基于Webgis的柵格數(shù)據(jù)編輯方法探討

馬鵬剛，白亞偉，劉小鵬

(自然資源部第二地形測(cè)量隊(duì)，陜西 西安 710054)

傳統(tǒng)的gis編輯方法只是圖形數(shù)據(jù)的編輯、分析、存儲(chǔ)、制圖等，對(duì)于不同比例尺的柵格數(shù)據(jù)編輯較為繁瑣，人工錄入屬性不但功效低，而且準(zhǔn)確性不高，容易造成輸入錯(cuò)誤，不能完全滿足大眾化的需求,而且目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)格式都是柵格數(shù)據(jù)[1]。近年來(lái)，雖然國(guó)產(chǎn)的針對(duì)柵格數(shù)據(jù)的編輯及分析軟件有了長(zhǎng)足的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)(GIS) 技術(shù)也具有了準(zhǔn)確的地理要素空間分布和特性描述、便捷的地圖顯示、強(qiáng)大的查詢(xún)及空間分析能力，還可以對(duì)空間數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式進(jìn)行存貯與管理，并在圖形編輯與拓?fù)浞矫孀裱欢ǖ囊?guī)則[2，3]，柵格數(shù)據(jù)編輯及處理，學(xué)術(shù)界及工業(yè)界也出現(xiàn)了很多研究成果，本文基于Webgis對(duì)柵格數(shù)據(jù)的編輯進(jìn)行定制功能開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了不同格式的柵格數(shù)據(jù)(tif、img、grid)的有效編輯，使其能夠快速、準(zhǔn)確的達(dá)到用戶(hù)目標(biāo)。

1 常用地形數(shù)據(jù)處理模型

數(shù)字表面模型(DSM)和數(shù)字高程模型(DEM)是目前地形數(shù)據(jù)中最常用的柵格數(shù)據(jù)，在編輯處理過(guò)程中，特定地物(道路、水系)都是通過(guò)人工插值的方法進(jìn)行，其弊端在于：數(shù)據(jù)量大，通過(guò)人工編輯修改和檢查，其效率和準(zhǔn)確性不高，不能快速有效的解決問(wèn)題；對(duì)于大部分高程差異在0～5 m的地物，反生出來(lái)的DEM其廢點(diǎn)較多，若不消除，會(huì)極大的影響其效果和質(zhì)量，進(jìn)而不能有效反應(yīng)其真實(shí)的地表形態(tài)；目前DEM/DSM編輯只是單點(diǎn)或者規(guī)則形狀編輯，不能對(duì)其進(jìn)行任意編輯，基于ARCGis的矢量編輯技術(shù)，設(shè)想可以對(duì)任意區(qū)域、任意點(diǎn)進(jìn)行拓?fù)渚庉嫷乃悸罚疚睦肁rcgis及PHotomap的編輯原則，采用面向要素區(qū)域面的編碼方法，結(jié)合像元集合和像元統(tǒng)計(jì)，研究柵格數(shù)據(jù)在Arcgis中的編輯方法[4,5,6]，利用像元編輯技術(shù)，選擇區(qū)域的時(shí)候，默認(rèn)像元中心點(diǎn)包含在區(qū)域內(nèi)，則該像元即為選中，可編輯，將原來(lái)的單點(diǎn)編輯、規(guī)則區(qū)域編輯轉(zhuǎn)向多點(diǎn)編輯、任意規(guī)則區(qū)域編輯，滿足用戶(hù)常規(guī)操作手段[7]，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

2 研究方法

2.1 基于Photomap的柵格數(shù)據(jù)編輯方法

人機(jī)交互根據(jù)同期的DOM成果數(shù)據(jù)，在ARCGIS中準(zhǔn)確采集寬度≥80 m的 流動(dòng)水域水涯線范圍(如圖1所示)。

(1)采集辯狀河流時(shí)，應(yīng)按主河流采集，適當(dāng)?shù)木C合取舍。

(2)流動(dòng)河流一般應(yīng)連續(xù)采集并封閉，在遇到橋梁、涵洞、攔水壩等設(shè)施時(shí)應(yīng)斷開(kāi)采集。

(3)流動(dòng)河流中大于5 000 m2的河中島應(yīng)單獨(dú)采集，不包含在水體中。

(4)河流邊線在DOM上分辨不清的可上立體進(jìn)行采集。

圖1 流動(dòng)水域水涯線范圍

2.2 基于Arcgis的柵格數(shù)據(jù)編輯方法

(1)生成tin(加載所有矢量數(shù)據(jù)，包括水系、道路等)；

(2)轉(zhuǎn)柵格grid(TIN轉(zhuǎn)刪格)；

(3)反生等高線(套合檢查)，不好的地方加特征線修改，再次反生，直到無(wú)錯(cuò)誤。

(4)左下角加點(diǎn)重新構(gòu)TIN，生成柵格(轉(zhuǎn)換-TIN轉(zhuǎn)柵格),轉(zhuǎn)ASC。

(5)生成的ASC取小數(shù)位；轉(zhuǎn)GRID修改暈眩。

完成后ASC裁切單幅接邊，質(zhì)量檢查(4D Mapper)(包含柵格質(zhì)量、接邊精度、檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè))

3 實(shí)驗(yàn)分析

基于Webgis的柵格數(shù)據(jù)編輯功能研究，主要是研究其柵格數(shù)據(jù)編碼，根據(jù)編碼對(duì)象可分為面向要素邊界鏈的編碼[8,9]和面向要素面區(qū)域的編碼[10]。本文采用的是面向要素區(qū)域面的編碼。主要是因?yàn)槠溆袃煞N數(shù)據(jù)組織方式：一是以各要素面域?yàn)榫幋a對(duì)象，每個(gè)要素免于擁有一個(gè)編碼集合；二是將圖幅范圍內(nèi)所有要素面域作為一個(gè)面域集合進(jìn)行整體編碼。

3.1 編輯功能

3D數(shù)據(jù)編輯修改功能有五大功能，主要有單點(diǎn)編輯、多邊形編輯、格式刷編輯能功等。如圖2所示。

(1)單點(diǎn)編輯(將正確值復(fù)制到修改區(qū)域)：選中正確的像元值，點(diǎn)擊右鍵，拾取其像元值。然后找到需要修改或編輯的區(qū)域，左鍵選中，即可將正確的像元值賦值到待編輯的區(qū)域，修改完成。

3.2 檢查功能

4 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字表面模型和數(shù)字高程模型等柵格數(shù)據(jù)精度高、容量大，人工編輯及檢查不能滿足某些特定的生產(chǎn)要求，基于WebGis的智能編輯方法，能極大提高工作效率并降低人為錯(cuò)誤。例如原來(lái)編輯某個(gè)區(qū)域，該區(qū)域有10個(gè)像元，單點(diǎn)編輯時(shí)需要循環(huán)編輯10次，該方法只需要用多邊形選中該區(qū)域，編輯一次即可；對(duì)某個(gè)特定點(diǎn)編輯時(shí)，原來(lái)需要找到正確值，選中該像元，在屬性中輸入正確值，該方法即可用顏色判定正確值，點(diǎn)擊自動(dòng)拾取，自動(dòng)賦值。該方法也可對(duì)于柵格數(shù)據(jù)的分塊、分發(fā)、縫合都可實(shí)現(xiàn)有效操作，實(shí)現(xiàn)了柵格數(shù)據(jù)的并行計(jì)算與分析應(yīng)用。

圖2 3D數(shù)據(jù)主要編輯修改功能