基于GIS的河道勘測數(shù)據(jù)處理工作流設(shè)計與實現(xiàn)

陳 霞 周 楊 周 珺

江蘇省水利勘測設(shè)計研究院有限公司 江蘇 揚州 225127

1 研究面臨的困境

一是原有河道勘測數(shù)據(jù)處理軟件不夠完善。通常情況下，由于很多河道勘測數(shù)據(jù)處理軟件較傳統(tǒng)，無論是數(shù)據(jù)的查錄，還是數(shù)據(jù)的檢索、統(tǒng)計，都是在滿足相關(guān)條件后才能實現(xiàn)，因而某些特定環(huán)境下就無法及時獲取業(yè)務(wù)邏輯流程中數(shù)據(jù)的動態(tài)，從而影響信息質(zhì)量。二是部分技術(shù)不成熟，內(nèi)、外業(yè)工序沒有得到有效的解決。三是很多處理軟件的自動化程度不高，質(zhì)量核檢效率低，錯誤率高。四是大部分軟件在處理、分析數(shù)據(jù)和成果合理化的流程中，可視化程度不高，限制處理質(zhì)量的提升。

2 設(shè)計系統(tǒng)功能

一是準(zhǔn)備好測前數(shù)據(jù)。設(shè)計的系統(tǒng)主是要為了方便河道勘測項目能輕松錄入人員、機械等設(shè)備配置的相關(guān)信息和快速導(dǎo)入歷史斷面成果等的數(shù)據(jù)信息，規(guī)劃好水下測量線路的設(shè)計工作，準(zhǔn)備好河道勘測項目測前的所有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備工作。二是分類分析河道勘測數(shù)據(jù)源，設(shè)計錄入采集入庫外業(yè)數(shù)據(jù)等相關(guān)信息的功能和導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)庫的能力。三是具備預(yù)處理項目外業(yè)采集錄入的數(shù)據(jù)功能，能預(yù)檢勘測數(shù)據(jù)。四是數(shù)據(jù)處理；主要是針對預(yù)處理入庫后的數(shù)據(jù)。在結(jié)合GIS相關(guān)功能的同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理和標(biāo)準(zhǔn)化存儲入庫。五是合理性分析數(shù)據(jù)；在結(jié)合GIS相關(guān)功能添加現(xiàn)勢性較強的遙感影像數(shù)據(jù)的同時對處理數(shù)據(jù)后的結(jié)果開展合理的編輯、檢查工作。六是輸出方面，用戶可以在將中間、成果數(shù)據(jù)從空間數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出文件的流程中通過自定義數(shù)據(jù)格式輸出數(shù)據(jù)，統(tǒng)計輸出表格。

圖1 新系統(tǒng)

3 設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表的結(jié)構(gòu)

3.1 空間數(shù)據(jù)庫

空間數(shù)所庫對于GIS體系來說至關(guān)重要，不可或缺。地理數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)的設(shè)計正是應(yīng)用了Geodatabase空間數(shù)據(jù)模型，應(yīng)用Geodatabase則是為了更好的管理、應(yīng)用地理要素數(shù)據(jù)，而地理要素數(shù)據(jù)集則是按照一定的模型、規(guī)則結(jié)合在一起的地要素數(shù)據(jù)集。Geodatabase是依照一定的層次型的數(shù)據(jù)對象（對象類、要素類、要素數(shù)據(jù)集）組織地理數(shù)據(jù)的， 這不僅能有效管理各地理類要素之間的關(guān)系，還能支持建立、刪除、修改、更新等對要素數(shù)據(jù)集、要素數(shù)關(guān)系以及要素數(shù)類幾何網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)操作。

3.2 河道勘測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

河道勘測數(shù)據(jù)處理體系獲取信息的中端依賴于GIS的河道勘測信息，為達(dá)到數(shù)據(jù)信息間的自由轉(zhuǎn)換與共享的目的，就必須在設(shè)計空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中同時考慮前端模塊和管理分析模塊間的數(shù)據(jù)銜接和共享。通過分析河道勘測數(shù)據(jù)源，可將其分為控制數(shù)據(jù)、碎部采集數(shù)據(jù)和地圖文件，以及輔助計算數(shù)據(jù)等4大要素數(shù)據(jù)集和多個屬性表對象。

4 GIS系統(tǒng)實現(xiàn)

生成的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境采用的是MicrosoftVisualStudio2010體系，語言采用的是C#，是在結(jié)合ArcGISEngine10.1開發(fā)組件的同時與PersonalGeodatabase數(shù)據(jù)庫相融合生成的系統(tǒng)。

4.1 利用 GIS空間分析功能協(xié)助處理河道勘測數(shù)據(jù)

利用GIS空間分析功能不僅能快速提升河道勘測數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量，還能有效提升處理測量數(shù)據(jù)的效率。從地理底圖基礎(chǔ)從發(fā)，利用空間數(shù)據(jù)能疊加顯示的特性，在添加水上、水下勘測點的空間數(shù)據(jù)圖層的同時利用空間數(shù)據(jù)表的起點距和高程數(shù)據(jù)共同生成曲線圖，在結(jié)合歷史固定斷面成果的同時實現(xiàn)三方（空間測點、屬性數(shù)據(jù)、套合曲線圖）同步聯(lián)動，科學(xué)、合理的分析出河道固定斷面測量的結(jié)果。

4.2 利用GIS的可視化技術(shù)處理河道勘測數(shù)據(jù)

河道外業(yè)勘測一方面在利用各種勘測儀器設(shè)備采集水上、水下和水位等接測點空間數(shù)據(jù)的同時利用PersonalGeodatabase空間數(shù)據(jù)模型同步記錄空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化存會儲，確保在GIS系統(tǒng)地圖中可視化顯示地圖視圖；另一方面GIS系統(tǒng)地圖能疊加dwg、mxd、影像img/tif等底圖文件，能通過在處理河道勘測數(shù)據(jù)流程的同時與勘測區(qū)域內(nèi)現(xiàn)勢性較強的遙感影像相結(jié)合，從而達(dá)到處理數(shù)據(jù)與地圖全過程的共同聯(lián)動。

4.3 利用GIS協(xié)助推算河道水位

GIS體系利用PersonalGeodatabase空間數(shù)據(jù)模型，將外業(yè)采集到的各個水位監(jiān)測點的數(shù)據(jù)導(dǎo)入空間數(shù)據(jù)庫中，同時結(jié)合河道水位單、雙站的推算方法，在分析河道勘測外業(yè)采集的水深數(shù)據(jù)的同時改算河底高程。一是在結(jié)合GIS地圖視圖的同時科學(xué)選擇河道中心線和水下監(jiān)測點，確保推算結(jié)果穩(wěn)定可靠。二是利用體系數(shù)據(jù)空間查詢，提升查詢數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性和效率。

5 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合河道勘測業(yè)務(wù)的作業(yè)邏輯流程優(yōu)化設(shè)計原有的河道勘測數(shù)據(jù)處理軟件，既是在結(jié)合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的同時改進原有軟件功能的不足和數(shù)據(jù)庫表的結(jié)構(gòu)；又是在結(jié)合PersonalGeodatabase軟件的同時優(yōu)化空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的存儲功能，實現(xiàn)測量的各種數(shù)據(jù)的自由查詢和檢索、統(tǒng)計；還是在利用限差庫和GIS的相關(guān)技術(shù)的同時實現(xiàn)自動化處理相關(guān)數(shù)據(jù)的軟件。GIS河道勘測數(shù)據(jù)處理軟件的開發(fā)應(yīng)用，無論是對規(guī)范河道勘測信息和作業(yè)流程，還是測量成果的質(zhì)量和工作效率的提升來說作用重大，意義非凡。