1：500地形图入库前数据整理流程

郭兴平 彭靖

摘要：本文针对1：500地形图建立数据库前数据整理工作流程进行介绍。外业数据采集即修测补测工作完成后，按照空间数据建库标准的要求，对1：500 数字化地形图数据进行核查及处理，经数据构面、属性录入、建立拓扑关系、数据投影变换、数据格式转换等工序，整理地形图数据。

关键字：数据构面；属性录入；建立拓扑关系；数据投影变换；数据格式转

城市和工程建设一般需要大比例尺地形图，其中比例尺为1：500和1：1000的地形图一般用平板仪、经纬仪或全站仪等测绘 。大比例尺城市地形图数据是城市空间信息基础设施最重要的基础数据之一，是数字城市的重要组成部分。随着我国经济的发展和城市建设的加快，大比例尺城市地形图在城市规划和管理中的作用越来越重要。因此，针对数据的特点和应用需求，如何高效快速地组织与管理这些数据是一个值得关注与研究的问题。

大比例尺城市地形图对客观世界的抽象概括程度低，表达细化，结构零散，数据量大，一般以图幅为单位进行管理，由于数据获取、数据处理等方面的原因，跨图幅的空间目标往往被分割成不同子目标。

大比例尺地图数据处理的关键问题，在上世纪70年代以来历经了两个发展阶段：文件系统阶段和数据库系统阶段。大比例尺地形数据管理只能使用在文件系统水平上。有序列文件、直接存取文件、关键字存取文件等几个文件类型。系统文件有着较多的弱点，只有几个应用程序存在于数据文件中，其中管理功能存在弱点，空间浪费较多，同时文件也不容易扩充，修改起来较非时间。计算机硬件提供了大容量的直接存取设备磁盘，随着计算机软件系统提供了数据库，与此同时大比例尺地形的管理数据也跟着进入了数据库阶段。

复杂的模型数据、数据构造的组织存储和管理是大比例尺地形数据管理的基本管理特点。数据库中的各种数据只能按照规定的数据进行组织、存储、管理，只有这样才能确保共享数据的完整性得到合理的发挥，用户才能够直接与数据打交道。

大比例尺地形数据是管理数据类型的主要方式，其中空间位置数据、专题属性数据是是各种制图要素的两大类型。空间位置数据可以归纳为点、线、面。线是基本，点是线的坐标点，面是由线围成的。三者之间可以概括为弧段节点模型。二维表中点的特征主要包括点序号和用户识别号，以及它们所对应的专题属性数据项；二维表中线的特征主要包括线序号、用户识别号、起始节点号和终止节点号。专题属性对应的数据项是线的长度；面的特征是二维表中的主要特征，包括多边形序号、用户识别号、周长、面积以及各自对应的专题属性数据项。

建立拓扑关系、数据投影变换、数据格式转换等工序，整理地形图的步骤大体有以下几步：

1、 首先地图数据库、图形特征层、分区和命名、文件索引结构是确定地图数据库的要素层，其次要建立控制点文件，数据库的基本框架形成是必不可少的。

2、 描述數据的信息、图形特征需要一个与之相对应的数据字典，编写数据字典规定出了图形特征层的详细属性。

3、 在确定的系统规模和数据量估算基础上必须依靠机助地图制图系统的支持，地图数据库才能合理地得以利用。，系统硬件和配套软件才能合理的建立和实施。

4、 建库范围和使用目标的确立、查询的方式以及数据库大致规模的完成期限。

5、 广泛的资料源调查，编制目标资料的评价表，确定基本地图，估算数据量，最后登记造册。

6、 净化数字文件，按照确定的数据库框架插入规定的位置。

7、 资料编辑加工。

8、联机编辑和脱机编辑两种方式反复检查同时采用、修改，产生净化的数字文件，从而实现图形数字的转换，做好插入数据库前的准备工作。

9、 定位查询、定性查询和逻辑查询是地图数据库提供的各种查询方式和显示方式，要及时地更新数据库，以确保数据库中数据的时效性和可靠性。

10、 对数据库进行实际测量和评价还应该返回核对原始资料，再重新组织入库，进而确保数据库的数据质量。

如何对数据进行预处理？

（1）删除伪结点：删除图面上伪结点；

（2）删除复合线多余点：删除图面中复合线上的多余点；

（3）删除重复实体：删除完全重复的实体。

构面数据需要对要素进行构面。要素构面核查通过后，表达为多边形的基本类型。以下是cass软件的构面功能介绍：

①手动跟踪：构面将连续不断的复合线连接起来构成一个面，像花坛、道路边线、房屋的边线等等这些断开的线，可以经过手动构面，将它们围成的领域构造出来；

②搜索封闭：自主搜索某一图层上重复围成的领域，并自动生成房界面。

③要素构面完成后，运行“封闭检查”功能。该功能的面状地物封闭检查是入库前所必须进行的步骤。

大比例尺数据管理需要建立拓扑关系，建立拓扑关系的具体方法如下：

①数据转入arcgis系统由于后期将对cass软件成果数据新建拓扑关系和检查拓扑关系，因此建立arcgis geodatabase数据库，将cass软件成果数据转入至arcgis geodatabase数据库。

②应用cass软件的shp文件接口输出shp格式，将cass软件的成果数据转换为shp格式的点、线、面简单要素类型数据，再将shp格式数据转入arcgis geodatabase数据库中。

③cass软件成果数据转入arcgis数据库后，按《城市地理空间框架数据标准 （cjj 103-2004）》要素类型定义重组分类。

④由于arcgis数据库对数据有较高的要求，如图形实体放错图层、代码值错误、面状地物不封闭即有悬挂点、伪节点等错误均不能转入arcgis系统数据库。因此，还需要进行arcgis拓扑关系检查。

拓扑关系检查拓扑是 gis 在数据管理和完整性方面的关键要求。通常，拓扑数据模型通过将空间对象（点、线和面要素）表示为拓扑原始数据（节点、面和边）的基础图表来管理空间关系。这些原始数据（连同它们彼此之间及其所表示的要素边界之间的关系）通过在拓扑元素的平面图表中表示要素几何进行定义。拓扑用于确保空间关系的数据质量并帮助进行数据编译。

创建拓扑规则后，进行拓扑检查，在容限内进行修改调整数据。利用ArcCatalog中所提供的规则，建立好拓扑关系后，就可以在ArcCatalog软件中打开拓扑规则，根据提示进行修改错误。ArcCatalog软件拓扑检查功能有对线拓扑（删除重复线、相交线断点等）、线拓扑生成面、共享编辑、拓扑错误显示、创建合理的拓扑规则，进行拓扑错误的重新验证，刷新错误记录。

数据格式和投影转换

数据格式转换由于采用Geodatabase作为后期地理信息数据处理的平台，因此最終成果的数据格式转换非常方便，将Geodatabase数据库中的要素数据按feature Geodatabase 或 feature class导出为shp格式文件，即完成最终成果数据的格式转化。

导致坐标缩放倍数的原因可能是投影参数中单位的变换，举例来说如果当前投影参数为毫米，则目标投影参数为米，那么坐标会自动缩小5000倍，如果目标投影参数比例尺为1：5000，会是相同的效果。 如果地理坐标不是直接转成，也可以进行“输入编辑----整图变换----其它”的功能。

如果在MapGIS的主界面选择菜单项，进入文件界面转换，再进行“图形处理”→“文件转换”，然后在主菜单中选择“文件”，这时候就可以选择要装入的文件类型〔点数据、线数据、面数据），最后在装入完文件之后，选择菜单“输出”，并根据所装入的文件类型提示选择输出点的数据，线的数据或者面的数据进行E00格式。

转换某种坐标信息数据源向另一坐标系统进行的投影方法，并进行修改源数据中的x值和y值。具有空间参考价值的创构时，对空间的参考定义做了详细的分析。那么该数据集的地理坐标系统或投影坐标系统便没有了坐标系统的详细地理数据， 在生产应用的过程中就是没有一点可利用的意义了，只不过对数据格式转换和转库过程中可能会造成坐标系统信息的丢失，也可能会在创建数据库的内容时忽略了坐标系统的定义。故而需要对没有坐标系统的信息数据集进行坐标系统定义，在不改变当前数据集中x值 y值的特征的情况下，对该数据集进行指定坐标系统信息。

参考文献：

[1] 《城市地理空间框架数据标准 （cjj 103-2004）》

[2]吴秀芹、张洪岩、张正祥、李瑞改、董贵华.arcgis9地理信息系统应用与实践.北京.清华大学出版社.2007

[3]潘正风、数字测图原理与方法[M].武汉大学出版社.2004

[4]龚健雅。地理信息系统基础[M].北京：科学出版社.2001