淺談1:500地形圖數據整合的方法

文／李晴、秦真珍 株洲市規劃設計院 湖南株洲 412007

1、引言

為充分貫徹落實放管服改革的相關要求，積極迎戰機構變革帶來的全新挑戰，同時落實《關于進一步推進全省基礎測繪生產與更新工作的通知》（湘自然資辦法[2020]189 號）有關文件精神，滿足1:500地形圖作為全省用地審批、不動產統一確權登記、國土空間規劃等業務工作底圖和掛鉤用地審批業務的要求，株洲市自然資源和規劃局決定整合現有國土、規劃兩套1:500地形圖成果，滿足省廳匯交要求。以實現株洲市基礎數據庫的統一，實現資源共享、節約成本、提高審批質量和服務水平，滿足經濟社會的快速發展和精細化管理的需要。

2、數據整合的方法

按照《株洲市基礎地理信息系統建庫標準》要求，通過內業比對、外業補測的方法對原國土、規劃兩套1:500地形圖數據庫整合分析出的現勢性較優地形圖數據進行預處理，并入庫更新，建立株洲市現勢性最優的1：500地形圖數據庫。

結合《湖南省1:500地形圖數據規范（試行）》進行相關數據庫轉換前預處理：包括地名處理、道路網處理、斜坡處理等等，做好轉換準備。

2.1 分區塊現勢性比對及數據預處理

本次需要整合的418.83 平方公里數據，分四個區域：天元區、荷塘區、蘆淞區、石峰區分批整理，根據對比分析，我們發現其中國土數據中有41.5 平方公里數據現勢性好，需更新至規劃基礎數據庫。需對國土1:500地形圖數據進行點、線、面處理圖廓整飾及接邊處理后，融入到規劃基礎數據庫中。下圖中左上角圖片為原國土1:500地形圖數據，左下角為原規劃1:500地形圖數據，右邊圖片為整合后的1:500地形圖數據。

2.2 外業補測

根據最新影像數據得知，對新修市政道路清水塘大道、清霞路、清港路、響石廣場等進行了現場實測。

2.3 數據預處理

2.3.1 基本處理

圖1

數據基本處理主要包括：①內圖廓檢查，保證有唯一的、正確的內圖廓；②無編碼圖元檢查，確保圖幅內所有地物編碼在入庫編碼范圍內；③刪除重復實體，確保地物沒有重復；④內圖廓懸掛點檢查，將當前圖面上端點與內圖廓相距0.15m 者自動挪到內圖廓上，大于0.15m 而小于0.5m 內卻又未落在內圖廓上的線或面地物檢查出來，人工判斷是否有問題，小于0.5m 長度的線段自動刪除；⑤圖層自動處理；⑥編碼賦值，用于修改地物編碼；⑦編輯擴展屬性，用于修改地物擴展屬性；⑧ 根據HANDLE查詢地物屬性，用于入庫后復查，根據入庫日志列出的未入庫地物handle 值查找地物。

2.3.2 點對象處理

數據點對象處理主要包括：①內圖廓上電桿處理，用于將當前圖面上所有在內圖廓0.5m 范圍內的輸電線電（箭頭）、配電線電桿（箭頭）、通訊線電桿（箭頭）檢查出來，人工判斷是否為接邊處的虛擬電桿（箭頭）；②組合散列注記和打散組合注記，分別是將散列文本注記（地名、山名、河流名等）組合，把組合的注記打散；③高程點正確性檢查，確保高程點的Z 值和height 值一致；④高程點極值顯示，用于顯示當前圖面上最大最小高程值的高程點；⑤文字整飾，即根據編碼將所有文字按標準設置字體大小。

2.3.3 線對象處理

數據線對象處理主要內容包括：①合并相連線，用于將同類型且具有相同坐標端點的地物查找出來，提供兩兩合并的接口；②抽稀過密節點，用于將線狀地物相鄰兩個節點距離小于0.1 米的點自動抽稀為一個節點；③批量刪除電桿連線，只保留電桿和電桿間的骨架線；④等高線合理性檢查，確保等高線高程的正確性。

2.3.4 面對象處理

數據面對象處理主要包括：①面線延長封閉和輔助線構面封閉兩種面閉合方法；②島處理，用于大面套小面時，正確統計各地物的面積；③面線閉合檢查，用于檢查所有需要構面的編碼是否都閉合了或建立了輔助面；④構面圖元檢查，用于檢查需要有面對象包圍的文字、符號是否存在對應的面對象，和所有的植被符號是否有植被面包圍；⑤輔助線關聯檢查，用于檢查所有的輔助面線是否都有面線支持；⑥建（構）筑物注記檢查，用于檢查每個房屋面內是否存在一個與之匹配的結構注記和層數注記；⑦建(構)筑物注記手動關聯，用于提供一個將房屋結構注記與層數注記屬性寫入到房屋面擴展屬性的接口。

2.4 融合后數據轉省標處理

2.4.1 道路網處理

基于株洲市基礎地理信息系統現有現狀道路網數據，結合整合后最新地形圖數據庫，進行道路網更新。利用我院開發的道路屬性編輯軟件，按照規范要求對不同等級道路進行構面、提取道路中心線等處理，并進行道路名稱、道路寬度、道路材質等屬性賦值。

2.4.2 地名數據整理

基于株洲市基礎地理信息系統現有地名數據，結合整合后最新地形圖數據庫進行地名更新，并按照規范要求進行分類處理，屬性賦值等等。本次地名數據整理共分居民地、交通、水系、地質地貌四個大類進行。

2.4.3 樓梯、斜坡構面

按照《湖南省1:500地形圖數據規范（試行）》要求，對整合后的地形圖數據庫中缺少的數據樓梯面、斜坡構面等進行預處理。

2.5 數據轉換

對照省標要求，制定了株洲市基礎地理信息系統建庫編碼與湖南省標編碼轉換對照表，研究了9 大類數據轉換技術流程，開發數據轉換程序及質量檢查程序。考慮到本次數據整合轉換工程量大，為驗證轉換技術流程，確保轉換程序及檢查程序的有效性，先選定天元區范圍內25 平方公里為試驗區，按照轉換技術流程進行數據轉換，根據轉換結果對轉換流程、轉換程序及檢查程序進行糾偏調試。

2.5.1 標準對照

根據《湖南省1:500地形圖數據規范（試行）》，結合現有數據庫，進行新舊編碼對照，對原來的8 個類，1334 個編碼進行新編碼對照，分類梳理每一個類別、每一個圖層甚至每一要素的轉換方法，包括：圖層轉換、編碼轉換、屬性轉換、注記轉換等。

研究制定了圖層通用轉換方法，以及地名、道路等類的專用轉換方法，填寫分類對照表，以便后續數據完整性追蹤，并記錄每一類需要進行類型轉換的情況：包括線轉面、線轉點、點轉面、點轉線、面轉點、面轉線以及其他轉換情況說明，最終確定每一類數據轉換技術路線。經過對比分析，提煉異同，下表1 列出了株洲市基礎地理數據庫與省標數據庫要素分層分類的對照。

表1 株洲市基礎地理數據庫與省標數據庫要素分層分類對照表

株洲市地理數據庫轉省標數據庫其圖層轉換對應三種情形：

①省標數據分層圖層與株洲市數據庫分層圖層要素內容對應完全一致

這種情況下，只需要將株洲市數據分層圖層名稱修改為相對應的省級數據分層圖層名稱，然后增加省級數據圖層中必要的屬性項，執行南方編碼與國標編碼映射即可完成轉換。

②省標數據分層圖層是株洲市數據分層圖層的子類

以水系要素為例，株洲市數據分層圖層只分了水系點、線、面三個圖層，而省級數據分層圖層分了水系點、線、面和水利及附屬設施點、線、面六個圖層，這時需要按水系、水利及附屬設施要素的編碼將株洲市數據分層圖層中的要素提取出來，形成省級數據分層圖層，并對這些圖層增加必要的屬性項，執行南方編碼與國標編碼映射即完成轉換。

③省標圖層要素對應多個類別市標圖層要素

以自然地名要素為例，株洲市自然地名數據要素分別存儲在水系注記圖層和地貌注記圖層中，而省級標準要求自然地名存儲在一個圖層中，因此要先將株洲市標準的兩個圖層合并，增加必要的屬性項，并執行南方編碼與國標編碼映射才能完成轉換。

完成標準對照后，根據《湖南省1:500地形圖數據規范（試行）》，關于圖層、及數據庫結構的要求，搭建滿足匯交規定的地形圖數據庫，共計9 個類41 個圖層。

2.5.2 轉換程序開發

本項目數據轉換程序基于ARCGIS 開發，首先對照規范要求搭建新的空間數據庫，然后將整合后的數據按區域范圍進行轉換。

通過標準對照，結合現有數據情況分析，數據轉換包括圖層轉換、編碼轉換、屬性轉換、注記轉換。

2.5.3 質量檢查程序開發

為確保數據轉換質量，開發轉換后檢查程序，檢查轉換后的數據庫圖層、字段結構、屬性必填項是否滿足新規范的要求。同時通過符號庫創建與配置，通過比對方式，對轉換前后數據，對照省標，用于進行轉換后數據檢查。

2.5.4 試驗區轉換

建立試驗區臨時數據庫（面積：25 平方公里），在此基礎上進行程序調試、臨時數據庫測試轉換、數據轉換、相應地物及屬性補錄。

創建并配置符合新規范的符號庫，并以符號可視化的方式，將轉換前后數據庫進行對照檢查，按照新規范，確認要素、屬性的完整性、轉換前后地物的一致性，完成試驗區質量自檢。確認通過質量檢查后，開始分區實施轉換。

2.5.5 分區轉換

為確保轉換后，所有數據現勢性一致，并保證現有數據服務的穩定性，項目組建立統一時間節點，設置整合轉換臨時庫，分三項工作同步實施：一是進行整合數據更新入庫（一個是整合轉換臨時庫更新、一個是株洲市基礎地理信息系統更新）、二是對需要進行類型轉換的數據進行預處理、三是測試數據轉換最大承載量，逐步實施分區轉換。根據數據轉換最大承載量，利用自主開發的轉換程序分區塊逐步開展轉換工作。

2.5.6 屬性補錄

人工對轉換后的數據庫分層進行屬性補錄，包括控制點、道路、地名等的名稱、類別、等級、所屬行政區劃等相關屬性內容。單獨對不同的圖層要素錄入更新時間、數據庫版本、版本號等屬性內容。

2.5.7 要素合并

將預處理后的類型轉換要素進行入庫處理，如道路、地名、樓梯、斜坡等圖層要素，逐區逐層轉換，合并到轉換數據庫。

2.5.8 成果質量檢查

利用自主開發的轉換質量檢查程序，對分區轉換成果逐類逐層進行檢查，確保數據的規范性、完整性和一致性。

對照規范要求，通過創建專用符號庫對要素內容、屬性字段等人工進行比對分析、核查分析等，檢查轉換前后要素拓撲關系、空間屬性數據的連接關系一致性，避免數據遺漏。檢查轉換后增補要素與轉換數據庫的邏輯關系和拓撲關系，確保無錯誤數據。

2.6 數據匯交

按照匯交規定進行匯交成果整理，對每一個分區數據庫進行元數據編寫和整理。

2.6.1 成果數據庫縮編更新及上傳

（1）地形圖自動縮編是基于空間數據庫的智能化縮編，前提條件是1：500地形圖數據通過數據入庫模塊，已經保存在空間數據庫中，而且數據完整、正確。

（2）系列比例尺縮編過程是從大比例尺開始，逐步縮編成小比例尺，具體為：先用1:500 縮編1:1000、再用1:1000縮編成1:2000、1:5000、最后用1:5000 縮編1:10000地形圖空間數據庫，縮編為全自動化智能縮編。

（3）縮編工作是在遵循縮編規則和地形圖標準的前提下，通過各種縮編算法對空間數據進行縮編。主要的內容包括批量刪除次要地物、等高線高程點抽稀、面狀地物填充符號抽稀、注記處理、符號自動轉換、建構筑物綜合等。

結束語：

系列比例尺基本地形圖整合，是數據生產之后當前工作的重心。通過數據整合，多源數據進行匯總集合，這樣能充分利用已有數據，減少重復測繪，同時也能避免規劃、國土數據不完全統一所帶來的麻煩，這樣必然會大幅提高工作效率、質量，降低成本，建立共享的基礎地理信息數據庫，讓社會各群體都從中獲益。