石吉寶,張小波,張俊,陳軍勝,白曉明

(成都市勘察測繪研究院,四川成都 610081)

利用CASSSME實現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的方法研究

石吉寶?,張小波,張俊,陳軍勝,白曉明

(成都市勘察測繪研究院,四川成都 610081)

從分析數(shù)據(jù)加工中的錯誤來源入手，在研究數(shù)據(jù)特性的基礎(chǔ)上，介紹了利用SME軟件進(jìn)行基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的方法，具體闡述了房屋要素和其他要素穿越檢查方案的編寫過程，利用真實數(shù)據(jù)檢驗編寫的檢查方案，從運行結(jié)果看，利用南方CASSSME質(zhì)檢模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的方法是可行的，結(jié)果是正確的。

SME；基礎(chǔ)地理信息；質(zhì)量檢查

1 前 言

當(dāng)前地理信息公共平臺建設(shè),在各地正如火如荼地開展,作為平臺支撐的地理信息數(shù)據(jù)建設(shè),越來越受到各方重視。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制更是數(shù)據(jù)建設(shè)的重中之重,通過長期以來的實踐發(fā)現(xiàn),數(shù)據(jù)錯誤來源主要是以下三個方面,原始數(shù)據(jù)質(zhì)量因素、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差異因素、生產(chǎn)過程的人為因素。進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制,主要是控制這三個主要產(chǎn)生錯誤的因素[1]。傳統(tǒng)人工查錯的方式對大批量的數(shù)據(jù)顯得力不從心,特定數(shù)據(jù)編寫特定程序又不是能很好適應(yīng)數(shù)據(jù)各種復(fù)雜多變的情況,通過對CASS軟件的研究發(fā)現(xiàn)利用SME可以克服上述兩種方法的不足。

2 數(shù)據(jù)分析

南方CASS 9.1軟件是基于AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)的普遍適用于測繪等各行業(yè)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)和處理軟件,因此本文討論的數(shù)據(jù)格式都是CAD的dwg數(shù)據(jù)格式。

2.1 CASS數(shù)據(jù)特性

南方CASS采用骨架線和實體擴展屬性來組織實體的技術(shù)[2]。

骨架線是CASS的一種底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使得CASS的地圖編輯可以直接對骨架線進(jìn)行。任何線狀和面狀地物,只要骨架線的數(shù)據(jù)發(fā)生改變,與骨架線相關(guān)的所有符號也會發(fā)生相應(yīng)的變化,因此數(shù)據(jù)檢查時復(fù)雜數(shù)據(jù)可以只考慮骨架線,省去很多數(shù)據(jù)運算量。

實體擴展屬性數(shù)據(jù)可存儲地物編碼和大量的屬性信息。采用這種方式,擴展屬性與圖形對象能緊密地結(jié)合在一起,有利于圖形和屬性的一體化操作,維護(hù)數(shù)據(jù)邏輯一致性。

2.2 數(shù)據(jù)錯誤分析[1]

按照數(shù)據(jù)錯誤的類型來分,錯誤大致可以分為屬性錯誤、邏輯錯誤和拓?fù)溴e誤三類。

屬性錯誤:屬性錯誤是指圖元的相關(guān)屬性沒有按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定賦予而產(chǎn)生的錯誤。如:一個編碼為砼結(jié)構(gòu)房屋的要素,其結(jié)構(gòu)屬性卻被賦值為“磚”,產(chǎn)生的編碼與屬性不對應(yīng)的錯誤,這種錯誤我們稱其為屬性錯誤,這種錯誤在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢查中很難發(fā)現(xiàn)。

邏輯錯誤:邏輯錯誤是指圖元本身存在邏輯上或者圖元的存在與現(xiàn)實邏輯不符的錯誤,如:道路上出現(xiàn)水池,即道路與水池發(fā)生相交關(guān)系,出現(xiàn)與現(xiàn)實情況明顯不符的邏輯問題,又如,鐵路的產(chǎn)生過小的夾角等等,這些都稱之為邏輯錯誤。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢查方法基本是不能發(fā)現(xiàn)。

拓?fù)溴e誤:顧名思義拓?fù)溴e誤是指圖元與圖元之間存在的錯誤。如:同一位置有兩個路燈、兩棟房屋發(fā)生相交、圍墻穿越房屋、兩塊相鄰花圃產(chǎn)生裂縫等,都屬于拓?fù)溴e誤,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)重點關(guān)注的拓?fù)溴e誤主要有重疊、相交、裂隙等。

3 質(zhì)檢方案編寫

南方CASS軟件提供了數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查模塊SME, SME是基于ObjectArx開發(fā)的數(shù)據(jù)處理和質(zhì)檢的基礎(chǔ)平臺,模塊提供了常用處理和檢查的基本函數(shù)和方法,用戶只需根據(jù)需要進(jìn)行組合就可達(dá)到自己的目的,方便快捷。

3.1 檢查標(biāo)準(zhǔn)配置

在CASS軟件中有兩文件index.ini和codefield.mdb,這兩個文件包含了CASS數(shù)據(jù)的各種特性和屬性,如編碼、字高、顏色和圖層等,因此,對CASS數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查,需要配置好這兩個文件,下面對這兩個配置文件進(jìn)行詳細(xì)闡述。

(1)Index.ini配置

該配置文件定義了每個要素的圖層、線型等屬性,是對要素進(jìn)行基本特性正確性檢查的基礎(chǔ),文件格式如下:

CASS編碼,類型名,參數(shù),要素名稱,要素GIS編碼,要素GIS圖層。內(nèi)容如下:

131100-1，text，2.4，三角點高程注記，110102104，ControlA

131100-2，text，2.4，三角點點名注記，110102104，ControlA

131200，gc014，0，土堆上三角點符號，110102201，ControlP

131100，gc113，0，三角點符號，110102101，ControlP

131100-3，continuous，0，三角點分?jǐn)?shù)線，110102106，ControlL

其中,若要素為點,類型名為對應(yīng)的塊名,參數(shù)為塊符號的XYZ比例值,文件中該值默認(rèn)為0,程序內(nèi)部自動根據(jù)系統(tǒng)初始化時的比例尺自動設(shè)定,如1∶500則設(shè)為0.5；若要素為線,類型名為對應(yīng)的線型名稱,參數(shù)為線寬；若要素為文本,類型名為text(代表是文字),參數(shù)為文本高度。

(2)Codefield.mdb配置

該文件定義了每個要素的顏色和屬性結(jié)構(gòu),是對要素進(jìn)行顏色和屬性結(jié)構(gòu)檢查的基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn),文件格式如圖1所示。

圖1 Codefield配置文件格式圖

以“建成房屋”為例,用Casscode作為基礎(chǔ),規(guī)定其他所有的屬性信息,比如Color、Name、Status、Style和Structure等等,從圖1中可看出“建成房屋”的Casscode為141101相當(dāng)于要素的標(biāo)識碼,Color字段值為“7”表示使用要素使用CAD顏色系的7號顏色,Structure字段值“C,砼,混,磚,鋼,木,玻璃,土,其他”,(C表示該字段為必填字段,后面用逗號分隔的值表示該字段的值域取值范圍)。

3.2 質(zhì)檢方案實現(xiàn)

南方CASSSME提供了包括檢查、編輯、過濾和消息輸出等基礎(chǔ)功能,為了實現(xiàn)某項檢查目的,我們需要綜合應(yīng)用這些功能的不同函數(shù)來組合,下面以實現(xiàn)房屋與其他要素相交檢查為實例,來詳細(xì)說明實現(xiàn)過程。

在現(xiàn)實世界中,房屋都是獨立存在的,除遇架空的電力線、管道和高架橋等要素有空間相交外,不應(yīng)與其他要素發(fā)生相交,要實現(xiàn)該檢查首先確定房屋面要素集合,然后確定不能與房屋相交的線要素集合,最后通過SME的線穿越檢查函數(shù)得出結(jié)果。

(1)確定被穿越集合

本例中被穿越集合即為房屋面要素集合,在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)中,房屋面是存在某個圖層中,且具有某些特定的要素編碼,只有通過對要素進(jìn)行過濾才能確定出房屋面要素集合,南方CASSSME軟件提供了很好的要素過濾方式,包括使用圖層、要素幾何類型和編碼等方式。

圖2 要素集合過濾設(shè)置對話框

圖2 為SME進(jìn)行要素過濾的窗口,在圖層和幾何類型過濾區(qū)可設(shè)置圖層和幾何類型過濾,其中,幾何類型支持點、線、注記、塊；在編碼過濾區(qū)進(jìn)行編碼過濾,同時設(shè)置數(shù)據(jù)源,也可以組合各種過濾條件進(jìn)行過濾；針對編碼過濾方式,軟件提供導(dǎo)入已寫好的過濾表(?.txt)；軟件提供4種編碼類型選擇以適應(yīng)不同數(shù)據(jù)存儲方式,包括按CASS碼、用戶碼、厚度和針對塊的塊名方式,可滿足不同數(shù)據(jù)的過濾要求。

要實現(xiàn)房屋面要素集合,如圖2所示,在圖層和幾何類型過濾區(qū)中輸入房屋面所在圖層“JMD”和限定幾何類型為“?Polyline(任意多段線)”；這樣還不足以過濾出房屋面,還需繼續(xù)過濾,首先在編碼類型選擇中選定“使用CASS編碼”,然后在編碼過濾區(qū)中輸入房屋面要素的編碼,建成房屋:141101；地下房屋:141101-2；突出房屋:141104等等,如圖2所示,在本例中筆者直接使用導(dǎo)入功能導(dǎo)入已做好的房屋編碼文件。用戶也可選擇“使用國標(biāo)碼”(國標(biāo)碼為用戶自定義要素編碼),此時在編碼過濾區(qū)中輸入對應(yīng)的國標(biāo)碼即可,如建成房屋:310301003。

(2)確定穿越線集合

除前文提到的幾種要素外,所有其他線要素都不應(yīng)與房屋相交,因此本方案中的穿越集合,即為除例外的要素外的所有線要素集合。在地理信息數(shù)據(jù)中一般都存在著大量的線面要素,因此如果采用圖層方式過濾會產(chǎn)生其他幾何類型要素,用編碼方式則需要人工輸入大量的要素編碼,這樣既不利于程序執(zhí)行又增加工作量；所以可以利用SME軟件提供的集合運算來解決,通過上面介紹可以了解本方案中的穿越集合可以通過差集運算來確定,即選擇所有的線要素集合和例外數(shù)據(jù)集合做減法,所得到的差集就是穿越線集合。例外數(shù)據(jù)集合按照編碼方式過濾,在本方案中例外的數(shù)據(jù)包括,門洞下跨道骨架線:143200、門洞下跨道邊線:143200-1、門洞下跨短線:143200-2、門頂: 143800、所有管線:17?、雨罩:143801和門廊等:1431?,為減少過濾編碼的輸入,這里使用了通配符。由于所有線要素集合不是按照編碼過濾,因此可能產(chǎn)生空編碼的不合理數(shù)據(jù),所以必須對集合進(jìn)行屬性篩選,即將空編碼的數(shù)據(jù)去掉,以免影響檢查結(jié)果。

經(jīng)過以上步驟最終得出如圖3所示的檢查方案。

圖3 房屋面與其他要素相交的檢查方案圖

(3)執(zhí)行檢查

如圖4所示,要實現(xiàn)檢查應(yīng)按以下步驟進(jìn)行,第一步,點擊“+”按鈕加載檢查方案文件；第二步,勾選要進(jìn)行檢查方案項,本例中勾選房屋與其他要素相交檢查項；第三步,點擊開始按鈕后,檢查方案會自己執(zhí)行。檢查完成后,所有錯誤會按照每個檢查方案分類顯示在錯誤列表窗口中,用戶可以將錯誤保存或者導(dǎo)出,以備后期使用,用戶可雙擊錯誤記錄,系統(tǒng)會自動將該錯誤涉及的要素選中并放大到屏幕中央,如圖4所示,檢查到了房屋與道路有相交關(guān)系,這樣,用戶可根據(jù)需要進(jìn)行修改,同時在錯誤列表窗口中還提供標(biāo)記錯誤位置的功能,如圖上的紅旗符號即為標(biāo)注的錯誤位置。

圖4 房屋面與其他要素相交的檢查結(jié)果圖

4 結(jié) 語

本文是在實際的數(shù)據(jù)生產(chǎn)加工項目中,利用SME軟件進(jìn)行質(zhì)量檢查得出的關(guān)于檢查方案編寫和數(shù)據(jù)過濾方面的一些經(jīng)驗和方法總結(jié),通過對SME數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查和處理軟件功能的研究,發(fā)現(xiàn)利用該軟件確實可以減少大量的工作量,編寫的方案對數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查起到了較好的效果,檢查的準(zhǔn)確率較高,本文對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)加工和處理過程中的質(zhì)量控制可以起到一定的借鑒,但是若要進(jìn)行地物要素的圖屬一致性檢查,在實現(xiàn)方式上還很繁瑣和局限,有待在后續(xù)工作中對SME軟件本身進(jìn)行相應(yīng)的擴展,以便達(dá)到更加靈活的應(yīng)用效果。

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Research on the M ethod of GIS Data Quality Check Using CASS SME

Shi Jibao,Zhang Xiaobo,Zhang Jun,Chen Junsheng,Bai Xiaoming
(ChengDu Institute Of Surveying and Investigation,Chengdu 610081,China)

This paper analyzes the data processing errors,and introduces a method of checking the quality of geographic information data by using SME software based on data characteristics.And spatial addressed the preparation process of the data check program about building features intersect other features.Finally,this paper proves it is feasible and correct thatwe perform data quality checks using South CASSSME module.

SME；basic geographic information；quality checks

1672-8262(2013)06-63-04

P209，P208.1

B

2013—03—14

石吉寶(1977—),男,高級工程師,主要從事測繪和GIS應(yīng)用研究。