地理信息數據質量檢查及優化

李兆雄，楊小琴

（1.國家測繪地理信息局 重慶測繪院，重慶 400015）

地理信息數據是空間地物及其信息的高度提煉，具有嚴密的拓撲關系，高質量的地理信息數據是其得以高效應用的基礎。地理信息數據空間關系的復雜性，導致生產難度增大。本文在航測內業立體采集數據成果質量檢查實踐的基礎上，擬探索開發出一系列程序，協助編輯人員進行數據預處理、錯誤查找、錯誤批量修正優化等，從而提高編輯效率和質量，確保生產出合格的地理信息數據。

1 程序功能

地理信息數據質量檢查及優化主要處理2類問題。一是將懸掛點等需要人工判斷其合理性的問題標識出來，二是對能夠自動處理的諸如水系采集方向錯誤等問題的修改和優化。概括起來主要解決以下問題：

1）冗余節點去除。去除重復節點和偏離主線一定限差內的節點（道格拉斯節點抽稀），從而減少數據量，提高數據的應用效率。

2）查找或直接去除線的自相交、自打折、自重復、尖角。

3）標識有向線的采集方向，有些線要素具有嚴格的方向要求，例如單行道公路，它們是不能自動判別錯誤的，需要標識其方向由人工判斷準確與否。

4）標識或修改水系要素的流向，標識水系要素中最高處與最低處節點，標識或修改水系要素中高程異常節點的高程，等高線節點高程異常檢查。

5）根據設置，對相關要素最近捕捉點處加節點，相交處加節點。最近點捕捉及相交線沒有捕捉是AutoCAD采集中不可避免的，但這樣會導致捕捉處或相交處沒有產生節點，后期批量增加節點是不可或缺的。

6）檢查懸掛點。斷頭線有些是合理的，例如斷頭路，但有些是沒有捕捉到相關節點，需要標識出來以利于排查。

7）檢查偽節點，或直接消除偽節點。同一條線因采集中斷或其他原因造成被分成幾段，可標識排查，或直接通過線連接來消除偽節點。

8）檢查相交線處節點高差，標識結果，或直接修改高差限差內節點使其高程一致。立體相交的要素（例如橋梁與河流）其相交點高程是不一致的，需要區分對待。

9）相關要素間面重疊、線重疊、面縫隙等檢查與消除。

10）點、線、面、文字要素類型匹配檢查。

11）自封閉線順（逆）時針檢查或修改，多要素封閉線（例如斜坡上下坡）順（逆）時針檢查或修改。一些數據標準對封閉要素的節點順（逆）時針方向具有嚴格的規定。

12）相關要素構面。面要素一般是在相關線要素的基礎上構面生成。

2 功能實現

2.1 開發平臺選擇

本文采用FME進行程序開發技術探討。FME能夠處理多種數據格式的源數據，AutoCAD、MicroStation、MapInfo、ArcGIS等數據均可作為檢查與優化的數據，同一檢查程序可用于各種不同數據源的質量檢查及優化，檢查結果可用多種數據格式和多種表現形式輸出。本文采用圖形標識作為檢查結果輸出形式，以圓圈或復制原圖形數據來標志錯誤位置，以圖層來標識錯誤類型。

2.2 程序設計步驟

利用FME開發空間數據質量檢查程序非常靈活，一個檢查程序可具有一個或多個檢查功能，根據生產需要組合。每個檢查功能的開發基本都按以下步驟進行。

1）明確檢查功能內容。首先要搞清楚每個檢查功能的確切內容，只有完全明白了各個檢查功能的實質才有可能設計出正確適用的程序。例如，首先要搞清楚偽節點的概念，才有可能正確找出偽節點的位置。根據實踐經驗，偽節點就是本應為一個線實體卻分成2個線實體的連接處節點。

2）制定實現檢查功能思路。FME優點是可充分發揮空間想象能力，能夠以幾何方式解決問題。偽節點檢查的設計思路是，首先提取線實體的首末端點空間坐標，判斷其如果首末坐標一樣，則為閉合線；對剩余所有線實體的首末端點進行比較，如果其同時滿足2個條件則此端點處是偽節點：第一個條件是坐標相同，第二個條件是可判斷其能合并為一個線實體（要素代碼必須相同，其他部分屬性相同才可視為同一實體的也需要比較）。

3）按照思路進行程序設計。偽節點檢查的程序實現為，對需要檢查的線實體逐一編號確定其ID；提取首末端點坐標信息，形成每條線的2端點信息；為減少計算工作量，去掉每條記錄的圖形實體，使用屬性信息即可實現功能；以ID及空間坐標進行比較，如果相同，表明該2點為閉合線的首末端點，剔除其中一個；以空間坐標及要素代碼等屬性進行比較，如果相同，表明該端點處為偽節點；在偽節點處生成圓圈以標識偽節點位置，圖1為偽節點檢查的FME程序。

4）調試程序。準備一些測試數據，在其中設置一些偽節點，反復測試，直到程序能全部準確地找到所有偽節點為止。

圖1 偽節點檢查FME程序

3 結 語

FME可快速構建地理信息數據質量檢查，開發出適用的生產輔助程序集。而地理信息數據質量檢查及優化是測繪地理信息行業在數據生產及建庫環節中的重要工作，其功能隨著地理信息技術及應用的發展會不斷增加和提高，在熟練掌握了基本程序開發的方法后，這些功能擴展就變得非常簡單。

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