基于南方测绘编码格式数据处理建库的探讨

　　[摘要]台州市基础地理信息系统建设是基于ArcGIS的Geodatabase数据集的建设，而目前前端数据采集以Cass编码的Cad格式为主，所以在台州市基础地理信息系统建设中要将Cad格式的数据转换为Geodatabase数据集的格式。本文就基于南方测绘编码格式数据处理建库中数据处理进行了探讨和分析。处理后的数据集满足了台州市基础地理信息系统建设对数据的要求。

　　[关键字]Geodatabase;地理编码;入库规则

　　1前言

　　城市基础地理信息系统建设是基于数据和数据的服务的建设。在基础地理信息系统建设项目中，GIS数据库建设通常占到了项目建设总成本的70%左右[1]。台州市基础地理信息系统数据库建设是基于ARCGIS的地理数据库(Geodatabase)的建设。ARCGIS的地理数据库(Geodatabase)是为了更好地管理与使用地理要素数据而按照一定的模型和规则组合起来的地理要素数据集(featuredatasets)。Geodatabase是按照层次型的数据对象来组织地理数据的，这些数据对象包括对象类(objects)、要素类(featureclass)和要素数据集。Geodatabase对地理要素类和要素类之间的相互关系、地理要素类几何网络、要素属性表对象等进行有效管理，并支持对地理空间要素数据集(矢量、栅格)、关系以及几何网络进行建立、删除、修改、更新等操作。而我市目前汇交的测绘前期数据采集成果以AutoCad(*.DWG)格式为主。在Cad数据模型中，点、线、闭合曲线等几何要素以二进制形式保存于文件中，点、线、闭合曲线都可以放置于同一图层中，对点、线、闭合曲线并没有严格的区分。但AUTOCAD所表达的图形数据结构复杂，包含有几何信息与非几何信息。CAD数字地图中，每一种点、线、符号都是实体类型组合而成。这样对于一些复杂的线性需要通过几种简单线性组合表示：如陡坎，其上沿线表示陡坎的上棱线，也有POLYLINE实体命令生成的线;下面的短线表示陡坎的坡面，其每一根短线都要由LINE命令生成，数据不仅复杂，而且图形数据占用较大的储存空间。所以从空间地理信息系统的角度来看，CAD格式数据对于空间数据信息的描述与分析有着致命的弱点。因此Cad数字地形图只能作为GIS数据库建设的基础数据源。所以要将AUTOCAD数字地形图预处理为GIS的Geodatabase数据模型，方能满足基础地理信息系统建设的需要。

　　台州市基础地理信息系统建设中针对台州市数据源现状开发了基于我市目前汇交的基于南方测绘Cass编码的数据的大比例尺数据整理系统，通过对CAD数据的预处理，实现了CAD数据无损转换为Geodatabase数据模型，满足了台州市基础地理信息系统对数据的要求。

　　2台州市大比例尺数据整理系统数据处理流程

　　基于前言所述，建设基础地理信息系统需要对前端测绘数据进行符合地理信息系统建设数据标准化要求的处理。

　　(1)CAD数据根据代码分图层。就是将CAD地形图数据按照要素分层，即将南方CASS软件的要素分类代码转换为台州市大比例尺数据整理系统的要素代码，再根据新的要素代码对要素重新指定图层，图层名称为新的要素代码所对应的要素名称，在执行要素按代码分图层后，有代码的要素根据代码被分配到了对应的图层上，无代码的要素可通过选择集换图层来指定代码和图层。所以我们要通过属性查询的方式查询哪些图形还没有代码。无FCODE的要素赋空FCODE是将没有要素代码的图形增加一个叫“FCODE”的字段，字段值赋空值，这样便于后来的属性查询。

　　(2)CAD地形图数据要素处理。台州市大比例尺数据整理系统支持多段线(Polyline)、面(Region)、块(Block)、单行文本(Text)四种图形数据类型，其它数据类型均不符合入库要求，所以要将基础地理信息系统不支持的CAD数据要素进行处理，如：圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、样条曲线、带圆弧的多段线，统一转换成多段线;地图中的多线(平行线)转换为多段线，一个多线经过转换后成为两条多段线;台州市大比例尺数据整理系统用块(block)对象来表示点状地理要素，所以要将原始数据里的点对象转换为块对象，同时系统对于有向点要素(高压线、低压线、通讯线、水流、桥梁边线走向、潮流方向等)要添加“旋转角度”的属性，有向点加旋转角度的功能就是读取块对象的图形旋转角度值赋给要素的“旋转角度”属性;台州市大比例尺数据整理系统用面(region)对象来表示面状地理要素，所有三维面对象(3DFace)要转换为面对象;台州市大比例尺数据整理系统里用单行文本来表示注记要素，所有多行文本(MText)转换为单行文本;台州市大比例尺数据整理系统里注记文本内容统一为半角或全角，不允许全角文本混合着半角文本;将当前地图中所有图元(满足入库要求的图元)的高程Z坐标统一设置为0，包括：块、多段线、单行文本，其他图元不被处理，如果等高线对象的高程值存储在线对象的标高上，应先将标高值赋给等高线的“高程”属性后再执行此操作;以上提供了一系列单个的针对要素图形的整理，也可以一次性进行图形整理。如图1：可以批量进行上述操作：

　　图1：要素图形批量整理功能的组合处理

要素图形批量整理功能的组合处理

　　对于高程点赋高程，先要分析高程点(块对象)的属性(Attribute)，如果块对象没有名称为height的属性，就搜索高程点(块对象)周围的高程注记，读取离高程点距离最近的高程注记的值，赋给高程点的“高程”属性，读取高程点的位置信息赋给高程点的“X坐标”和“Y坐标”属性。对于控制点赋高程和点号，搜索控制点周围的控制点注记，解析控制点注记的高程和点号，赋给控制点的“高程”和“点号”属性，读取控制点的位置信息赋给控制点的“X坐标”和“Y坐标”属性。

　　对于特殊地物要素如：1、涵洞：首先要分析涵洞结构线两端连接的水系类型，将它连接的水系要素代码写到涵洞结构线的描述属性中去;2、管线及附属物：要分析管线和管井对象附近的注记，将注记内容写到管线管井的描述属性中去;3、生成齿线类要素：先选择要生成齿线的线要素(单选)，选择完成后，系统提示选择对应的坡脚或下棱线(单选)。如果选择了对应的坡脚或下棱线，系统根据它来决定长齿线的长度和长短齿线的方向。4、结构线：对需要生成结构线的地物要素：如各类道路以及附属设施、水系以及附属设施(如涵洞结构线的生成：选择涵洞边线对象，对于每一个涵洞边线找到它对应的另一侧涵洞边线，在此两个涵洞边线中间生成涵洞结构线)要生成结构性来作为基础地理信息系统定位、定向的基础，这些都需要经过程序生成并附“代码”以及“名称属性”。

　　(3)构面。将经过图1处理后的多段线：离散的一条或多条多段线围成的封闭区域构成面对象，并将选择的代码赋给构成的面对象。系统可通过输入要素名称的拼音的首字母和要素代码的一部分来查询出匹配的要素。比如，如果要列出要素“成片房屋”，在拼音文本框里输入“CPFW”后按空格键或回车键，要素类“成片房屋”出现在列表框中。也可以在代码文本框里输入要素成片房屋的代码“310301500”后按空格键或回车键，要素类“成片房屋”出现在列表框中。如果在代码文本框里输入“3”，将列出代码以3开头的所有面要素。列表框中的“锁定”选项如果被勾上，则该要素将一直显示在列表框中。在要素列表里选中要素后单击“确定”或双击要素列表里的某个选中要素(这样就可以确保构成的面要素放在指定的要素代码对应的图层上，否则如果没有指定构成的面要素的代码，构成的面要素就放在了图层“0”上)，在图面上点击封闭区域内的任意位置后按空格或回车键完成构面操作，也可以一次构成多个面对象。如果构面失败，则说明多条多段线围成的区域不是完全封闭的(看似封闭)，在某处存在缝隙，应该查找出缝隙，填补缝隙后再进行构面操作。如果有块对象落在构面区域的边界线上，也可能导致构面失败，应将块对象所在图层关闭再构面。如果构面区域很大，可画辅助线将构面区域分割成多个小块，分别对这些小块构面后再合并，系统可以将空间上不连续的面进行合并，要合并的面集合中，如果有任意两个面对象的要素代码不为空，但是值不一样，合并失败。要素代码不为空值的面与要素代码为空值的面合并后，新的面对象的要素代码为合并前要素代码不为空的面的要素代码，合并后面的属性继承合并前第一个选择的面的属性。而镂空面的生成则要从进行减操作的面对象中减去它与被减的面对象的重叠部分。对于镂空面(是指面中存在洞)与多part面(是指面由在空间上分离的多个部分组成)需要进行检查，检查出的结果处于选中状态。查看检查出来的结果可以看是否有对面进行误合并或误减错作，即本不应该镂空处理的面进行了镂空处理，本不应该合并的不相邻的面进行了合并。同时分析房屋面内的房屋性质注记，如果注记内容符合房屋性质的格式则更新房屋的性质和楼层数属性。如房屋注记为“混2”，则将“混”赋给房屋性质属性，将2赋给房屋楼层数属性;分析植被面内的植被性质注记，赋给植被面要素的“名称”属性;分析池塘面内的注记，赋给池塘面的“名称”属性;对于无要素代码的面，分析它内部的植被符号的代码，根据植被符号的代码给面赋代码。这样确保所有构的面都有“名称”属性。

　　(4)数据检查。数据检查的工作是非常重要的一步。检查工作之前要删除重复数据、删除重复面、清空辅助层数据、删除无效的填充。然后主要进行以下的一些工作：悬挂点检查、面自相交检查、线自相交检查、面压盖检查、面包含面检查(镂空面)、线面是否套合检查、线压盖检查、零长度线检查、高程点与高程注记不匹配检查(检查出没有对应高程注记的高程点和没有对应高程点的高程注记);要素代码与图层、图形类型不一致检查(要素的要素代码决定了要素的所在图层、要素的图形类型。如果要素的所在图层名称或要素的图形类型与要素代码不一致，该要素为错误要素)。检查至少要有三级检查确保生产数据的准确性。

　　(5)数据导出。经检查后的数据导出为ArcGIS的FileGeoDatabase格式。这里要注意几个参数：投影文件、输出路径、输出文件名。投影文件要与基础地理信息系统定义的投影文件相一致。图2左图是未处理的DWG地形图，右图是处理后的GIS数据。

　　3结论

　　台州市基础地理信息系统建设采用台州市大比例尺数据整理系统进行数据生产，共生产数据DLG500为近400平方公里，数据经相关单位检查满足了台州市基础地理信息系统建设对数据的要求，提高了生产加工效率，有良好的经济效益。

图2左是未处理的DWG地形图右是处理后的GIS数据