基于GDAL/OGR的測(cè)繪成果檢查方法

□ 楊明 嚴(yán)宇 高忠春

（黑龍江中海經(jīng)測(cè)空間信息技術(shù)有限公司，黑龍江哈爾濱 150026）

基于GDAL/OGR的測(cè)繪成果檢查方法

□ 楊明 嚴(yán)宇 高忠春

（黑龍江中海經(jīng)測(cè)空間信息技術(shù)有限公司，黑龍江哈爾濱 150026）

測(cè)繪內(nèi)業(yè)成果通常都有著嚴(yán)格的要求，包括字段名稱、字段類型及賦值等方面。為了提高內(nèi)業(yè)成果的審核效率，可以開發(fā)專用工具來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢查。本文以開源的GIS庫(kù)GDAL/OGR為例，詳細(xì)介紹測(cè)繪成果審核的流程、方法及實(shí)行方式。同時(shí)介紹GDAL/OGR庫(kù)，拋磚引玉，拓展開源GIS技術(shù)在測(cè)繪行業(yè)中的應(yīng)用。

GDAL/OGR；開源GIS

引言

測(cè)繪內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理有一套完善的流程來(lái)保證數(shù)據(jù)生產(chǎn)的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、審核、提交等多個(gè)環(huán)節(jié)均要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行，特別是審核部分。內(nèi)業(yè)成果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的命名、字段、字段類型、字段長(zhǎng)度、字段排序、字段賦值等做有明確的定義和約束，在成果數(shù)據(jù)提交前，必須按照設(shè)計(jì)規(guī)則對(duì)每一條數(shù)據(jù)進(jìn)行審核。

大量的數(shù)據(jù)審核工作不可能由人手工完成，人工審核工作量巨大，耗時(shí)較長(zhǎng)，我們可以設(shè)計(jì)一款小工具，使用計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)質(zhì)量的審核。

內(nèi)業(yè)成果結(jié)果多為shape file、coverage、ESRI Geodatabase等通用的矢量數(shù)據(jù)格式，對(duì)這些格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取操作需要使用成熟的GIS平臺(tái)，比如ArcGIS、SuperMap和GDAL/OGR等。由于ArcGIS、SuperMap是商業(yè)軟件，且有嚴(yán)格的版本限制;GDAL/OGR是一套開源的GIS庫(kù)，使用GDAL/OGR可以擺脫授權(quán)、版本等依賴，不影響現(xiàn)有的作業(yè)環(huán)境。因此我們選用GDAL/OGR來(lái)開發(fā)數(shù)據(jù)審核工具。

1.GDAL/OGR介紹

GDAL/OGR是一套開源的GIS庫(kù)，提供各種GIS算法和多種開發(fā)語(yǔ)言的支持，如c++、.Net、Java、Perl、Python等；廣泛用于多個(gè)GIS平臺(tái)，如ESRI的ARCGIS，Google Earth和跨平臺(tái)的 GRASS GIS系統(tǒng)。利用GDAL/OGR庫(kù)，可以使基于Linux的地理空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供對(duì)矢量和柵格文件數(shù)據(jù)的支持。

GDAL（Geospatial Data Abstraction Library）是一個(gè)在X/MIT許可協(xié)議下的柵格空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換庫(kù)。它利用抽象數(shù)據(jù)模型來(lái)表達(dá)所支持的各種文件格式。它還有一系列命令行工具來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理。

OGR是GDAL項(xiàng)目的一個(gè)分支，功能與GDAL類似，提供對(duì)矢量數(shù)據(jù)的支持。OGR對(duì)矢量數(shù)據(jù)的支持十分強(qiáng)大，幾乎涵蓋了目前能用到的所有矢量數(shù)據(jù)格式，如Arc/Info Binary Coverage、Arc/Info E00、AutoCAD DXF、Comma Separated Value（.csv）、ESRI File Geodatabase、ESRI Personal GeoDatabase、ESRI Shapefile、MapInfoTAB and MIF/MID、GeoJSON、KML、GML、PDS、SVG、MSSQLSpatial、OracleSpatial等。

2.設(shè)計(jì)思路

1）數(shù)據(jù)審核流程

內(nèi)業(yè)成果數(shù)據(jù)的審核，其核心只有一個(gè)，就是對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)則匹配，如果全部滿足規(guī)則要求，則是合格數(shù)據(jù)；如果有一條規(guī)則不符合，則視為不合格數(shù)據(jù)。因此數(shù)據(jù)的審核流程就是對(duì)所有數(shù)據(jù)，對(duì)照設(shè)計(jì)規(guī)則一一比對(duì)。首先審核規(guī)則一，如果符合規(guī)則一，則繼續(xù)比對(duì)規(guī)則二，否則退出。如此循環(huán)，直到比對(duì)完規(guī)則庫(kù)中所有的規(guī)則，如果全部符合，則判定為合格的數(shù)據(jù)，否則判定為不合格數(shù)據(jù)。

2）GDAL/OGR數(shù)據(jù)讀取方法

GDAL/OGR庫(kù)目前最新版本為1.11，可上GDAL的網(wǎng)站http://www.gdal.ogr去下載最新的源代碼及編譯后的成果。

GDAL/OGR是使用c++開發(fā)的，也支持. Net、Perl、Java、Python等其它語(yǔ)言。為了使客戶端更友好，界面更漂亮，我們選用.Net來(lái)進(jìn)行開發(fā)。

如果使用.Net開發(fā)，需要將GDAL/OGR編譯出C#需要的接口，可參照http://trac. osgeo.org/gdal/wiki/GdalOgrCsharpCompile 上的說(shuō)明，進(jìn)行編譯，編譯后產(chǎn)生gdal111.dll、gdal_csharp.dll、gdal_wrap.dll、gdalconst_csharp. dll、gdalconst_wrap.dll、ogr_csharp.dll、ogr_wrap. dll、osr_csharp.dll、osr_wrap.dll等幾個(gè)核心的dll文件，然后再將GDAL/OGR的其它插件一并復(fù)制到工程目錄，添加引用即可。

GDAL/OGR的編譯方法網(wǎng)上已經(jīng)有很豐富的資料，在此不再贅述，如果不想自己編譯，也可以上網(wǎng)下載別人編譯好的GDAL/OGR dll。

使用GDAL/OGR讀取矢量數(shù)據(jù)的步驟為：①定義相關(guān)數(shù)據(jù)類型的驅(qū)動(dòng)，②使用該驅(qū)動(dòng)打開矢量數(shù)據(jù)庫(kù)，③從打開的庫(kù)對(duì)象中獲取每一個(gè)圖層對(duì)象，④從圖層對(duì)象中獲取圖層的相關(guān)屬性及字段屬性。

相關(guān)關(guān)鍵代碼如下：

3.功能開發(fā)

1）UI設(shè)計(jì)

內(nèi)業(yè)成果檢查工具設(shè)計(jì)界面簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，只需要兩步操作即完成審核工作：一是選擇待查的庫(kù)文件，二是執(zhí)行檢查。因此界面設(shè)計(jì)分兩部分：一是庫(kù)文件選擇框，二是展示檢查結(jié)果的列表框。

界面第一部分文件選擇框，由一個(gè)TableControl控件、一個(gè)TextBox控件、兩個(gè)Button控件和其它輔助的Label控件組成。其中TableControl包含三個(gè)頁(yè)簽，分別對(duì)應(yīng)三種常用的數(shù)據(jù)格式：ShapeFile、Personal-Geodatabase、FileGeodatabase。一個(gè) TextBox控件用于顯示選擇的文件路徑，兩個(gè)Button分別為打開文件選擇對(duì)話框和執(zhí)行庫(kù)文件的初始化。

界面第二部分由一個(gè)GridView控件和一個(gè)Button組成。點(diǎn)擊Button執(zhí)行數(shù)據(jù)審校,GridView負(fù)責(zé)顯示審查結(jié)果。

2）代碼實(shí)現(xiàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)的幾個(gè)步驟，結(jié)合實(shí)際的用戶界面操作，代碼實(shí)現(xiàn)主要分獲取數(shù)據(jù)文件、獲取Layer對(duì)象、審核圖層命名和審核字段類型等幾部分

4.成果展示

內(nèi)業(yè)成果校驗(yàn)工具本身只有一個(gè)可執(zhí)行文件——外業(yè)成果校驗(yàn)工作.exe，加上GDAL/OGR和SQLite等所有支持的底層庫(kù)，共40個(gè)文件，30M體積，支持xcopy,不需要安裝部署。相對(duì)于龐大的ArcGIS Engine，可謂短小精悍，用一個(gè)U盤攜帶即可完成隨時(shí)隨地的數(shù)據(jù)審核工作，且與當(dāng)前的作業(yè)環(huán)境不沖突。

執(zhí)行外業(yè)成果校驗(yàn)工作.exe，打開主程序，選擇指定的數(shù)據(jù)類型，如 Personal Geodatabase，打開待審核的庫(kù)文件，點(diǎn)擊初始化GDB按鈕，程序自動(dòng)將庫(kù)文件中的圖層信息，及審核規(guī)則項(xiàng)列出來(lái)。

點(diǎn)擊檢查，程序自動(dòng)按規(guī)則對(duì)庫(kù)文件中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行一一審核，將不符合規(guī)則相應(yīng)記錄詳細(xì)顯示出來(lái)。如圖：

本工具目前只支持對(duì)數(shù)據(jù)的規(guī)則匹配檢查，依托GDAL/OGR對(duì)矢量數(shù)據(jù)的強(qiáng)大讀寫功能，我們也可以開發(fā)數(shù)據(jù)的自動(dòng)糾錯(cuò)功能，以及空間拓?fù)錂z查等。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)PersonalGeodatabase、Shapefile等矢量數(shù)據(jù)的讀取，利用GDAL/OGR庫(kù)的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)質(zhì)量的規(guī)則匹配型的自動(dòng)審核。使用GDAL/OGR最大的優(yōu)勢(shì)是開源GIS庫(kù)不需要商業(yè)授權(quán)、不依賴第三方、沒(méi)有版本沖突、不需要安裝部署，不影響當(dāng)前作業(yè)環(huán)境。在類似的其它應(yīng)用場(chǎng)景中，我們也可以考慮采用開源的GIS庫(kù)來(lái)進(jìn)行定制開發(fā)，以提高工作效率和數(shù)據(jù)生產(chǎn)的質(zhì)量。

目前開源GIS的發(fā)展也是百花齊放，各種開源GIS軟件層出不窮，支持c++、.Net、Java等多種語(yǔ)言和Windows、Mac、Linux等操作系統(tǒng)，提供比商業(yè)GIS更靈活、豐富的選擇。常見的GIS算法庫(kù)有使用C++語(yǔ)言開發(fā)的GDAL/OGR、和.net開發(fā)的DotSpatial；桌面GIS軟件有QGIS、GRASS、SharpMap、MapWindows、Udig等；WebGIS有MapServer、GeoServer、OpenLayers等；三維GIS有OSG（OpenSceneGraph）、OSG Earth、WorldWind等。用好了這些開源的GIS軟件，在很多領(lǐng)域，不管是數(shù)據(jù)生產(chǎn)還是業(yè)務(wù)應(yīng)用，我們都完全可以擺脫對(duì)于商業(yè)GIS平臺(tái)的依賴，并將大大有利于我們提高業(yè)務(wù)人員水平、降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。

【1】GDAL API，http://www.gdal.org/

【2】OGR Vector Formats，http://www.gdal.org/ogr_formats.html

【3】GDAL/OGR In CSharp，http://trac.osgeo.org/gdal/wiki/GdalOgrInCsharp

【4】曾菲.對(duì)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量的探討[J].測(cè)繪與空間地理信息，2011，34（3）：267-269.

楊明（1985年——），男，黑龍江哈爾濱人，工程師，學(xué)士，主要從事海洋測(cè)繪及地理信息系統(tǒng)方面的應(yīng)用研究工作。

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B

2095-7319（2014）04-0050-04