河南省DLG數(shù)據(jù)快速拼接方法研究

李小勇 謝孟利 趙克洋 石 晶 鄧 麗

（1.河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南 鄭州450000；2.礦山空間信息技術(shù)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450000）

1 引言

1:10000DLG數(shù)據(jù)庫更新是河南省基礎(chǔ)測(cè)繪重點(diǎn)項(xiàng)目。為保持河南省1:10000地形圖的現(xiàn)勢(shì)性，保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各部門對(duì)基本比例尺地形圖的需求，需進(jìn)行1:10000DLG數(shù)據(jù)庫更新。河南省1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)已經(jīng)基本完成，主要以DLG、DEM、DOM數(shù)據(jù)為主體，同時(shí)包含其他相關(guān)地名及專題信息。目前隨著測(cè)繪成果的數(shù)字化和信息化，社會(huì)發(fā)展對(duì)基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)快速獲取和更新的迫切需要，基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)的獲取和更新速度越來越快，版本越來越多。為了加快1:10000DLG數(shù)據(jù)庫更新速度，提高DLG數(shù)據(jù)快速拼接技術(shù)，本文作者總結(jié)日常工作方法，提出使用ArcGis軟件中的modelbuilder工具，實(shí)現(xiàn)DLG數(shù)據(jù)的快速拼接[1]。

Model Builder具有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，而且目前ArcGIS Server的地理處理發(fā)布也是通過Model Builder來實(shí)現(xiàn)。

Model Builder的優(yōu)勢(shì)：①自動(dòng)地理處理流程。Model Builder可以把你分析和準(zhǔn)備數(shù)據(jù)過程所用到的所有分析工具和數(shù)據(jù)通過流程化結(jié)合在一起。每次更新操作都可以保存，并且重新運(yùn)行。②共享地理處理知識(shí)。Model的數(shù)據(jù)、工具都通過圖形方式表示，通俗易懂，并且可以保存下來與別人共享。同時(shí)也可以保存在SDE數(shù)據(jù)庫中，或通過ArcGISServer實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)共享。③記錄與文檔化。Model可以像Toolbox中的工具一樣運(yùn)行，并且提供了圖文結(jié)合的幫助，方便共享。④根據(jù)需要添加復(fù)雜模型。模型可以包括復(fù)雜的處理過程，而一個(gè)模型中還可以包含子模型，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的應(yīng)用。

2 數(shù)據(jù)的分析

數(shù)據(jù)分層及屬性項(xiàng)定義

1：10000地形數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)共分為9個(gè)數(shù)據(jù)集：定位基礎(chǔ)（C）、水系（H）、居民地及設(shè)施、（R）、交通（L）、管線（P）、境界與政區(qū)（B）、地貌與土質(zhì)（T）、植被（V）、注記（A）34個(gè)數(shù)據(jù)類。數(shù)據(jù)分層的命名采用4個(gè)字符，第1個(gè)字符代表數(shù)據(jù)分類，第2、3個(gè)字符是數(shù)據(jù)內(nèi)容的縮寫，第4個(gè)字符代表幾何類型。在這里我們使用其中8個(gè)數(shù)據(jù)集（注記比較特殊，暫不考慮）32個(gè)數(shù)據(jù)類。

3 數(shù)據(jù)的處理流程

河南省1:10000地形圖約6600幅，單幅DLG數(shù)據(jù)由MAPSTAR軟件生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中，成果數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)圖幅編碼命名（按照GB/T 13989-92《國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)》的規(guī)定進(jìn)行分幅與編號(hào)）存放文件夾，并按照不同分帶進(jìn)行存放，區(qū)域生產(chǎn)完成后統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成coverge格式存放。在河南省1:10000DLG需要進(jìn)行全省或者區(qū)域應(yīng)用的時(shí)候，就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫拼接處理。為實(shí)現(xiàn)約6600幅（單幅有32個(gè)數(shù)據(jù)類）的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理、投影信息添加、數(shù)據(jù)入庫、融合、檢查，很有必要進(jìn)行數(shù)據(jù)快速處理的相關(guān)研究。

圖1 河南省DLG數(shù)據(jù)入庫流程

3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

圖2 coverge格式轉(zhuǎn)換成shp格式

圖3 數(shù)據(jù)投影信息定義

數(shù)據(jù)的預(yù)處理主要是處理數(shù)據(jù)中如下問題：①面未建拓?fù)洌虎诿纥c(diǎn)不唯一；③屬性表定義統(tǒng)一；④線長(zhǎng)度為零。通過數(shù)據(jù)的預(yù)處理，將每一單幅DLG數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)格式存儲(chǔ)及屬性表統(tǒng)一，滿足數(shù)據(jù)拼接要求，避免modelbuilder執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。

3.2 數(shù)據(jù)拼接入庫

在1:10000DLG數(shù)據(jù)處理時(shí)，熟悉設(shè)計(jì)書（要素內(nèi)容、分類代碼、屬性及分層可見《河南省1：10000基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》），研究相關(guān)數(shù)據(jù)格式，了解數(shù)據(jù)的命名規(guī)則，從數(shù)據(jù)的方方面面找到6600幅數(shù)據(jù)的共性。盡可能采用批量處理的方式處理數(shù)據(jù)，并設(shè)定相關(guān)的數(shù)據(jù)處理方案。同時(shí)對(duì)相關(guān)方案適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修改，以較快地應(yīng)用到其他數(shù)據(jù)處理生產(chǎn)中。

在任何一種處理中，都希望實(shí)現(xiàn)與程序交互的功能，我們經(jīng)常可以把這種交互處理過程稱為循環(huán)。使用交互，可以不斷使用不同的數(shù)據(jù)來執(zhí)行處理過程。

在Model Builder里，你可以使用iteration來對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行交互，或只是對(duì)某個(gè)單獨(dú)的處理過程進(jìn)行交互。

圖4 shp數(shù)據(jù)拼接（單層模型）

批處理就是其中一個(gè)例子，它交互時(shí)候使用不同的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)模型的交互。使用批處理過程，你可以使用模型參數(shù)來設(shè)置數(shù)據(jù)和條件值的參數(shù)，完成每個(gè)交互過程。

3.3 數(shù)據(jù)無縫接邊過程

數(shù)據(jù)入庫后，數(shù)據(jù)仍然是物理斷開的，而與現(xiàn)實(shí)地理數(shù)據(jù)表達(dá)不符合，數(shù)據(jù)需要拼接處理，讓入庫后數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)物理接邊，同時(shí)需要保留數(shù)據(jù)的有用屬性，使面狀河流是一條不斷開完整的面圖形。筆者在數(shù)據(jù)處理中，同時(shí)采用modelbuilder建模方式，實(shí)現(xiàn)了8個(gè)數(shù)據(jù)集32個(gè)數(shù)據(jù)類的物理接邊。

圖5 數(shù)據(jù)無縫接邊（面狀要素模型）

數(shù)據(jù)無縫拼接保留字段如下（部分圖層數(shù)據(jù)保留字段示意）：

表1 數(shù)據(jù)無縫接邊保留字段列表（部分）

3.4 數(shù)據(jù)檢查

為確保成果的質(zhì)量，質(zhì)量控制貫穿整個(gè)數(shù)據(jù)處理過程，對(duì)數(shù)據(jù)成果進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和評(píng)定，實(shí)行二級(jí)檢查，一級(jí)驗(yàn)收制度，為今后數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求提供良好的支持。

3.4.1 檢查內(nèi)容

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，其內(nèi)容包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)完整性、邏輯一致性、數(shù)據(jù)集之間協(xié)調(diào)一致性、位置精度、屬性精度等。

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：檢查數(shù)據(jù)的平面坐標(biāo)基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)是否符合要求。

位置精度：主要檢查要素的平面位置精度。

邏輯一致性：主要檢查道路網(wǎng)絡(luò)連通性；拓?fù)潢P(guān)系的正確性；節(jié)點(diǎn)匹配的正確性；要素間關(guān)系的正確性和要素接邊的一致性。

屬性精度：檢查屬性項(xiàng)名稱、類型、長(zhǎng)度及屬性值等內(nèi)容是否正確。

完整性與正確性：主要檢查處理符合性；數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)格式文件命名、數(shù)據(jù)組織和數(shù)據(jù)分層的正確性和要素的完整性。

3.4.2 檢查方式

檢查的方式主要有輸出檢查、人機(jī)交互檢查和程序檢查。

①輸出檢查：各地理要素之間的關(guān)系是否合理，有無矛盾；接邊檢查有無要素遺漏或不接邊情況；圖面要素完整性檢查；要素表達(dá)合理性檢查。②人機(jī)交互檢查：數(shù)據(jù)文件是否完整、正確；圖內(nèi)各分層全要素檢查，檢查其是否具有不正確的代碼不正確的分層；線狀要素是否連續(xù)、是否有多余的懸掛點(diǎn)；面狀要素是否封閉、是否存在重疊面；入庫要素的屬性是否正確，有無遺漏；道路連通性檢查；接邊檢查，檢查接邊要素屬性是否一致。③程序檢查：數(shù)據(jù)組織標(biāo)準(zhǔn)化檢查；要素分類檢查；屬性字段值域檢查；要素拓?fù)潢P(guān)系檢查。

3.4.3 檢查制度

為保證數(shù)據(jù)的正確性，設(shè)置過程質(zhì)量檢查控制點(diǎn)。數(shù)據(jù)必須進(jìn)行自查、互查，實(shí)行二級(jí)檢查、一級(jí)驗(yàn)收制度，以保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量，經(jīng)過驗(yàn)收的數(shù)據(jù)成果才能入庫和發(fā)布。

4 結(jié)語

河南省DLG數(shù)據(jù)快速拼接方法研究，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)拼接的方案化、半自動(dòng)化，適當(dāng)實(shí)現(xiàn)方案，也可以應(yīng)用到其他標(biāo)準(zhǔn)分幅數(shù)據(jù)，該方法還有進(jìn)一步提高的空間，將來會(huì)實(shí)現(xiàn)一鍵入庫和實(shí)時(shí)入庫，數(shù)據(jù)管理自動(dòng)化、流程化。河南省DLG數(shù)據(jù)快速拼接方法研究，為深入開展地理信息應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)保障，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展提供了最鮮活的地理信息數(shù)據(jù)，使得地理信息數(shù)據(jù)在現(xiàn)勢(shì)性、準(zhǔn)確性、豐富性等方面達(dá)到最優(yōu)，將有利于提高地理信息公共服務(wù)水平。

［1］李鴻奎，解鵬，馮曉琳，等基于ModelBuilder的農(nóng)用地圖斑地形因子自動(dòng)提取與應(yīng)用［J］.國(guó)土與自然資源研究，2013（3）:21-22.