数字城市基础地理信息数据处理方法研究

张彤蕴

摘要： 随着信息技术的不断进步，我国信息化的水平进一步提升起来，使用的范围也在不断拓展，成为一种新型的信息管理方式。同时我国城市化进程不推进，城市的基础设施建设和规划需要进行更加科学的布局，对于产业管理和城市发展的意义重大，可以提升公众的生活体验，因此数字城市建设变得非常重要。数字城市的发展中，地理信息数据的处理是非常关键的，可以为数字城市的建设提供更加全面的数据资料。对数据进行科学化的处理，实现数据信息安全利用和共享，实现城市的科学规划管理。由此可知在进行数字城市建设的过程中需要借助地理信息数据处理的方法，為数字城市的发展提供必要的数据基础，作为整个城市数字化建设的核心，需要更加重视对其方法的使用，保证数字城市基础地理信息处理的准确性。本文主要针对数字城市基础地理信息数据处理方法进行研究。

Abstract： With the continuous progress of information technology， the level of information technology in China has been further improved， and the scope of use has been continuously expanded， and now it has become a new type of information management. At the same time， the process of urbanization in China is increasing， and the infrastructure construction and planning of the city need more scientific layout， which is of great significance for industrial management and urban development and can enhance the public life experience. Therefore， the construction of digital city becomes very important. In the development of digital city， the processing of geographic information data is very critical and it can provide a more comprehensive data for the construction of digital city. Through the scientific data processing， data security and utilization of data sharing can be achieved， so the city's scientific planning management can be achieved. It can be seen that the digital city construction need the method of geo-information data processing and its correct use to ensure the accuracy of urban basic geographic information processing. This paper mainly focuses on the data processing methods of digital city basic geographic information.

关键词： 数字城市；基础地理信息；数据处理

Key words： digital city；basic geographic information；data processing

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）15-0059-03

0 引言

社会信息化技术不断的提升，对地理信息数据的重要性认识也在不断地增加，城市各个管理部门也在借助信息处理系统加强数据采集的可靠性。数字城市建设是城市信息化水平提升的重要方面，该技术的使用可以将新阶段城市建设中信息传递不通畅和专业数据缺乏的情况进行全面的整合，在不同的领域间实现资源共享，形成一种新型的更新和服务模式，成为各个地区信息化建设的基础，提升城市建设的科学化和规范化。数字化城市的建设，是我国城市测绘的重要进步，可以将我国现阶段的城市规划和建设工作进行更加精确的分析，将测绘的重要性全面地提升起来，增加城市规划的科学性。

1 基础地理信息数据现状

城市基础地理信息数据，是通用性最强，共享需求最大，几乎为所有与地理信息有关的行业采用，作为统一的空间定位和进行空间分析的基础地理单元，是城市基础地理框架的主要内容，同时也是数字城市三维建模的基础。主要由自然地理信息中的地貌、水系 、植被以及社会地理信息中的居民地、交通、境界、特殊地物、地名等要素构成。另外，还有用于地理信息定位的地理坐标系格网，并且其具体内容也同所采用的地图比例尺有关，随着比例尺的增大，基础地理信息的覆盖面更加广泛。基础地理信息的承载形式也是多样化的，可以是各种类型的数据、卫星像片、航空像片、各种比例尺地图，甚至声像资料等等。

1.1 数据标准

标准与规范不统一，地物代码非国家标准代码，以旧国标或地方标准居多；数据分层和分类标准不一致，点、线、面数据未分开存储，大多数只是按要素简单分类存储；测绘基准不统一，空间数据分散在各个不同的部门，数据空间参考基准、质量、精度、图形要素都不一致，多采用地方坐标系统为平面标准，空间数据失去了统一的参考基准，也就无法直接叠加在一起使用，地理空间框架建设工作难以开展。

1.2 数据形态

空间数据涉及到多种比例尺，大部分城市以1：500、

1：2000、1：5000、1：10000系列比例尺覆盖，覆盖空间范围大，数据信息量大。

数据存储格式不统一，以分幅或文件形式存储居多，未建空间数据库，数据格式多为CAD格式。

1.3 数据内容

数字城市基础地理信息数据包括八大类要素：测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质及其名称等注记信息。

1.4 数据质量

数据采集的手段、技术方法、成图时间不同，数据标准不一，造成了数据的不一致性，数据质量层次不齐，主要表现在数据要素定性不明确，数据中存在不确定归属的地物；存在数据无属性或数据的属性是以注记的形式存储而不是在属性字段中的情况；部分地物类存在属性缺失的情况，例如公路、铁路、河流编码等重要属性内容；因数据未建库或建库标准不一，存在应以面存在的地物未构面的情况，例如，道路、居民地、水系、植被等；数据连通性差，特别是道路和水系没有成网，道路、河流遇桥、涵洞、闸和坝等为断开的状态；数据中碎片冗余的数据比较多，例如，通过不同软件数据转换，小路碎化为一段一段，陡坎碎化出一条条的小齿线等；要素拓扑错误多，存在打折、相交、重叠等等基础图形错误。

1.5 数据现势性

城市基础地理信息数据为了满足城市各部门建设和应用的需要，数据更新频率比较高，数据的现势性和丰富度较好，但多数存在局部更新频率较高，这就带来了更多不同时间数据接边的工作。

2 基础地理信息数据处理

基础地理信息数据处理技术路线如图1。

本文侧重研究基础地理信息数据几大类要素的加工整理。

数据加工整理时按照“先主要地物要素，后次要地物要素；先骨架要素，后局部要素”的顺序进行整理。原则上将数据按照“街区” 或者“块”拼接起来再做DLG整理加工，保证一个工作单元的覆盖面与信息量。

2.1 道路数据整理

道路数据贯穿全图，可首先整理道路数据。按照双线道路、单线道路、道路附属的顺序进行加工整理。

双线道路，根据数据标准明确必须双线表示的道路，已经双线表示的道路也有漏一边或碎化的情况，对此进行查漏补缺，保证边线完整，通常根据道路旁地物进行补充，例如房屋边线、花圃边线等，原则是保证单独显示道路一层数据时，数据要连通。双线道路的交叉口是加工整理的重点，通常交叉的双线道路属性不完全相同，原则上道路交叉口处构面和其连接的较高等级道路一致，道路交叉处不在同一个平面，要求正射投影在上的道路边线在交叉处相连。双线道路边线处理完成后，根据标准生成道路中心线，要求中心线的要素编码与边线一致。

单线道路重点是拓扑错误检查，检查与双线道路中心线的连通性，检查并消除悬挂点，检查并批量消除伪节点，检查单线道路中是否存在0长度或极短的线段。

道路附属重点是桥梁的处理，保证路网连通性，道路遇桥梁不断开。

道路属性根据图面上注记信息或者外业调绘资料，进行错误地物归类，补充道路中心线的属性信息等。

2.2 水系数据整理

水系、道路都是地图的重要标志要素，水系数据包括面状水系、线状水系、水系附属设施的整理。

水系数据主要包括拓扑错误检查处理、连通性检查处理和属性处理。双线河流、面状池塘、湖泊水库需构面，采集水涯线做构面辅助线，图廓边线也可做构面辅助线，构面完成后，进行拓扑错误检查，检查是否有未构面地物、检查是否有构面错误地物。双线河流必须采集结构线，要求单线河流与双线河流的结构线必须连接，以保证水网连通。线状水系重点检查重线、伪节点、悬挂点、自相交等，面状与线状水系拓扑错误检查处理完成后，根据图面注记进行水系属性补充完善。

水系附属整理，要求水系流向与单线水系方向严格一致，且位于单线水系上方；面状涵洞构面线方向必须一致，通常遵循右手法则；水系面遇附属设施必须连通。

2.3 居民地数据整理

居民地房屋要以面表示，居民地原始数据中特殊房屋多存在辅助线来表示房屋特征，例如，简单房屋斜线、棚房齿线等，首先提取房屋辅助线不作为构面要素，整理所有房屋构面要素线，进行悬挂线、拓扑面、拓扑点的检查。检查线打折、自相交，并进行修改，进行重线检查，删除重线，检查并删除零长度线，进行悬挂点和伪节点检查并批量处理，拓扑检查处理后进行构面，通过图面注记或符号检查房屋构面的正确性，例如，是否将天井构成房屋面等。

居民地数据与其他地物的拓扑关系也是居民地数据整理的关键步骤，其他地物要素不能穿越居民地，例如道路、围墙、篱笆等，但地下的也就是空间位置不在一个平面的可以穿越，例如，地下涵洞，地下通道等等。

2.4 其他数据整理

其他数据整理概括为点状地物、线状地物、面狀地物和注记的整理。

点状地物最重要的是注意其方向信息及定位点。有方向的点状地物在数据建库后方向信息必须在属性中体现，便于数据建库后的符号化配图。点状地物的定位点必须与图式符号保持一致，才能保证在数据建库后的符号化配图中点状地物的坐标定位准确无误。

线状地物建库关键是采集骨架线，特别是管线层，所以要求原始数据中必须有骨架线，在对原始数据进行整理时，常存在骨架线丢失的现象，首先进行骨架线重构再进行下步操作。线状地物存在线打折、自相交、悬挂点、伪节点等现象，通过专业软件检查处理线拓扑错误。线状地物除自身拓扑错误外，更多的是与主要地物要素之间的位置关系是否正确，例如，地类界线是否穿房屋、道路等。有方向的线状地物通常遵循右手法则，以确保在符号化配图时正确显示线状地物的线型及方向，例如陡坎、有坎池塘等。

面状地物除道路、水系和居民地外，植被面是面数据中数量最多且与其他要素关联性最强的要素，在植被面的处理中，最重要的是处理与其他相关要素的关系，同时构面的过程也是碎化的地类界处理、补充地类界和其他地物要素检查处理的过程，植被面地类编码以图面植被符号进行赋值。

注记的整理工作量较大，且手工干预较多。图面注记要根据注记内容转入到相应的地物属性中，其中，转入点状地物和线状地物的属性中较复杂，例如，控制点的点号与高程值转入控制点属性，高程点注记转入属性，道路注记转入道路中心线属性。注记也存在碎化的现象，必须处理玩碎化注记后才可转入相应的地物属性中。

2.5 数据整理建议

分要素数据整理，按照道路→居民地→水系→地貌→植被→附属设施及其他要素的顺序进行整理；

数据整理内容包括碎化冗余数据处理，图形错误处理，连通性、完整性处理和属性补录等；

数据整理建库过程中实时进行质量监控，保证成果数据质量；

数据尽量按照国家最新标准进行整理建库，方便后期进行数据管理和各种应用。

3 结束语

总之，在进行数字城市地理空间的构建中，基础地理信息数据的重要性不言而喻，地理信息资源共享与应用，有效避免了“信息孤岛”现象，充分发挥了地理信息在政府宏观决策、国家应急管理、社会公益服务、产业升級拓展、人民生活改善等方面的保障服务作用，随着信息技术的不断进步，相信基础地理信息数据的处理方法会更加准确有效，为数字城市、智慧城市的发展提供更加坚实的数据支撑。

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