宋祿楷，張鵬，韋通

(山東省國土測繪院，山東 濟(jì)南　250000)

DLG數(shù)據(jù)模型自動轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)

宋祿楷，張鵬，韋通

(山東省國土測繪院，山東 濟(jì)南250000)

基于國家測繪地理信息局試運(yùn)行的《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》和山東現(xiàn)有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)情況，通過研究編碼轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重組等的自動處理方法，開發(fā)了基于山東省1∶1萬數(shù)字線劃圖(DLG)數(shù)據(jù)特點(diǎn)的自動模型轉(zhuǎn)換處理程序，總結(jié)了DLG數(shù)據(jù)模型自動轉(zhuǎn)換的方法。

DLG;地理模型轉(zhuǎn)換;編碼轉(zhuǎn)換;數(shù)據(jù)重組

引文格式：宋祿楷，張鵬，韋通.DLG數(shù)據(jù)模型自動轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)[J].山東國土資源，2015，31(5)：73-75.SONG Lukai, ZHANG Peng, WEI Tong. Design of DLG Data Model Automatic Conversion[J].Shandong Land and Resources,2015，31(5)：73-75.

0　引言

為了實(shí)現(xiàn)全國1∶1萬數(shù)據(jù)庫的規(guī)范統(tǒng)一，促進(jìn)技術(shù)共享、數(shù)據(jù)共享，避免重復(fù)建設(shè)，提高跨省區(qū)域的規(guī)劃、應(yīng)急反應(yīng)與保障服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)國家、省級、市級基礎(chǔ)地理信息的互聯(lián)互通。國家測繪地理信息局出臺了《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》,要求各省根據(jù)實(shí)際情況及特點(diǎn)，進(jìn)行1∶1萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整合，逐步形成全國橫向統(tǒng)一、縱向銜接的全國1∶1萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫[1]。

山東省現(xiàn)有數(shù)據(jù)與《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》主要差異在于數(shù)據(jù)分類編碼不統(tǒng)一，山東省1∶10000DLG數(shù)據(jù)的要素代碼為7位，前6位碼與《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》(GB/T 13923-2006)一致，最后一位為擴(kuò)展碼，用于區(qū)分圖形類型；表達(dá)方式不一致、采集指標(biāo)不相同，存在缺失屬性項(xiàng)與多出屬性項(xiàng)的屬性結(jié)構(gòu)差異和同一類地物采用點(diǎn)、線、面表達(dá)方式不同的幾何結(jié)構(gòu)差異。如采用人工處理，由于工作量大，技術(shù)要求復(fù)雜，很難保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，必然要消耗大量的人力、物力和財(cái)力。為此，總結(jié)山東國土測繪院生產(chǎn)整合處理的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，通過開發(fā)軟件來實(shí)現(xiàn)“舊規(guī)范”到“新規(guī)范”的數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換。

1　編碼轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

矢量數(shù)據(jù)編碼轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì)，是按某種數(shù)據(jù)規(guī)范的要求，在保持原有坐標(biāo)信息不變的基礎(chǔ)上，將原有屬性信息讀取后按照新要求進(jìn)行加工變換重新寫入[2]。由于每種要素都有固定的屬性結(jié)構(gòu)、分類和代碼，所以需要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的編碼對照格式，生成編碼對照表，通過管理編碼對照表，來實(shí)現(xiàn)對編碼轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制。

1.1編碼對照格式的設(shè)計(jì)

編碼對照格式的設(shè)計(jì)要綜合考慮編碼轉(zhuǎn)換中可能出現(xiàn)的問題。設(shè)計(jì)的格式要符合所有要素的需求，即不會出現(xiàn)無法用該格式表達(dá)對照的情況。分析現(xiàn)有DLG數(shù)據(jù)的要素分類特點(diǎn)和《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》，設(shè)計(jì)編碼對照格式時遵循以下需求：

(1)滿足要素?fù)Q層的需求。由于存在更換分類圖層的情況，且圖層之間屬性結(jié)構(gòu)有差異，所以要求設(shè)計(jì)編碼對照格式可以靈活處理屬性字段的對照，要基于要素來設(shè)計(jì)屬性對照而不能基于層來設(shè)計(jì)。

(2)滿足多對一或一對多對照的需求。原始數(shù)據(jù)規(guī)范編碼為7位編碼，《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》是6位編碼[3]。存在多種圖形類型不同編碼的同種地物向同一編碼對照的情況，也有原有不同類別地物在《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》中歸為一類的情況，還有因表達(dá)方式的需要同一地物生成多類地物的情況。即要求在編碼對照表中可以對同一編碼進(jìn)行多次定義，滿足編碼對照記錄的獨(dú)立性。

(3)滿足輸出數(shù)據(jù)中屬性值的缺省輸入。《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》對一些地物類別進(jìn)行了合并，通過屬性表中的某一屬性來區(qū)分原始類別。在轉(zhuǎn)換中需要根據(jù)原始編碼輸入該屬性值，該值為缺省值，即同一編碼對應(yīng)同一值。

根據(jù)以上的要求所設(shè)計(jì)編碼對照格式如表1所示。表1的第一行分別表示原始分類編碼、原始數(shù)據(jù)圖層、輸出數(shù)據(jù)圖層，要素通過原始分類編碼可快速建立對照，并由輸出數(shù)據(jù)圖層確定輸出圖層，將幾何信息完整不變地輸入到輸出圖層，屬性信息按照要素屬性對照表進(jìn)行輸出。要素屬性對照表第一列為原始圖層屬性字段名稱。第二列為輸出圖層屬性字段名稱。第三列為缺省值，當(dāng)該項(xiàng)為空時表示無缺省值，將按原始數(shù)據(jù)中的屬性值輸出，當(dāng)該項(xiàng)不為空時，則按缺省值輸出。要素屬性對照表中，僅需錄入需要進(jìn)行輸出的項(xiàng)，其中輸出數(shù)據(jù)的分類編碼作為屬性項(xiàng)在要素屬性對照表中進(jìn)行對照。

表1　編碼對照格式示例

1.2無對照編碼的處理

原始數(shù)據(jù)規(guī)范中存在無法對照到《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》的要素編碼，分為確認(rèn)舍棄的要素和不確定要素。針對確認(rèn)舍棄的要素，建立舍棄編碼列表，與要素匹配確認(rèn)取舍。根據(jù)幾何類型在輸出數(shù)據(jù)庫中建立點(diǎn)、線、面3個臨時數(shù)據(jù)層，用來存儲不確定要素，進(jìn)行人工排查。在臨時數(shù)據(jù)層中僅儲存不確定要素的原始分類編碼、原始所在圖層、原始圖層ID編號，保留原始幾何信息。

1.3編碼轉(zhuǎn)換功能實(shí)現(xiàn)

編碼轉(zhuǎn)換功能實(shí)現(xiàn)的過程如圖1所示。首先建立原始數(shù)據(jù)的要素循環(huán)，逐個與編碼對照表匹配。如果與編碼對照表中的一條記錄或多條記錄匹配成功，則按照匹配結(jié)果逐條輸出；如果沒有能夠匹配的記錄，則與舍棄編碼列表匹配，匹配成功則直接結(jié)束該次循環(huán)，匹配不成功則將該要素信息輸出到臨時數(shù)據(jù)層中。

圖1　編碼轉(zhuǎn)換功能實(shí)現(xiàn)流程

2　幾何模型轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

矢量數(shù)據(jù)根據(jù)其幾何性質(zhì)劃分，可以分為點(diǎn)、線、面3種形式。面和線實(shí)際上都是由一系列的點(diǎn)集組成[4]。因此，地物集合類型的轉(zhuǎn)換是可以通過對點(diǎn)集的處理來實(shí)現(xiàn)。原始數(shù)據(jù)規(guī)范在一些地物類的表達(dá)方式與采集標(biāo)準(zhǔn)上與《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》存在很多差異，這些差異存在良好的規(guī)律性，可以用程序?qū)崿F(xiàn)批量轉(zhuǎn)換，節(jié)省大量人工。幾何模型轉(zhuǎn)換可分以下幾種類型：

(1)線、面直接轉(zhuǎn)換。當(dāng)閉合線狀地物需要轉(zhuǎn)換為面狀地物，或面狀地物轉(zhuǎn)換為范圍線時，由于2種地物類型的實(shí)際點(diǎn)集一致，因此可不做其他處理直接轉(zhuǎn)換。

(2)依據(jù)拓?fù)潢P(guān)系建面。確立范圍線編碼，依據(jù)標(biāo)示點(diǎn)搜尋閉合范圍線構(gòu)建拓?fù)涿?。如圖2所示，根據(jù)原始數(shù)據(jù)工礦設(shè)施范圍點(diǎn)線和貨棧注記構(gòu)露天建貨棧面。

圖2　依據(jù)拓?fù)潢P(guān)系構(gòu)建露天貨棧面

(3)提取中心線或中心點(diǎn)。面狀地物轉(zhuǎn)點(diǎn)、線地物。提取面狀地物幾何中心點(diǎn)，或幾何方向上的中心線[5]。并對原始面根據(jù)要求刪除或與周圍面狀地物融合。如圖3所示，小面積面狀經(jīng)濟(jì)林地轉(zhuǎn)換為線狀經(jīng)濟(jì)林地或點(diǎn)狀經(jīng)濟(jì)林地。

圖3　提取中心線或中心點(diǎn)

(4)無法自動處理的幾何轉(zhuǎn)換。過于復(fù)雜無法程序?qū)崿F(xiàn)的幾何轉(zhuǎn)換，只能人工處理的，將參與轉(zhuǎn)換的地物要素提取到特定圖層，進(jìn)行人工處理。

3　數(shù)據(jù)規(guī)范化處理

原始數(shù)據(jù)規(guī)范在有向點(diǎn)角度、屬性數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，要素幾何規(guī)范上都與《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》存在差異，因此在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成前，需要對轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)做規(guī)范化處理，修正差異，根據(jù)山東1∶1萬數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，主要做了以下處理：

(1)注記歸層與規(guī)范處理。分離名稱注記與性質(zhì)注記；根據(jù)性質(zhì)注記與地物要素的位置關(guān)系，將性質(zhì)注記轉(zhuǎn)入地物屬性；名稱注記預(yù)賦拼音，并做關(guān)鍵字?jǐn)嚅_處理[6]。

(2)有向點(diǎn)轉(zhuǎn)角度、有向線翻轉(zhuǎn)。原始數(shù)據(jù)規(guī)范中大部分有向點(diǎn)要素類的起算方向都與《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》存在差異，根據(jù)“舊規(guī)范”與“新規(guī)范”起算方向的角度差，對有向點(diǎn)的方向?qū)傩宰黾訙p處理，對存在左行、右行差異的有向線進(jìn)行翻轉(zhuǎn)處理。

(3)特殊屬性加工。針對有特殊要求的地物屬性項(xiàng)，依據(jù)規(guī)范對屬性做加工。如根據(jù)中小學(xué)地物的“NAME”項(xiàng)屬性給“TYPE”項(xiàng)賦值“小學(xué)”或“中學(xué)”。

(4)特殊幾何加工。針對有特殊幾何要求的地物，依據(jù)規(guī)范對幾何進(jìn)行加工。如根據(jù)電力線只在改變方向出有節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)抽吸；對流向做定長處理。

(5)匹配標(biāo)準(zhǔn)模板。與標(biāo)準(zhǔn)模板做匹配處理，修正層名大小寫，調(diào)整屬性字段順序、類型，刪除多余屬性字段，刪除空圖層等。

4　結(jié)語

針對《1∶10000(1∶5000)基礎(chǔ)地理信息地形要素?cái)?shù)據(jù)規(guī)范》進(jìn)行地理模型轉(zhuǎn)換程序的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了軟件自動處理為主，輔以人機(jī)交互處理的高自動化轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)理念，節(jié)省了大量人工，提高了數(shù)據(jù)可靠性。

[1]趙巍,閆會杰,姚樂.全國1∶1萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整合轉(zhuǎn)換要點(diǎn)[J].測繪技術(shù)裝備,2013，(3):57-58.

[2]魏那,段凱.基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整合研究[J].測繪與空間地理信息,2010,33(2): 163-164.

[3]GB/T13923.基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼[S]. 2006.

[4]王蕾,鄧國臣,鄭培蓓.地理空間數(shù)據(jù)模型的對比研究[J].遙感信息, 2013, 28(5)：109-117.

[5]陳濤, 艾廷華. 多邊形骨架線與形心自動搜尋算法研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版),2004, 29(5): 443-446.

[6]于立國, 田紀(jì)飛, 宋寶國.省級基礎(chǔ)測繪 1∶1 萬比例尺數(shù)字測繪產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)[J].山東國土資源, 2007, 23(6): 57-60.

Design of DLG Data Model Automatic Conversion

SONG Lukai, ZHANG Peng, WEI Tong

(Shandong Land Surveying and Mapping Institute, Shandong Jinan 250000, China)

Based on "Terrain Factors Data Specification of Geographic Information with the Scale of 1∶10000(1∶5000) " issued by the National Geographic Information Bureau of Surveying and Mapping and the existing data standards in Shandong province, by studying the automatic processing methods of encoding conversion and data structure restructuring, data automatic model transformation process based on the characteristics of DLG in Shandong province with the scale of 1∶10000 has been developed, and the DLG data model automatic conversion method has been summarized.

Digital Line Graghic(DLG); geographical model transformation; code transformation; data restructuring

2014-07-14；

2014-10-12；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

宋祿楷(1988—)，男，山東濟(jì)南人，主要從事GIS相關(guān)工作；E-mail：188621492@qq.com

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