GIS開發在河北省國土資源矢量數據2000國家大地坐標系轉換中的應用

曹文民

(河北省水文工程地質勘査院 石家莊 050021)

2000國家大地坐標系(簡稱CGCS2000)是經國務院批準使用的新一代國家大地坐標系，新坐標系具有三維、地心、高精度、動態等特點，更加適應現代化空間技術發展趨勢, 能夠更好地滿足高精度、快速的空間定位技術在各領域的應用。經國務院批準，我國自2008年7月1日起啟用2000國家大地坐標系。河北省國土資源矢量數據存在數據量大、存儲路徑復雜、部分數據格式不能直接進行坐標轉換、傳統轉換方法效率低下等問題。GIS開發能夠針對特定規律的空間數據，編寫特定需求的數據批處理程序，既能充分利用現代化計算資源而提高工作效率，又能避免傳統手工處理時的人為錯誤，為河北省國土資源矢量數據坐標轉換工作提供高效的數據處理方法，確保該項工作的順利完成。

1 工作流程

河北省國土資源矢量數據2000國家大地坐標系轉換工作流程主要包括數據整理分析、GIS插件開發及測試、數據批處理、成果質檢等步驟(圖1)

圖1 坐標轉換工作流程圖

1.1 數據整理及分析

對收集到的河北省省本級矢量數據進行整理工作，按照數據的格式、大小、坐標系統、來源等進行分類，分析數據的存儲特點及規律，為GIS批處理插件的開發做好準備工作。

1.2 GIS插件開發

針對不同格式、坐標系統、存儲路徑的數據，開發系列GIS插件。

(1)TXT與SHP互轉插件

由于高標準基本農田及建設用地坐標范圍數據為TXT格式，不能直接被坐標轉換軟件平臺加載并進行坐標轉換，且建設用地坐標范圍數據轉換后還要與其他業務數據圖層進行相交等空間分析。因此，開發了“TXT與SHP互轉”插件，其界面如圖2所示。

圖2 TXT與SHP互轉插件界面示意圖

此插件實現了批量將特定格式的TXT坐標串數據轉換為SHP點數據，同時實現了將轉換后的2000國家大地坐標系的SHP點數據回寫為TXT坐標串格式，并保持原TXT坐標串格式不變。此外，該插件還實現了將TXT坐標串數據轉換為SHP面數據，用于與其他業務數據圖層進行疊加、統計等分析應用。

(2)數據抽取與還原工具

由于原省本級矢量數據成果是按不同年度、縣、市、不同類別的結構目錄進行存儲的，逐一目錄手動加載數據進行坐標轉換效率低下，為了能夠進行批量坐標轉換，提高工作效率，開發了“數據抽取與還原”工具(圖3)。

圖3 文件抽取與還原工具示意圖

此工具能夠創建1954年北京坐標系和1980西安坐標系下不同帶號的目錄，并將相同帶號、同類型、不同目錄下的矢量數據抽取到同一目錄下，用坐標轉換軟件批量加載、批量轉換，并能夠將轉換后的數據成果還原至原目錄，大大提高工作效率。

(3)矢量數據格式轉換工具

由于省本級部分礦產數據如采礦權、探礦權、壓覆礦產等的數據格式雖為MDB(Microsoft Database)格式，但其項目區域范圍以坐標串形式存儲于MDB數據庫的表字段中；礦產資源動態儲量庫的區域范圍以坐標串形式存儲于Data Base數據庫的表字段中。這些數據不能被坐標轉換軟件直接加載并進行坐標轉換，此外轉換后的數據還需還原至原數據格式，因此開發了數據抽取與還原工具(圖4)。

圖4 矢量數據格式轉換工具

此插件實現了對MDB數據庫的表字段坐標串(如采礦權、探礦權、壓覆礦產等數據)、DB數據庫的表字段坐標串(如礦產資源動態儲量庫數據)、EXCEL表字段坐標串數據(如地質災害點數據)向SHP點數據的轉換，并將轉換為2000國家大地坐標系的數據成果回寫至原數據格式的功能。

1.3 數據批處理

采用開發的GIS插件，將各類矢量數據轉換為特定的、統一格式的、可批量處理的矢量數據，利用轉換參數對矢量數據進行批量的2000國家大地坐標系轉換工作，再利用插件將轉換后的2000國家大地坐標系的矢量數據成果還原至原始數據格式及路徑，便于數據的回交及原業務系統使用。

1.4 成果質量檢查

對所有轉換后的2000國家大地坐標系省本級矢量數據成果進行質量檢查，質量不合格的重新進行轉換和質檢，直至所有成果合格。

(1)轉換后數據的可用性檢查

檢查轉換后的2000國家大地坐標系數據是否能被原應用軟件加載、使用。

(2)空間參考系正確性檢查

檢查轉換后的數據成果是否為2000國家大地坐標系，檢查轉換后的矢量數據的投影帶號是否與原始數據投影帶號一致。

(3)數據完整性檢查

檢查轉換后矢量圖層中的要素數量是否與轉換前一致。

(4)邏輯一致性檢查

檢查矢量數據轉換前后相同圖層內和不同圖層間的拓撲關系是否一致。

(5)表征質量檢查

檢查轉換前后注記或符號相對位置是否一致。

(6)附件質量檢查

轉換后元數據的完整性和正確性。

2 工作成果

通過開發各類GIS數據處理插件，順利完成了對河北省土地利用現狀、土地利用規劃、礦產資源規劃、基本農田、采礦權、探礦權、礦產資源儲量等省本級矢量數據的2000國家大地坐標系轉換工作，確保了2000國家大地坐標系下國土資源日常管理工作的順利開展。

3 結論

此次河北省國土資源矢量數據2000國家大地坐標系轉換工作中，在總結數據存儲規律的基礎上，開發了多個GIS工具和插件，實現了數據的批量轉換，在避免了轉換中的人為錯誤的同時，大大提高了數據坐標轉換的工作效率，確保了轉換工作的順利完成，為以后工作中對結構復雜、具有一定規律的國土空間數據處理提供了新的解決思路。