“数字城市”大比例尺数字线划图数据处理探究

陈 庆,戴 腾,周华明,赵 鹏

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074）

“数字城市”大比例尺数字线划图数据处理探究

陈 庆1,戴 腾1,周华明1,赵 鹏1

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074）

“数字城市”基础地理空间信息建库是一项庞大而复杂的工程，各省市的数据生产建库大多为摸索试验阶段，暂时还没有一个统一、成熟的技术规范。以1∶1 000基础地形图数据生产为例，详细探讨了大比例尺空间数据库的建库标准、数据处理、数据入库、质量检查等一系列数据生产过程中的关键步骤与技术。

数字城市；线划图；数据入库

2006年以来，国家测绘地理信息局实施了“数字城市地理空间框架建设与应用试点项目”，并在全国130多个城市开展了“数字城市”试点和推广工作。首批试点的“数字城市”建设在摸索和实践中取得了阶段性成果，其作用和效益日益显著。但是，还没有形成统一的比较成熟的技术方案。各 “数字城市”平台之间应能实现数据的互访问、互操作，因此中空间数据库的设计至关重要。本文以构建“数字荆门”地理空间框架建设——数据库建库为例，探讨了“数字城市”大比例尺数字线划图的数据生产流程和技术方案。

1 数据生产目标及软件环境

矢量地形图数据以CAD格式居多[1]，与GIS所要求的数据描述方式之间有很大差异，必须经过处理及转换才能应用于GIS。CAD到GIS数据的转换包括2个方面的内容：①应保证转换后几何要素一致；②需按GIS管理和分析的要求增加数据的属性结构和内容[2]，这就需要解决数据组织、拓扑关系及属性、符号表达和坐标系统等方面的问题[3]。

目前有很多国内外GIS软件及数据库都能实现GIS空间数据和属性数据的管理，其中Geoway软件具有易学易用、功能全面、用户广泛、兼容性强等特点，因此我们选用Geoway 3.6作为“数字荆门”1∶1 000数字线划图数据的生产加工与处理平台。

2 建库标准与方案设计

空间数据处理规范和标准的制定是GIS系统成功建成和运行的前提，也是实现GIS数据开放和共享的有力保障[4]。“数字城市”数据生产规范必须在参照国家标准、行业标准及相关规范的基础上，结合地方实际，考虑原始数据的采集方式和数据表达特点来制定，以使输出的地理数据更加符合GIS软件要求，充分利用GIS软件的各种功能，促进“数字城市”公共平台的快速建设与优质服务。

2.1 数字城市大比例尺地形图数据生产建库标准

该标准在参照国家《基础地理信息要素数据字典》的基础上，结合Cass软件下数据采集方式和表现特点，不仅考虑了建立荆门市基础地形图数据库的需要，同时也考虑了制图表现和后期GIS平台的衔接。此标准主要包括了4个方面的内容：

1）成果数据基本规定，包括数学基础（坐标系统、高程系统）和数据存储格式。

2）数据组织规则，包括成果数据文件的组织存放，数据文件的命名规则，地形图要素分类、数据分层，要素集合要素类的命名规则以及元数据格式等。表1是基础数据分层表，共16个要素集[5]。

表1 基础要素集对照表

3）地物代码设计。成果数据要素代码依据GB/T13923-2006标准执行。为满足城市大比例尺数字线划图需求，代码设计在国家标准代码的基础上根据地物详细程度参考代码结构对代码进行了扩充。代码设计遵循系统性、合理性和可扩充性原则，如增加了CODE、FHCODE等2种代码属性项，分别为用户代码和符号化代码，国标分类代码GB字段项则按照GB/T13923-2006进行6位编码。

4）数据库属性结构设计。主要包括：①要素类的属性表定义、属性字段定义；②要素类的属性字段项命名规则、数据类型及字段约束等。表2是属性表的定义规则，其中PT代表点，LN代表线，PL代表面。

表2 属性表定义规则

作业方案是根据建库标准设计的规模化、规范化作业的数据模板，主要是定义图层名称、层属属性和层属表现风格，以及在每一图层定义地物类名称和地物类编码（地物类从属于确定的图层）、（地物）类属属性和类属表现风格等[6]。设计方案有助于整个作业过程的统一，同时也可以控制数据的质量，如在添加地物时可进行输入控制。该项工作实际上就是对空间基础数据进行分类和编码，以方便对基础数据的管理。

2.2 数字城市大比例尺矢量地形图数据内业编辑细则

在参照CH/Z9001-2007《数字城市地理空间信息公共平台技术规范》和《数字城市大比例尺地形图数据生产建库标准》基础上，结合数据采集后的表现方式和编辑软件特点，制定了《数字城市大比例尺矢量地形图数据内业编辑细则》。该细则主要包括2个方面：

1）数据编辑的通用要求，例如：①数据须分层存放，各层数据属性项按要求录入；②编辑线状要素须注意其方向性，如坎线、围墙等线状符号应在前进方向的右侧；③具有多种属性的公共边代码为符号表现的地物代码，其他层用拷贝方法生成（代码各自独立），以保证每层数据的完整性，地形图中构面时如需添加辅助线，其代码则采用专门的辅助线代码；④数据间拓扑结构处理、图幅的无缝接边、注记字符的规定等。

2）分类数据编辑的详细要求，主要是对各要素集下要素类的编辑处理方法与结果制定明确的规定和说明。以控制点和居民地编辑要求为例：①测量控制点，NAME和ELEV属性项不能为空，存在其中1项为空的需提交说明；控制点注记与控制点距离需控制在图上0.1 mm以内，若出现压盖可适当偏移，但不要超出图上实际距离0.5 mm；测量控制点的NAME和ELEV属性要与控制点点名（或点号）和高程注记相对应。②居民地及工矿设施，房屋边线和房屋面的代码必须一致，房屋面的边线与原始的房屋边线必须重合；当2个或2个以上房屋具有公共边线时，公共边的代码按照代码顺序优先考虑，如高层房屋、突出房屋、建成房屋…依次排列；围墙等有向线的方向必须正确，须以线型顺时针方向包围房屋为准；根据代码表区别地类是否构面等。

2.3 数字城市大比例尺地形图数据内容检查标准

数据质量检查是确保数据质量的一道重要工序，其内容包括数据的基本要求、几何坐标和属性数据的正确性、逻辑一致性和要素的完备性。这是通用检查标准，在通用标准基础上对分层要素集内容也应有检查标准。

3 生产流程及方法

基于Geoway平台进行数据生产的具体流程如图1所示[7]。

3.1 数据预处理

采集后的数据在表达方式和组织上和GIS系统所要求的数据描述方式之间存在很大的差异性，入库之前需做大量的准备工作。实验的成图数据为CASS7.1软件下的dwg格式，要素之间只注重了图面的表达，没有考虑地物的属性、分层、编码及拓扑关系，且有编码的地物均是Cass环境下的编码，因此首先需要将所有地物代码转换成设计的新代码，对于无法识别的地物程序单独漏出来，人工判图赋代码。在CAD中的预处理主要有地物归层、实体元素错误纠正、重复地形要素清理、道路和河流等特殊地形要素处理[8]、门墩和支柱等依比例尺根据图式转换成不依比例尺、管线的预处理等。

图1 1∶1 000数据生产流程图

3.2 数据编辑入库

按照建库标准和制定的内页编辑细则，分图层对数据编辑入库。利用设计好的方案，首先将注记转点，并根据代码、程序写进模板，然后按照各要素编辑规范处理图形，并建立合理、完整的拓扑关系，自动或手动录入属性信息。数据接边须保证图形、编码、图层、属性等内容的正确衔接。

3.3 数据质量检查与评价

根据空间数据质量原理和数据内容检查标准，研究空间数据质量检查的评价方法，制定地图数据质量评定程序[9]。通用检查标准基本要求是文件名称、数据格式正确。详查过程须按照图层分类从图形和属性方面进行检查。图形方面有数学精度、平面精度、高程精度和接边精度；属性方面须检查要素分类与代码的正确性、要素属性值的正确性、属性项类型的完备性、数据分层的正确及完整性。逻辑一致性包括拓扑关系的正确性、多边形闭合精度和节点匹配精度等。最后，要保证要素的完备性、注记的正确与完整性。

3.4 数据输出

检查合格的数据归入标准DLG数据库，并输出为shp格式。实验证明，数据输出过程中数据没有损失，要素属性字段及其属性导出过程中产生的少量多余信息均可通过程序简单批量修改为一致。

4 结 语

本文以“数字荆门”地理空间信息框架建设为例，探索了“数字城市”建设中大比例尺数字线划图的数据生产标准和入库技术路线。实践证明，入库后的数据质量满足GIS的要求，具有较好的适用性。此标准和技术方案不仅参照各类国家规范、行业标准，同时也结合了目前大多数城市采集的原始dwg数据的表达特点和处理方式，因此可为其他“数字城市”建设提供有益的参考。

[1] 高洪俊. AutoCAD图形数据向ArcGIS转换关键技术研究[J].城市勘测，2006(6):24-25

[2] 陈能．AutoCAD地形图数据转换为GIS空间数据的技术研究与应用[J]．测绘通报，2005(8)：l2-13

[3] 周勇前．GIS与CAD数据交换[J]．武测科技，1996 (3)：16-18

[4] 操瑞红. 大比例尺矢量地形图数据生产与入库技术探讨[J].江西测绘，2009（3）:32-34

[5] Shashi Shekhar,Sanjay Chawla.谢昆青, 马修军, 杨冬青译. 空间数据库[M]. 北京：机械工业出版社, 2004

[6] 谢国胜. 大比例尺基础地形图数据生产流程研究[J]. 工程技术，2009(7):36

[7] 曾宪，王圭,徐昌荣. 基于AutoCAD数字地形图属性数据组织方案[J]. 测绘通报,2005(2):29-31

[8] 谢衍忆. DLG数据入库处理技术探讨[J] .测绘通报，2007(5):26-27

[9] 王磊. 面向规划的城市空间数据质量检查[J]. 地理空间信息，2011,9(1):25-27

Research on Data Processing of Large-scale DLG in Digital City

byCHEN Qing

Geographical spatial information of Digital City is a huge and complicated project. Every province or city has built its Digital City demonstration and database producing. However there is no unitive or mature technological criterion. This paper discussed database criterion,data pre-disposing, data loading and quality checking of designing large-scale based on 1∶1 000 DLG producing.

Digital City, DLG, data disposing

P208

B

1672-4623（2013）02-0036-03

10.11709/j.issn.1672-4623.2013.02.011

2012-02-22。

陈庆，硕士，研究方向为数字城市的建设与应用。