數字線劃圖（DLG）質檢方法研究

謝忠元

摘 要：數字線劃圖（Digital Line Graphic ，DLG）作為基礎地理信息的核心數據，被各個領域所涉及。因此，數據質量的好壞程度會對各個行業的生產造成不同的影響。為了能夠使各個行業盡量少受因數據質量造成的影響，為此提高DLG數據質量已成為當前的首要任務。雖然目前檢查DLG數據質量的系統已經有很多，但是在檢查內容和檢查結果的輸出方面仍然存在一些不足。本文針對DLG數據的數學精度、邏輯一致性和屬性的完備性等內容，采用FME（Feature Manipulate Engine）和IDATA數據工廠實現了DLG數據質量檢查。實驗結果表明：FME和IDATA數據工廠相同之處在于無需編程，定制方案快速高效，能夠批量處理圖元數據，但是對于一些比較細致的問題，運用軟件來批量處理就達不到預想結果;它們不同之處在于FME提供多種格式的質檢結果輸出，但是不能夠直接快速的找準問題數據的，而FME能夠更靈活的搭建質檢方案，以便于對一些細致問題的操作;而IDATA不僅能夠處理多種格式數據，還能直接準確的找準問題數據的位置，方便操作人員直接查看、修改等操作。

關鍵詞：DLG;FME;IDATA數據工廠;數據質檢;質檢方案

1 數字線劃圖數據質量概述

數字線劃圖（DLG）是地形圖要素的矢量數據集，包含居民地及其相關的附屬設施、測量控制點、交通以及附屬設施、水系及其附屬設施、地貌、境界、植被與土質八大類地物要素，是一種最常見的數字測圖產品，具有存儲各要素的空間關系和要素屬性的能力。DLG利用點、線、面來描述要素的幾何特征，賦予其屬性，并將其劃分成若干的數據層，地理信息系統可以利用它來進行空間檢索、空間分析等操作，并且可以隨機地進行數據挑選和顯示，與其它的產品進行疊加，便于分析、決策等操作。

2 數字線劃圖數據質檢過程中的核心關鍵問題

2.1線的自相交

線的自相交是指同一條線段自身存在一個或多個交點。線段自相交主要是包括等高線自相交、植被陡坎自相交、交通道路自相交以及水系河流自相交。等高線自相交是DLG數據質檢檢查中一個容易出現錯誤的環節，其檢查與校對工作都需要耗費大量的時間與人力。

2.2線相交

自線相交是指線段之間相交，即兩條及以上的多條折線或曲線自身存在一個或多個交點。地形圖上的等高線、水系、道路線、組界線等線狀要素都有可能相交，而由于一些線段相交錯誤，在進行一些地形圖操作的時候，會生成許多沒有意義的小多邊形，最終會對后面利用數據進行空間分析的質量造成一定的影響，比如地形圖的精確度等等。

2.3線面穿越

地形圖中要素之間有些線、面要素不應該有重疊或者穿越現象，例如等高線和居民地建筑、居民地建筑和植被陡坎等。所以線面穿越檢查主要包括線面重疊、線面穿越等檢查。

2.4面空間關系

地形圖中面要素間本應該無重疊、無縫隙，所以面要素的空間關系檢查主要包括面重疊和面裂隙檢查，即面狀要素之間是否相互重疊或有裂隙。

2.5無屬性地物檢查

在地形圖數據中，每一個地物都應有自己的圖層分類，包含有哪些地物編碼、要素由哪些屬性項構成、各個屬性項的定義和屬性值等，次檢查內容就是為了檢查出一些無屬性、無編碼的地物。

2.6本章小節

本章主要是介紹與說明了DLG數據的幾種典型問題，本論文將圍繞這幾種典型問題為依據進行DLG數據質檢，是論文的核心內容，主要工作是分為了以下幾點：

（1）對線自相交問題的定義進行了說明，歸納、總結了線自相交矛盾的特點，設計出質檢方案來完成實驗。

（2）對等高線等線段相交的定義及產生的原因進行了說明，總結了線要素相交的檢查方法。

（3）對線面穿越的定義進行了說明，總結了線面穿越的特點，以此為依據設計出了質檢方案。

（4）對面空間關系檢查技術問題定義進行了說明，歸納、總結了現有的多種面空間關系檢查方法。

（5）對必填屬性值為空產生的原因進行了說明，設計出了質檢方案。

3 質檢方式及結果分析

3.1原始數據分析及關鍵問題

將原始數據在CASS中打開，對在每個圖層以及圖層之間的要素進行分析觀察，其關鍵問題類型主要有;居民地和植被存在線面重疊，居民地主樓和裙樓之間存在面重疊;一些等高線線段相交。

3.2基于FME的質檢方案設計

第一步，線自相交檢查。線自交是指在地形圖中的線元素發生了不合理的自相交。在FME中的workbench上添加讀模塊，將數據導入軟件，通過GeometryValidator和GeometryFilter等轉換器在工作空間上搭建算法，將所有線元素過濾出來并且將自交線段標記出來;第二步，線相交檢查。其中線相交的類型包括等高線相交、等高線與河流以及道路線相交，通過GeometryFilter和LineOnLineOverlayer等轉換器在工作空間上搭建算法，通過test測試器，將LineOnLineOverlayer得到的 “_overlaps”賦值為1，將線段相交的錯誤顯示出來;第三步，線面穿越檢查。線面穿越的情況包括房屋建筑與等高線相交、房屋建筑與道路線相交以及與植被陡坎相交，所以在工作空間中，通過Tester測試器，將JMD和DGX圖層上的要素過濾到LineOnAreaOverlayer轉換器上，并將“_overlaps”屬性賦值為大于“0”，就會得到線面疊蓋的檢查結果;第四步，面面疊蓋檢查。面面疊蓋的情況包括居民地建筑與建筑之間的面重疊，水系中池塘與居民地建筑之間的重疊。所以通過FME中的AreaOnAreaOverlayer等轉換器上構建算法，通過面與面質檢疊蓋的次數來將面重疊的部分篩選出來并顯示出來;第五步，必填屬性為空檢查。地形圖上由于數據導入和工作人員的操作失誤，會導致地形圖上一些地物缺失屬性編碼或者編碼不正確，因此通過FME搭建算法也可以將無屬性地物篩選出來，從而達到質檢的目的。

3.3基于IDATA數據工廠的質檢方案

第一步，線自相交檢查。線自相交檢查。線自交是指在地形圖中的線元素發生了不合理的自相交;第二步，線線相交檢查。其中線相交的類型包括等高線相交、等高線與河流以及道路線相交;第三步，線面穿越檢查。線面穿越的情況包括房屋建筑與等高線相交、房屋建筑與道路線相交以及與植被陡坎相交;第四步，面面疊蓋及面縫隙檢查。面面疊蓋的情況包括居民地建筑與建筑之間的面重疊，水系中池塘與居民地建筑之間的重疊;第五步，屬性值完整性的檢查。

3.4實驗結果的對比分析

總結這次實驗，對一些肉眼不太容易看出來的數據錯誤，用戶可以采用IDATA數據工廠做質量檢查，從質檢結果列表框可以準確定位到數據錯誤的位置，這樣更利用后期的記錄與評估;而用戶想要靈活的判斷處理數據誤差，可以采用FME對數據做質量檢查，這樣更能提高質檢效率。

4結論與展望

本文以1：1000的地形圖為實驗數據，FME和IDATA數據工廠來進行本次的實驗，進行了DLG質檢方法研究，根據地形圖具體分析需要檢查的內容，然后通過FME和IDATA數據工廠對該地形圖進了質量檢查。通過此次的實驗，對DLG數據質量檢查方法研究的成果比對有一定的成果，但是由于時間、個人能力等原因，DLG數據質量檢查的研究仍存在一定的不足。