DLG數據庫前處理技術研究

米思瑩 蔡建德

（1.浙江臻善科技股份有限公司，浙江 杭州 310005；2.河南省測繪發展研究中心，河南 鄭 州 450008）

1 引言

隨著國家自然資源國土空間數據整合，數字線劃圖（Digital Line Graphs，通稱DLG）是當前使用最多的地理信息數據格式。作為基礎地理信息數據類型之一，DLG 既保存要素的空間信息，也承載著其屬性信息，是數據庫數據的主要來源。為規范地理信息數據的提取、分析和使用，如何將現有DLG 數據轉換成標準的地理空間數據成為數據入庫的關鍵。本文基于現時背景，結合相關文獻和實踐經驗，探討DLG 數據入庫問題及出現的原因，并提出技術優化建議。

2 DLG 數據入庫問題研究

AutoCAD 作為一款較成熟的DLG 數據處理軟件，在自然資源、交通、電力、不動產等領域得到廣泛應用[1]。本文以市場使用最為普遍的兩種數據格式，即AutoCAD 中 的DWG 和Microsoft Access 中 的MDB[2]，對DLG 數據入庫問題進行研究，找出格式轉換過程中出現的問題及原因，從而提高DLG 數據入庫速度，優化入庫質量，增加數據可信性。現將DLG 數據轉換過程 中出現的問題歸為以下三類。

（1）要素圖層歸類差異

AutoCAD 數據在對要素進行圖層歸類時缺乏嚴謹性，如點要素“泉”“井”和面要素“池塘”“溝渠”在AutoCAD 中均屬于水系要素（如圖1 所示），這使得原本在GIS 數據中屬于點要素的“井”或屬于面要素的“池塘”，在轉換過程中易歸錯圖層，從而造成點要素信息缺失或面要素無法閉合的現象。

（2）屬性信息不完善

轉換后的數據在屬性信息方面易出 現以下兩種情況：①缺少要素成分，如GIS 數據庫缺 少應該入庫的元素（房屋等）；②缺少要素屬性值，如GIS 數據庫中各要素屬性值為空（高壓電力線無高壓伏數）[3]。由于不同屬性道路間無明確的道路鋪裝地類界，致使兩條不同的路在自動構面時被賦予同樣屬性，如圖2所示。

圖1 常規CAD圖層劃分模式

圖2 不同道路之間無明確界限

（3）幾何結構不完整

DLG 數據缺乏規范性，忽略了圖形間的拓撲關系。以居民地為例，易出現房屋線劃圖線條重復、部分房屋邊線不封閉問題，對數據質量、系統負荷量造成一定影響。地類界節點處存在懸掛現象如圖3 所示，居民地未閉合如圖4 所示。

圖3 地類界節點處懸掛現象

圖4 居民地未閉合

3 DLG 數據入庫技術優化

DLG 數據整理中，已有的AutoCAD 數字地形圖是以出圖為目的，要想以CAD 數據為GIS 基礎數據源，將CAD 數據規范化入庫，需要滿足以下要求：①注記標準化；②線性要素完整，避免懸掛；③對多邊形進行封閉 ；④對水渠、道路等用線編輯的面要素進行處理；⑤對地理要素編碼和屬性賦值；⑥保證拓撲關系正確；⑦其他特殊情況處理等。

基于上述要求，可以從以下四個技術層面對要素進行處理。

（1）幾何結構檢查與處理

從幾何結構入手，逐一檢查各個圖層，并針對每個圖層特有的情況進行幾何修整和幾何實體規范，以避免線轉面或其他步驟出現問題。大致包括各圖層去除偽節點；水渠、陡坎、圍墻等面狀、現狀地物各圖層線相交檢查、折返線檢查、線懸掛檢查及處理，以及居民地、水系要素面中未封閉面檢查等。

（2）實體屬性檢查與處理

CAD 格式數據中，對于帶狀地物，比如河流、道路等要素，野外調繪并沒有提供寬度，需要內業人員在圖上量距，然后賦值。此外，園地等植被層也應按國家規定對“梨”“桃”等帶有屬性的園地進行賦值。 （3）圖層檢查與處理

圖層檢查主要指對不同要素在數據庫中的位置進行檢查，其中，注記在DLG 數據整理中出現錯誤最為頻繁。如主要道路、次要道路等道路名稱未被歸到“道路注記”層等。此外，還應仔細檢查是否存在未被歸類的要素，核對完后，根據要求對其進行分層。

（4）其他細節檢查與處理

這通常為最后一步，主要用來彌補之前未進行修改和忽略的地方。包括首曲線、計曲線等類似等高線和高程點的“ELEV”不能為空值，居民地、池塘中不能出現高程點等細節問題。

4 DLG 數據庫前處理

DLG 數據入庫前存在大量問題需要處理，要把控好數據處理時間。DLG 數據庫前處理分為 ：DLG 圖形端、“橋梁”軟件下、數據庫端等三種數據格式入庫技術。對這三種模式進行分析，以求找到最合適階段進行數據庫前處理。

（1）DLG 圖形端的數據入庫

在AutoCAD 中地面建筑物的圖 形存在無法完全封閉等一系列問題。GIS 軟件有圖像編輯與處理功能，但這種功能無法和AutoCAD 相比。如果要提高Auto CAD 向GIS 進行數據轉化時的速度與精度，必須從數據源頭——AutoCAD 入手，對這些數字化圖形進行編輯與修改[4]。基于DLG 圖形端的入庫是指對待入庫數據在格式轉換前進行數據加工和處理。數據入庫技術原理如圖5 所示。

圖5 數據入庫技術原理

AutoCAD 的數據編輯和修改比GIS 軟件的編輯功能及精度更高，在CAD 數據轉換前，首先要檢查數據分層是否正確，保證各種地物放置在對應圖層。其次，在檢查處理圖形數據時，要修改不符合GIS 拓撲結構的要素。基于DLG 圖形端的入庫優點是制圖軟件具有強大的圖形編輯功能，便于數據的更新、修改，尤其是大批量的DLG 數據在圖形編輯及修改時比較方便，且精度較高。

（2）“橋梁”軟件的數據入庫

基于“橋梁”軟件的數據入庫特點是大量加工處理的數據都放在其他各種軟件中，要在GIS 軟件平臺完成。數據入庫原理如圖6 所示。

CAD 的數據直接轉換成GIS 軟件格式的數據，會造成數據信息丟失，因而在數據入庫時，可選擇Geoway 軟件作為基礎CAD 數據轉入GIS 數據的“橋梁”軟件，這樣可解決數據信息丟失的現象，滿足GIS 入庫要求。基于其他各種軟件的數據入庫技術的優點是：國產GIS 平臺管理功能強大，作業員在生產作業過程中對圖形編輯功能比較習慣，可以快速對數據進行編輯和處理，提高數據入庫效率。但這種技術方法也存在一定缺點：①數據需要經過兩次轉換，涉及各種軟件的符號庫，存在數據容易丟失、符號錯誤等現象 ；②其他各種軟件端二次開發強度較大；③存在圖庫分離現象。

圖6 “橋梁”軟件的數據入庫原理

（3）數據庫端的數據入庫

基于數據庫端的入庫技術是大批量數據放入數據庫端的GIS 軟件中去完成。入庫技術原理如圖7 所示。

圖7 數據入庫的技術原理

數據入庫中，CAD 數據轉換入庫（GIS）過程中的數據轉換、數據處理，應該先在AutoCAD 中進行，以減少轉換后的處理技術難度，再利用File Geodatabase 中圖層數據及屬性表的相互關系嵌入軟件，提取對應信 息，生成點、線、面、注記四層Shapefile 文件。建立空數據庫，將數據由DWG 格式轉成Shapefile 格式，然后再將數據繼續詳細分層、檢查處理，使數據達到入庫標準規范[5]。數據入庫流程如圖8 所示。

圖8 數據入庫流程

基于數據庫端的入庫數據操作均基于GIS數據庫，優點是多次轉換過程中數據不會丟失。對入庫數據，除要在技術層面加強規范外，理論層面也應加強研究。

① 回避風險比解決問題更有價值。對于DLG 數據入庫過程中出現的問題，部分學者從不同角度進行了歸納和總結，并提出有效的解決方案及措施方法。但在論文撰寫過程中，并未給出數據處理過程中避免此類問題發生的方法。對于內外業處理人員和質量檢查人員來說，避免此類問題的出現比解決問題更具有實際意義。

② 主客觀因素應“一視同仁”。國內學者在研究DLG 數據入庫問題時，均選擇把焦點聚集在“硬件”問題上，即只考慮問題存在的客觀因素，如CAD 數據與GIS 的本質差異、每個軟件不可避免的漏洞和缺點等，而忽略了外業調繪人員和內業處理人員的本身問題。因此，模式的選擇更應基于實踐，結合操作的難易程度、準確度進行判斷。

此外，就DLG 數據入庫目前的發展狀況來看，全要素數據入庫的關鍵是CAD 數據標準化的整理，但目前還沒有一種很好的方法可以將未處理的CAD 數據直接轉入數據庫并滿足生產要求。

5 結束語

近年來，隨著數字經濟的飛速發展，國土空間規劃基礎地理信息平臺和國土空間規劃“一張圖”信息系統建設愈加重要，而DLG 數據入庫前質量則是保證平臺數據可靠性與規范性的基礎。研究發現，DLG 數據入庫問題主要是由CAD 數據與GIS 數據側重點不同造成的，因此，只有就數據格式轉換建立統一的數據標準，才能達到入庫數據的規范要求。