浅谈1:500地形图数据整合的方法

文／李晴、秦真珍 株洲市规划设计院 湖南株洲 412007

1、引言

为充分贯彻落实放管服改革的相关要求，积极迎战机构变革带来的全新挑战，同时落实《关于进一步推进全省基础测绘生产与更新工作的通知》（湘自然资办法[2020]189 号）有关文件精神，满足1:500地形图作为全省用地审批、不动产统一确权登记、国土空间规划等业务工作底图和挂钩用地审批业务的要求，株洲市自然资源和规划局决定整合现有国土、规划两套1:500地形图成果，满足省厅汇交要求。以实现株洲市基础数据库的统一，实现资源共享、节约成本、提高审批质量和服务水平，满足经济社会的快速发展和精细化管理的需要。

2、数据整合的方法

按照《株洲市基础地理信息系统建库标准》要求，通过内业比对、外业补测的方法对原国土、规划两套1:500地形图数据库整合分析出的现势性较优地形图数据进行预处理，并入库更新，建立株洲市现势性最优的1：500地形图数据库。

结合《湖南省1:500地形图数据规范（试行）》进行相关数据库转换前预处理：包括地名处理、道路网处理、斜坡处理等等，做好转换准备。

2.1 分区块现势性比对及数据预处理

本次需要整合的418.83 平方公里数据，分四个区域：天元区、荷塘区、芦淞区、石峰区分批整理，根据对比分析，我们发现其中国土数据中有41.5 平方公里数据现势性好，需更新至规划基础数据库。需对国土1:500地形图数据进行点、线、面处理图廓整饰及接边处理后，融入到规划基础数据库中。下图中左上角图片为原国土1:500地形图数据，左下角为原规划1:500地形图数据，右边图片为整合后的1:500地形图数据。

2.2 外业补测

根据最新影像数据得知，对新修市政道路清水塘大道、清霞路、清港路、响石广场等进行了现场实测。

2.3 数据预处理

2.3.1 基本处理

图1

数据基本处理主要包括：①内图廓检查，保证有唯一的、正确的内图廓；②无编码图元检查，确保图幅内所有地物编码在入库编码范围内；③删除重复实体，确保地物没有重复；④内图廓悬挂点检查，将当前图面上端点与内图廓相距0.15m 者自动挪到内图廓上，大于0.15m 而小于0.5m 内却又未落在内图廓上的线或面地物检查出来，人工判断是否有问题，小于0.5m 长度的线段自动删除；⑤图层自动处理；⑥编码赋值，用于修改地物编码；⑦编辑扩展属性，用于修改地物扩展属性；⑧ 根据HANDLE查询地物属性，用于入库后复查，根据入库日志列出的未入库地物handle 值查找地物。

2.3.2 点对象处理

数据点对象处理主要包括：①内图廓上电杆处理，用于将当前图面上所有在内图廓0.5m 范围内的输电线电（箭头）、配电线电杆（箭头）、通讯线电杆（箭头）检查出来，人工判断是否为接边处的虚拟电杆（箭头）；②组合散列注记和打散组合注记，分别是将散列文本注记（地名、山名、河流名等）组合，把组合的注记打散；③高程点正确性检查，确保高程点的Z 值和height 值一致；④高程点极值显示，用于显示当前图面上最大最小高程值的高程点；⑤文字整饰，即根据编码将所有文字按标准设置字体大小。

2.3.3 线对象处理

数据线对象处理主要内容包括：①合并相连线，用于将同类型且具有相同坐标端点的地物查找出来，提供两两合并的接口；②抽稀过密节点，用于将线状地物相邻两个节点距离小于0.1 米的点自动抽稀为一个节点；③批量删除电杆连线，只保留电杆和电杆间的骨架线；④等高线合理性检查，确保等高线高程的正确性。

2.3.4 面对象处理

数据面对象处理主要包括：①面线延长封闭和辅助线构面封闭两种面闭合方法；②岛处理，用于大面套小面时，正确统计各地物的面积；③面线闭合检查，用于检查所有需要构面的编码是否都闭合了或建立了辅助面；④构面图元检查，用于检查需要有面对象包围的文字、符号是否存在对应的面对象，和所有的植被符号是否有植被面包围；⑤辅助线关联检查，用于检查所有的辅助面线是否都有面线支持；⑥建（构）筑物注记检查，用于检查每个房屋面内是否存在一个与之匹配的结构注记和层数注记；⑦建(构)筑物注记手动关联，用于提供一个将房屋结构注记与层数注记属性写入到房屋面扩展属性的接口。

2.4 融合后数据转省标处理

2.4.1 道路网处理

基于株洲市基础地理信息系统现有现状道路网数据，结合整合后最新地形图数据库，进行道路网更新。利用我院开发的道路属性编辑软件，按照规范要求对不同等级道路进行构面、提取道路中心线等处理，并进行道路名称、道路宽度、道路材质等属性赋值。

2.4.2 地名数据整理

基于株洲市基础地理信息系统现有地名数据，结合整合后最新地形图数据库进行地名更新，并按照规范要求进行分类处理，属性赋值等等。本次地名数据整理共分居民地、交通、水系、地质地貌四个大类进行。

2.4.3 楼梯、斜坡构面

按照《湖南省1:500地形图数据规范（试行）》要求，对整合后的地形图数据库中缺少的数据楼梯面、斜坡构面等进行预处理。

2.5 数据转换

对照省标要求，制定了株洲市基础地理信息系统建库编码与湖南省标编码转换对照表，研究了9 大类数据转换技术流程，开发数据转换程序及质量检查程序。考虑到本次数据整合转换工程量大，为验证转换技术流程，确保转换程序及检查程序的有效性，先选定天元区范围内25 平方公里为试验区，按照转换技术流程进行数据转换，根据转换结果对转换流程、转换程序及检查程序进行纠偏调试。

2.5.1 标准对照

根据《湖南省1:500地形图数据规范（试行）》，结合现有数据库，进行新旧编码对照，对原来的8 个类，1334 个编码进行新编码对照，分类梳理每一个类别、每一个图层甚至每一要素的转换方法，包括：图层转换、编码转换、属性转换、注记转换等。

研究制定了图层通用转换方法，以及地名、道路等类的专用转换方法，填写分类对照表，以便后续数据完整性追踪，并记录每一类需要进行类型转换的情况：包括线转面、线转点、点转面、点转线、面转点、面转线以及其他转换情况说明，最终确定每一类数据转换技术路线。经过对比分析，提炼异同，下表1 列出了株洲市基础地理数据库与省标数据库要素分层分类的对照。

表1 株洲市基础地理数据库与省标数据库要素分层分类对照表

株洲市地理数据库转省标数据库其图层转换对应三种情形：

①省标数据分层图层与株洲市数据库分层图层要素内容对应完全一致

这种情况下，只需要将株洲市数据分层图层名称修改为相对应的省级数据分层图层名称，然后增加省级数据图层中必要的属性项，执行南方编码与国标编码映射即可完成转换。

②省标数据分层图层是株洲市数据分层图层的子类

以水系要素为例，株洲市数据分层图层只分了水系点、线、面三个图层，而省级数据分层图层分了水系点、线、面和水利及附属设施点、线、面六个图层，这时需要按水系、水利及附属设施要素的编码将株洲市数据分层图层中的要素提取出来，形成省级数据分层图层，并对这些图层增加必要的属性项，执行南方编码与国标编码映射即完成转换。

③省标图层要素对应多个类别市标图层要素

以自然地名要素为例，株洲市自然地名数据要素分别存储在水系注记图层和地貌注记图层中，而省级标准要求自然地名存储在一个图层中，因此要先将株洲市标准的两个图层合并，增加必要的属性项，并执行南方编码与国标编码映射才能完成转换。

完成标准对照后，根据《湖南省1:500地形图数据规范（试行）》，关于图层、及数据库结构的要求，搭建满足汇交规定的地形图数据库，共计9 个类41 个图层。

2.5.2 转换程序开发

本项目数据转换程序基于ARCGIS 开发，首先对照规范要求搭建新的空间数据库，然后将整合后的数据按区域范围进行转换。

通过标准对照，结合现有数据情况分析，数据转换包括图层转换、编码转换、属性转换、注记转换。

2.5.3 质量检查程序开发

为确保数据转换质量，开发转换后检查程序，检查转换后的数据库图层、字段结构、属性必填项是否满足新规范的要求。同时通过符号库创建与配置，通过比对方式，对转换前后数据，对照省标，用于进行转换后数据检查。

2.5.4 试验区转换

建立试验区临时数据库（面积：25 平方公里），在此基础上进行程序调试、临时数据库测试转换、数据转换、相应地物及属性补录。

创建并配置符合新规范的符号库，并以符号可视化的方式，将转换前后数据库进行对照检查，按照新规范，确认要素、属性的完整性、转换前后地物的一致性，完成试验区质量自检。确认通过质量检查后，开始分区实施转换。

2.5.5 分区转换

为确保转换后，所有数据现势性一致，并保证现有数据服务的稳定性，项目组建立统一时间节点，设置整合转换临时库，分三项工作同步实施：一是进行整合数据更新入库（一个是整合转换临时库更新、一个是株洲市基础地理信息系统更新）、二是对需要进行类型转换的数据进行预处理、三是测试数据转换最大承载量，逐步实施分区转换。根据数据转换最大承载量，利用自主开发的转换程序分区块逐步开展转换工作。

2.5.6 属性补录

人工对转换后的数据库分层进行属性补录，包括控制点、道路、地名等的名称、类别、等级、所属行政区划等相关属性内容。单独对不同的图层要素录入更新时间、数据库版本、版本号等属性内容。

2.5.7 要素合并

将预处理后的类型转换要素进行入库处理，如道路、地名、楼梯、斜坡等图层要素，逐区逐层转换，合并到转换数据库。

2.5.8 成果质量检查

利用自主开发的转换质量检查程序，对分区转换成果逐类逐层进行检查，确保数据的规范性、完整性和一致性。

对照规范要求，通过创建专用符号库对要素内容、属性字段等人工进行比对分析、核查分析等，检查转换前后要素拓扑关系、空间属性数据的连接关系一致性，避免数据遗漏。检查转换后增补要素与转换数据库的逻辑关系和拓扑关系，确保无错误数据。

2.6 数据汇交

按照汇交规定进行汇交成果整理，对每一个分区数据库进行元数据编写和整理。

2.6.1 成果数据库缩编更新及上传

（1）地形图自动缩编是基于空间数据库的智能化缩编，前提条件是1：500地形图数据通过数据入库模块，已经保存在空间数据库中，而且数据完整、正确。

（2）系列比例尺缩编过程是从大比例尺开始，逐步缩编成小比例尺，具体为：先用1:500 缩编1:1000、再用1:1000缩编成1:2000、1:5000、最后用1:5000 缩编1:10000地形图空间数据库，缩编为全自动化智能缩编。

（3）缩编工作是在遵循缩编规则和地形图标准的前提下，通过各种缩编算法对空间数据进行缩编。主要的内容包括批量删除次要地物、等高线高程点抽稀、面状地物填充符号抽稀、注记处理、符号自动转换、建构筑物综合等。

结束语：

系列比例尺基本地形图整合，是数据生产之后当前工作的重心。通过数据整合，多源数据进行汇总集合，这样能充分利用已有数据，减少重复测绘，同时也能避免规划、国土数据不完全统一所带来的麻烦，这样必然会大幅提高工作效率、质量，降低成本，建立共享的基础地理信息数据库，让社会各群体都从中获益。