基于GIS的城市地形圖更新探討

張進社++李黨羅++敬良++岳赤忠

摘 要：某市1∶10 000城市版地形圖重點更新工作是某市“十二五”基礎測繪項目之一。傳統的地圖制圖和空間數據建庫需在同一個時期生產兩套數據，數據的重復生產在增加生產成本的同時，也造成了大量數據冗余。該項目將“圖庫一體、先庫后圖”應用在1∶10 000城市版地形圖更新工程工作中，利用其科學性、現勢性和高效性快速實現了線劃圖數據和基礎地理信息數據庫之間的雙向同步轉換。

關鍵詞：1∶10 000地形圖 圖庫一體 更新

中圖分類號：P283 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（c）-0040-03

基礎地理信息數據是涉及國家安全和經濟社會發展的基礎性、戰略性信息資源，其生命力在于數據的現勢性和準確性。為滿足該市土地管理及信息化建設的需要，更好地服務于區域規劃、國土資源管理、基礎設施等建設項目，根據某市“十三五”基礎測繪規劃方案，需在“十三五”期間完成某市全市域1∶10 000城市版地形圖重點更新工作。在同一時期對數據更新時會產生地圖制圖和空間數據建庫兩套數據，數據的重復生產在增加生產成本的同時，也造成了大量數據冗余。地圖圖形數據和空間庫數據的分別更新和存儲，難以保證數據的一致性?！皥D庫一體，先庫后圖”是指以點線面地理實體對象數據庫為主，幾何圖形信息和非幾何屬性信息能實現同步編輯，幾何圖形信息和地理實體對象數據能夠雙向轉換實時更新，真正改變了過去傳統線劃圖“單向異步”的生產模式，實現了傳統數據組織方式下無法實現的數據實時動態連續更新?！皥D庫一體化”作業模式的改變對于該院信息化水平提升以及系列比例尺基本圖更新、“一張圖”系統維護、地理市情監測等工作都具有重大的意義。

1 圖庫一體化更新

1.1 基本現狀

在“十二五”時期組織實施了“某市1∶10 000地形圖市域全覆蓋與數據庫建設”項目。按照“統籌區域，填補空白，高效利用、服務發展”的原則，為滿足某市國民經濟建設、規劃產業布局在全市域展開對基礎圖件的迫切需要，滿足城鎮規劃一體化和新農村建設的急需，2014年完成全要素基礎地理信息數據庫628幅。

隨著經濟建設和社會建設的發展， 為保證1∶10 000地形圖數據的現勢性，提高應用范圍與價值，更好地服務于區域規劃、國土資源管理、基礎設施等建設項目，空間數據的更新顯得尤為重要。國際攝影測量與遙感學會有關專家指出，當前的核心己從數據生產轉為數據更新，數據更新關系著的可持續發展。“國家科技基礎數據庫建設與發展的研究報告”提出“持續更新和業務化運行是一個科學數據庫存在的根本。”

1.2 技術路線與工藝流程

利用最新的1∶2 000地形圖數據、1∶5 000衛片正射影像圖數據等資料，套合已有1∶10 000地形圖數據，獲取更新內容和變化區域，結合地名、交通、境界等專業資料，依據要素更新內容與表示要求，完成居民地、交通、水系等主要要素的縮編更新，經數據編輯、屬性錄入和整理、元數據更新等工序，轉換輸出AutoCAD（DWG）庫數據和制圖數據。在此基礎上，利用2015版航攝、衛片等資料，完成對主要交通要素的統一時點更新，其作業流程圖如圖1所示。

1.2.1 更新總體原則

（1）地形圖編繪更新主要取舍原則依據《1∶5 000、1∶10 000基礎地理信息數字產品更新規范》執行。（2）更新中新增要素編繪要求主要參照《某市主城區利用1∶2 000地形圖編繪1∶5 000及1∶10 000地形圖工程項目設計書》。（3）利用現有最新的1∶2 000DLG數據依據該設計書的要求，對達到更新指標要素的位置、屬性進行縮編更新，主要包括新增和已變化的相關要素。在此基礎上，同時利用最新的衛片數據，結合專業資料，進行主要居民地和交通要素的重點更新。（4）更新的順序為：控制點、水系、道路、居民地、管線垣柵，地貌、境界、植被、等高線、高程點以及各類注記。（5）地物、地形縮編更新應依照從主到次、從高級到低級、從整體到局部的原則，首先保證更新后的主要的、高級的、具有整體意義的地形、地物的完整和位置正確。（6）城鎮居民地、街區內房屋的更新，應保持其外圍輪廓和街區平面圖形的特征以及房屋走向、位置、排列的特點。（7）新增獨立地物應根據重要性和分布實際選取，一般具有方位意義的地物應表示。（8）更新地物與原圖的地物進行銜接時，要保持要素幾何形狀和要素位置相互關系的正確性。（9）因地物更新引起的地貌變化，其高差超過1個等高距且圖上面積超過100 mm2地物地貌應進行同步更新。更新數據的地物與原始數據的地貌進行銜接時，應處理好地物與地貌的關系，保持地物、地貌相關位置的正確性。（10）更新后的地貌與原圖的地貌進行銜接時，若套合差在現行標準規定限差之內，應進行合理過渡；若銜接誤差超出現行標準規定的誤差，則查找原因，在確認更新數據無誤的情況下，修改原圖數據。（11）由于新增或地理空間位置發生變化而引起的基礎地理信息要素屬性的變化，應按照該院數據標準對要素的屬性進行更新；地理空間位置變化未達到更新要求但屬性發生變化的基礎地理信息要素，應對其變化的屬性進行更新，但如電壓伏數、水庫庫容等屬性信息無相關資料時，可不更新。（12）接邊中發現圖幅間要素不符時，在確認更新要素數據正確的情況下，以更新數據為準，不再進行接邊處理，但應該將發現的問題在圖歷簿和元數據中記載。

1.2.2 建庫數據編輯

經編繪嵌合將有一些新有數據和信息追加到原始數據中，根據《某市1∶5 000、1∶10 000地形圖要素分類編碼及數據庫標準》相關要求進行數據編輯、建庫并制作元數據文件。

（1）建庫數據的編輯原則。

根據《某市1∶5 000、1∶10 000地形圖要素分類編碼及數據庫標準》中的相關要求進行建庫并制作元數據文件。建庫數據編輯要求如下：①參照1∶2 000地形圖，對矢量數據進行更新與編輯，根據數據標準中的相關要求進行拓撲處理，線應連續，面應封閉，如房屋、道路、水系、果園等均應進行構面處理。②不能有要素遺漏、要素多余、幾何位移、節點錯誤、多邊形錯誤、數據提取方向的錯誤等；不能位移地形圖的位置精度。③各種地物要素標識碼、編碼、幾何類型、符號等相關參數嚴格遵循《某市1∶10 000數字地形圖分類編碼及數據庫結構》，制圖數據中編碼就是該要素的圖層名。④各相關要素在ArcGIS中均應按照符號庫進行符號化編輯，并調整相應的壓蓋順序；一般情況下，壓蓋順序為：水系、道路、居民地、管線垣柵、地貌調繪要素、境界、植被、等高線、高程點。對于不同類要素相互壓蓋情況，可根據制圖需要調整。⑤按規定的要求將矢量數據進行嚴格分類并對要求的屬性項進行賦值；數據的分層組織和命名，數據分幅、坐標系統、數據格式、拓撲關系、屬性項及屬性值等方面均正確。⑥所有相鄰圖幅必須進行接邊處理（位置接邊和屬性接邊）。⑦庫外字以代碼進行錄入，并記入文檔簿，作業中若出現對照表之外的字時，應填寫登記表，匯總后統一編碼，登記表格式見表1。

（2）建庫數據編輯及屬性錄入。

①測量控制點按要求利用1∶2 000地形圖進行更新，其點名、等級、高程、比高等應在屬性項中錄入。②水系的名稱、水質（湖泊）、庫容量（水庫）等須在屬性中錄入，水質按“淡”錄入。當面狀水域屬性不同時，必須各自進行拓撲構面處理，河流、湖泊等遇水閘、滾水壩、攔水壩、堤壩等直接通過。③雙線道路編輯時內插中心線應連續，遇橋梁、隧道等附屬設施時直接通過；與國、省道、縣道路相通的街道賦相應的道路編號；大城鎮及縣城的次要干道，只編輯處理與外圍道路相通構成道路網和能反映街區主要特征的，鄉鎮、農村居民地編輯處理與居民地外道路構成道路網的次要干道，其余的次要街道可不作處理。④境界應連續，不能斷開，與其他線狀地物重合時應進行層間拷貝，境界邊線輸入其行政區域名稱及行政區域代碼。⑤特殊地區界、開發區界、自然保護區界等直接輸入區界的名稱，如開發區、保稅區等。⑥道路名稱按技術依據中《省道路線名稱和編號》和GB 917.2-2000《公路路線標識規則國道名稱和編號》的簡稱錄入。

1.2.3 制圖數據編輯

為了滿足對外提供圖的需要，需將更新后的GIS數據轉換成CAD圖形數據，應按照規定的分層、顏色等進行編輯處理，編輯時統一使用該院提供的字庫、線型、符號庫，編輯形成DWG格式數據，文件以圖幅為單位按圖名存放。

（1）數據的分層和顏色。

DWG數據分層和顏色按《某市1∶5 000、1∶10 000地形圖要素分類編碼及數據庫標準》規定的分層、顏色等進行編輯。

（2）制圖數據編輯。

根據更新后的DLG入庫數據，完成制圖數據的更新。嚴格按制圖標準，對數據進行符號化編輯，符號和線劃要求應符合GB / T 20257.2—2006《1∶5 000 1∶10 000地形圖圖式》的要求。注記應避免壓蓋地物，壓蓋時應將注記消隱（包括文字注記，高程注記）。編輯時必須采用捕捉方式，嚴格靠點、靠線。

（3）圖廓整飾。

圖廓整飾嚴格按標準圖廓格式進行整理。

1.2.4 統一更新時點

為滿足更新后地形圖的主要交通要素現勢性，利用1：2 000地形圖數據縮編更新和當年衛片數據更新后，統一時點，結合2015版最新衛片數據及收集的專業資料，對縣級以上級別的主要交通要素進行補充更新。

1.2.5 文檔簿的填寫和元數據更新

（1）將每幅圖的相關信息根據提供的元數據更新。（2）元數據錄入中遇到的庫外字以代碼錄入，并記入文檔簿。

1.2.6 電子圖例簿制作

對于已有數字地形圖更新，裝載單機版電子圖歷簿程序，按要求如實填寫更新電子圖歷簿。

1.2.7 圖幅接邊

數據接邊包含圖形接邊和屬性街邊。（1）更新完成后應進行不同圖幅的數據接邊工作。接邊遵循“查東南，接西北”的原則，若相鄰的東、南圖幅數據為前期已完成數據時，后期更新的圖幅也應負責與前期數據的接邊。（2）不同等高距的圖幅接邊，只接相同高程的等高線。

2 結語

利用收集的地理信息成果等資料，對新增和變化區域進行更新的模式，大大減輕了外業調繪和內業采集、編輯的工作量，縮短了更新周期，既保證了現勢性，有減少了成本。同時，利用該院開發的ARCGIS符號庫、ARCGIS轉換模塊，在ARCGIS中進行可視化符號修改，實現ARCGIS數據到AutoCAD格式數據的轉換編輯。保證了“圖”和“庫”一致性要求，為數據的更新創造了條件，是1∶10 000地形圖更新行之有效的方法。該項目研究和探索了1∶10 000地形圖圖庫一體更新的新思路、新方法，對建立適應需要的地形圖更新模式具有重要的現實意義和推廣價值。

參考文獻

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