内进行统一管理，这种管理主要包括存储、查询和统计等。

建立地形图信息数据库是对格网化后的地形图信息进行管理的最为有效的方法。存储在数据库文件中的地形图信息，可以利用数据库的查询语言，根据地形图信息中的某项或者多项具体内容进行单一条件或多重条件的查询和统计。

建立地形图信息数据库的主要工作就是定义数据库表，确定其数据结构。

本文根据实际需要定义了格网表、格网巡视记录表、地形图变化内容表、格网更新记录表、格网放线记录表、项目信息表、项目类型表等七种相互关联的数据库表。

3.4 地形图信息的入库

地形图信息的入库主要包含两个方面的工作，一是在图形编辑软件中完成地形图信息范围线绘制、属性输入，地形图信息范围线的格网化，二是利用数据库应用程序开发接口，以格网为单位将地形图信息范围线的属性数据传输至数据库中相关的数据库表中。

3.5 地形图信息查询方法与结果输出

地形图信息查询包括地形图变化信息、更新信息、规划放线信息三类信息的查询。地形图信息查询主要在数据库中进行，查询满足单一条件的地形图格网，可以数据库表中的任一字段为关键字进行，查询满足多重条件的地形图格网，可在满足单一条件的地形图格网中继续查询，进而得到查询结果。

从数据库中查询得到的满足设置条件的所有格网，可在图形编辑软件中展绘出来，并根据需要定义图层，输出为图形文件。

4 基于格网的地形图信息管理系统的设计与实现

本文以《苏测院数字化地形图现势性格网化管理系统》（以下简称系统）为例，介绍基于格网的地形图信息管理系统的设计与实现。

4.1 系统开发环境

系统以AutoCAD 2008为平台，Microsoft SQL Server 2005为后台数据库， 利用 Microsoft Visual Studio 2005 （Visual C++8.0）和AutoCAD ObjectARX 2008 SDK开发包进行二次开发而成。

4.2 系统设计与功能实现

系统从总体上可分为两大类功能，一是基于AutoCAD 2008平台的图形处理功能，二是基于Microsoft SQL Server 2005平台的数据库管理功能。系统参考地理信息系统软件工程的原理与方法进行设计[2]。

根据系统需实现的功能，将系统分为图形绘制、格网计算、数据交互、数据库管理、查错纠错、成果输出六个模块。

4.3 系统应用

4.3.1 利用系统实时掌握测区内所有地形图的成图时间

通过查询地形图更新信息，实时掌握测区内所有地形图的成图时间，了解地形图的新旧程度。

4.3.2 利用系统快速统计测区内所有地形图的现势性情况

通过查询地形图变化信息，以格网为单位，快速统计出测区内所有地形图的现势性情况，为地形图修测项目的立项工作提供客观、充分并且定量的依据，并可利用系统输出地形图现势性情况统计图。

4.3.3 快速获取其他专题信息

利用《苏测院数字化地形图现势性格网化管理系统》，还可以快速获取其他专题信息，如某年内利用建设工程竣工图更新了多少面积的地形图，某年内地形图修测项目更新了多少面积的地形图，某年内完成了多少规划放线测量项目，涉及多少个地形图格网，于是可以预测这些区域的地形图即将发生变化。

5 总结与展望

5.1 总结

基于格网管理地形图信息是一个效果良好而且切实可行的方法。基于格网管理地形图信息较之基于图幅管理地形图信息，在准确性方面具有明显优势。根据基于格网的地形图变化信息、更新信息及相关规划信息，测绘管理部门可以编制更加详细的、有针对性的地形图修测计划，从而避免重复测绘，节约测绘费用。

以AutoCAD 2008为操作平台，Microsoft SQL Server 2005为后台数据库开发基于格网的地形图信息管理系统，可以对地形图信息进行系统、高效的管理。可以实现海量地形图信息的安全存储和快速查询，是基于格网管理地形图信息方法的较好解决方案。

5.2 展望

本文研究了基于格网的地形图信息管理方法，并介绍了开发基于格网的地形图信息管理系统的过程。但该系统中格网大小是在开发时就被固定的，不能更改。于是就有一个不足之处：格网划分过大，可能导致对地形图信息的管理不够准确，不能满足用户要求；格网划分过小，可能导致数据库记录个数成倍增加，降低系统运行效率。如果格网大小能够在系统中自定义，而不是在开发时事先确定，对于满足用户需求和提高系统运行效率来说都是非常有利的，这也是值得进一步研究的一个方向。

［1］陈军，李志林，蒋捷.基础地理数据库的持续更新问题[C]//中国地理信息系统协会第三次代表大会暨第七届年会论文集.北京，2003:11-16.

［2］毕硕本，等，编.地理信息系统软件工程的原理与方法[M].北京：科学出版社，2003.