Ma p GIS地理信息系统数据集成与数据优化处理方法的应用

魏 玮

（甘肃省基础地理信息中心，甘肃 兰州730000）

0.引言

伴随着网络信息技术和大数据技术的发展，地理信息系统的应用范围越来越广，并在地理信息的存储与分析中至关重要。系统以地理空间数据为基础，能够对海量数据进行集成处理。MapGIS平台中，各类信息数据量巨大，这时需要采用一种信息整合办法，再对整合之后的信息展开优化处理。

1.MapGIS地理信息系统的数据集成

1.1 MapGIS地理信息系统的应用功能

分析MapGIS系统的应用功能，主要如下：

（1）数据输入功能。在建立数据库时需要将采集到的数据导入其中，MapGIS系统支持数据快速输入，可将不同类型的地理空间数据转为数字化数据，并以快捷的方式转化数据、导入数据，从而为信息的优化处理提供便利条件。

（2）数据管理与应用功能。数据库是依靠属性与空间系统来管理，在MapGIS系统的属性管理中包含文件比例尺和坐标系等参数，经过MapGIS系统的“投影转换”功能，或者修改地图参数设置达到数据管理目的。空间管理功能可对外挂数据进行数据链接，提高数据细节管理效果。

（3）数据信息处理功能。转换空间数据并导入MapGIS系统数据库后，将数据利用MapGIS软件进行编辑与校正，保证数据输出没有误差。[1]

MapGIS软件支持数据分布式计算、分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务，能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。软件创建了国土空间大数据中心，可以实现对元数据管理和日志管理，并依靠云技术搭建了MapGIS自然资源和规划电子政务云平台。MapGIS属于GIS平台，以矢量数据为平台主体，通过无拓扑矢量治理空间数据。MapGIS在个人电脑桌面上有着较为广阔的市场发展空间，这是因为MapGIS在空间数据库的分化和治理方面具有操作简单的优势，同时平台拥有桌面制图功能，使得空间分化效果比GIS空间分化效果更好。MapGIS程序主菜单。（如图1所示）在MapGIS功能方面，平台可进行图库和图幅操作，支持图库建立、图库修改和图库漫游，可提供图幅输入、显示与修改功能，方便使用者随时调取图幅。MapGIS是自主可控且具有国际竞争力的国产GIS软件，其在涉及地理空间信息的行业和领域有着很广泛和深入地应用，适合地质矿产、土地、林业、测绘、电力等行业领域的地质制图。软件创建了城市地质大数据平台，其中包含城市地质一张图、地质云门户两方面系统，完成了对地质业务数据的查询，支持数据的实时共享。城市地质一张图中包含了BIM、倾斜摄影、地形，地下钻孔、属性、地质结构模型等三维地质数据信息，平台可对信息进行一体化展示和查询。地质云门户中包含地质资料、地质科普、门户配置等内容，实现了地矿数据的统一管理和分布式存储。

1.2 空间数据库集成平台的应用

图1 MapGIS国土空间大数据中心

结合GIS信息特征，对空间数据库平台进行优化设计。建立多个元数据记录，让每个数据与空间数据库相互对应，再对各节点形成元数据库，使其与空间数据集保持相互对应的关系。数据库节点可保持本地数据库与元数据库相互一致。平台保存元数据库副本，并维持和节点元数据库之间的动态化连接关系。元数据库可以对信息加以详细描述，统一管理整个MapGIS系统数据库，从而产生GIS数据仓库。将其作为参考条件，使数据库内的数据得以集成，为保持MapGIS系统的独立性，应建立与元数据库相互对应的系统。

批量导出点位置坐标时，读出多点位置坐标到表格，如果图1中有着大量采样点分布，想要批量导出坐标，可采用以下方式：进入投影转换模块，编辑文件属性结构，增加X和Y字段，选择双精度型和浮点型字段，设置坐标小数位数。

将点位置转为属性，选择坐标X和Y对应的字段进行转换。利用MapGIS中的文件转换模块，装入文件，在输出选单下选“输出MapGIS明码格式”。用记事本打开“*.WAT”格式的文件，将所有数据全部复制粘贴到WORD文档内，再用上文所述的方法将其转换到Excel表格内。

2.MapGIS地理信息系统的数据优化处理方法

2.1 对GIS数据的优化处理

2.1.1 拓扑关系与数据更新

将地理空间数据输入MapGIS，操作人员需要对数据进行不定时修改，以便及时改正错误数据，提升数据精确性。在修改地理空间数据时，拓扑关系会发生变化，其更新速度也会对空间数据编辑效率产生影响。拓扑关系的应用将关系到数据编码录入、存储管理、空间分析等工作，使用冗余数据能够展现拓扑关系数据，计算几何数据可推动拓扑关系的构建。拓扑关系数据越明确，数据更新所消耗的时间也就越多，处理难度也就越低。

2.1.2 拓扑关系局部数据更新方式

对于拓扑关系的数据更新方式，主要有以下几种：

（1）弧段编辑。其中包含删除弧、连接弧、分裂弧以及添加弧。删除弧就是随机删除一条弧，从而引发拓扑关系更新；添加弧是添加一条新的弧，该弧不会与其他弧分裂；连接弧指某节点和两条弧相连时，能够连为一条，中间节点可删去；分裂弧就是在弧中间处加节点，一条弧变为两条。常见的拓扑关系主要包含多边形和点线拓扑两种，编辑弧段时，拓扑关系主要包含边形和点线两种拓扑情况。

（2）节点编辑。关于节点编辑的拓扑更新，节点编辑主要拥有三种方式，即添加、删除、拟合。节点添加主要有两方面情况：一方面，添加节点在弧中点位置，节点添加后拓扑更新和弧分裂一致；另一方面，添加节点位置不在弧上，可在设定位置建立新节点相关数据。删除节点时，如果不删除节点和被删除节点相连的弧，而只删除节点，那么拓扑更新就与连接弧一样。如果同时删除节点和连接的弧，这时应添加节点，并将连接弧删除。拟合节点就是将两个以上的节点组合为一个节点，拟合操作时应提前设定拟合阈值，确保节点间距离处于一定范围。

（3）多边形编辑。针对多边形编辑的拓扑更新操作主要分为四种方式，（如表1所示）。合并时只有多边形相邻时才能操作，添加多边形时可以采用添加弧的方式进行，删除多边形时可合并多边形，以此达到拓扑更新目的。[2]

表1多边形与弧的对应关系

2.2 对地质制图中的数据处理

将MapGIS系统用于地质制图中，应注意以下操作要点：

（1）明确MapGIS系统的汇编要求。专题图件包含专题与地理两大要素，在汇编图形时应综合二者，根据地质条件、地形情况，以此作为制图依据，按照国家地形编绘标准展开综合治理。MapGIS系统支持不同投影的转换，我国主要有北京54坐标系、西安80坐标系两种。如果地形图的坐标系不同，应提前利用MapGIS系统完成坐标系的转换。

（2）扫描原图并校正数据、使用MapGIS系统和扫描仪进行原图扫描，直接扫描编绘符合地形特征的原图，再将经过扫描的原图以“格栅”的方式保存于文件夹内。扫描时应保证原图与地形图精度，提高扫描效率，保存LIFF格式文件。

（3）图形矢量化。应用MapGIS系统，依靠系统所提供的图形处理功能，在对图像进行处理与矢量化前，对图像信息分类整理，设置和同比例尺相同的图层。比如根据不同图形明确标准位置，这样做能够为接下来的图像矢量化处理奠定基础。地形图像信息编辑与矢量化处理前，应按照图形内的点线建立图例版文件，应用MapGIS系统设置图元参数，提高参数值的真实性和准确性。以不同比例尺地形图像为参考依据，输入参数前需要在MapGIS系统设置图例，防止进入MapGIS系统菜单后重新修改参数，从而提高MapGIS系统工作效率。

矢量空间分析子系统是MapGIS的一个重要组成部分，采用空间叠加方法和属性分析方法查询地理数据，并得到以下功能：

数据分析功能向使用者提供了数据地形模型的分析和检索功能，支持坡度与坡向分析、流域分析、趋势面分析以及分水岭分析。属性数据分析功能包含单属性统计和累计直方图分析、双属性累计直方图和频率直方图分析。综合查询检索功能主要分为空间查询与属性查询，其应用方式灵活方便，可对数据展开随意查询。结果输出功能能够将MapGIS分析得到的结果采用图形或者报表的形式输出，从而达到图文并茂的效果，数据观看也能够更加直观。中地数码GIS软件作为国内自主生产的可控GIS平台，采用新一代芯片3A4000，与华为云STACK进行了兼容性认证，科学搭建了MapGIS智慧城市云平台，推动了软件在智能计算和人工领域内的合作应用，使地质制图数据处理效果更佳良好。以甘肃省某地区的可视矿床资源量估算为例，基于MapGIS软件平台，使用DTM模块与输入编辑子系统内的功能展开矿床资源量的计算。首先，为矿床地形等高线属性赋值，得出计算范围的实际面积；其次，对赋值后的等高线网格化，使其转为文件；最后，在模型中点击并裁剪出规则网裁剪，计算该范围下的文件。应用蓄积量和表面积计算得出矿块体积，计算矿块平均厚度，计算矿块体积。点击高程点标注制图，选择输出标注到属性字段，保存文件即可。

2.3 结合Excel制作资源储量估算图

以往的资源储量估算图在制作时容易出现错误，应用MapGIS系统，结合Excel可以更好地进行数据的优化处理。具体应用方式如下：

（1）生成图框。手工绘图时需要打好网格再作图，然后按照网格绘制图形，以此减少误差。应用MapGIS后，可以利用计算机生成图框，再将图配入图框内，最后进行数据的处理。MapGIS系统主要提供了经纬网和公里网两种图框，数据处理与核实时需要用到公里网图框，打开系统投影变换模块、键盘生成矩形图框，按照需要填入参数即可。

（2）拐点投影和坐标转换。将已知坐标点投影在图上，再进行坐标转换。以矿权范围坐标为例，将拐点坐标投影在图上能够确定面积，通过坐标转换确定经纬度的具体位置。

MapGIS系统具有投影变换模块功能，用户可以将一个点的坐标投影在相应比例尺图上。

在MapGIS中的坐标表示：

横坐标x=高斯坐标Y（比例尺分母/1000）

纵坐标y＝高斯坐标X（比例尺分母/1000）

例如：高斯坐标，即X=2764650 Y=35,400,500，将高斯坐标投影在比例尺1∶5000的图上，经过坐标转换，该图上的坐标X=80100；Y=552930。

将大地坐标转为经纬度坐标。在文本文件中输入大地坐标数据，原始的大地坐标Y—8位和X—7位如：31,560,000，4,503,500；将数据转化经纬度坐标Y—6位，X—7位，显示如下：560,000，4,503,500。结果（如表2所示）：

打开MapGIS，启动坐标投影变形程序，软件“指定数据起始位置”中出现“560,000，4,503,500”的文本文档，按行读取数据，X→Y顺序，生成点，点击确定。

表2坐标转换结果

3.结束语

总而言之，随着MapGIS地理信息系统的优化与完善，系统中的数据不断更新，用户在应用MapGIS系统时将会面临更多类型的数据。传统的数据处理平台比较落后，数据处理方式不够先进，基于元数据建立GIS数据集成平台，应用MapGIS系统进行拓扑关系的局部更新，从而采用新的组合方式完成对复杂编辑操作的数据拓扑更新。