地理空间框架基础地理数据建设技术方法

地理空间框架基础地理数据建设技术方法

余其富

广东南方数码科技股份有限公司长沙分公司410016

摘要：城市地理空间框架是提供统一的空间定位基础，为城市信息资源空间化整合提供标准、权威的载体，实现了城市信息资源的空间化整合和共享。本文就地理空间框架基础地理数据建设技术方法进行了探讨。

关键词：地理空间框架；基础地理数据；建设；技术方法

1概述

根据《地理空间框架基本规定》和已开展的数字城市地理空间框架建设情况，地理空间框架主要包括由地理空间信息标准、空间基准与地理空间框架数据库、基础地理信息服务、地理信息公共服务平台及应用示范、支撑环境建设等构成。本文拟就某地区范围内的1：500基础地理数据整理（含DWG格式和SHP格式）进行图幅整饰，并将GB/T7929—1995图式转换至GB/T20257.1—2007图式、1956黄海高程到1985国家高程转换；同时将前期采集的DLG数据转换与地理空间框架的基础地理数据标准相符合，对基础地理数据属性结构调整，属性完善，拓扑关系检查、修复，在投影、坐标系统、比例尺、数据精度、专题逻辑等方面来解决基础地理数据与平台的无缝连接和集成。

2技术指标和主要技术依据

2.1技术指标

（1）坐标系：2000国家大地坐标系、地方独立坐标系；（2）投影方式：高斯-克吕格投影；（3）高程系统：1985国家高程基准；（4）比例尺：1:500；（5）基本等高距：1:500地形图采用0.5米等高距。

2.2主要技术依据

（1）《基础地理信息要素数据字典第1部分1：500、1：1000、1：2000基础地理信息要素数据字典》（GBT20258.1-2007）；（2）GBT20257.1—2007国家基本比例尺地图图式第1部分：1：500、1：1000、1：2000地形图图式；（3）《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》（GB/T7929-1995）；（4）《基础地理信息要素分类与代码》（GBT13923-2006）。

3作业流程和要求

3.1作业流程

基础地理数据作业流程：1：500原始数据——图式转换——高程转换——构面——图面整饰——DWG数据检查与修改——DWG-SHP格式转换——SHP数据检查与修改——数据库成果。

3.2原始数据整理

（1）原始提供的1:500基础地理数据种类多，有已经入库的CAD文件、未入库的CAD文件等，数据采用的更新方式也不一致，有全部裁切、有部分裁切，使得变更数据的更新工作难度加大，需要细心处理并外业核实。

（2）勾画等高线所在区域的范围面，为后面做高程转换做准备。

（3）检查DWG（检查JMD层房屋、房屋分隔线、结构注记、楼层注记对应关系正确性），保证入库数据的正确性。

3.2.1构面及赋面心点

公路、铁路、沟渠、已加固斜坡、未加固斜坡等要素在CASS中表达时是线状，但数据库中要求的几何表示为面，所以这些要素需要构面处理；植被与植被或不同图层面与面之间存在大面包含小面的情况，所以应采用不同图层、不同范围、不同面心点的颜色来分别表示，以便程序判断并入库。

表1构面及面心点部分颜色表

3.2.2程序实现房屋剖分、围墙面生成

（1）房屋剖分

采用ETL工具FME自主开发程序读取房屋分割线，用房屋分割线将房屋剖分，并用面内的房屋结构注记和层数注记对新生成的房屋赋属性值。

（2）围墙面生成

采用ETL工具FME自主开发程序读取依比例围墙和依比例围墙边线，由此生成围墙面。

3.3图式转换

采取对比两图式，更新95到07图式中调整的部分的处理办法，从而大大减少整幅搜索在图式转换的工作量，并且避免了部分地物重构引起的图面整饰工作。

3.3.1整理需图式转换要素

制作95版图式的全要素图，利用cass9.1软件自带“旧图式符号转换”功能将95版全要素图转换成07版的全要素图，对比转换前后的要素，将符号、图层等变换的要素按照CASS代码进行整理。

3.3.2筛选需图式转换的要素

整理好需图式转换的要素后，在CASS中建立VBA宏命令，将这些要素全部过滤出来，并形成一个新的文件。下图为通过在CASS中加载VBA宏命令过滤出需图式转换的要素效果图（图1）：

图1VBA程序抽取需图式转换的要素效果图

3.3.3人工自主图式转换

果园等植被符号若用CASS进行图式转换，将可能导致植被重构后的符号重叠等不良效果，故将需图式转换的植被代码单独整理出来，运用CASS软件自带的代码转图块功能处理。（表2）

表2需图式转换的植被代码

3.3.4图面整饰

图式转换后，造成的一些需图面整饰的内容：

（1）简房斜线和“简”字共存，删除简单房斜线，

（2）不依比例涵洞到半依比例涵洞。95图式中涵洞分为依比例涵洞和不依比例涵洞，07版图式中涵洞分为依比例涵洞和半依比例涵洞，将对称的不依比例涵洞中添加线将其连接形成半依比例涵洞符号。

（3）棚房短线。棚房在图式转换之后，造成棚房短线重叠的情况，核实原始棚房短线长度为0.8，转换后为0.5，通过长度进行筛选，保留正确的棚房短线。

（4）围墙小方块和围墙短线共存。围墙在进行旧图式符号转换时，同时存在围墙短线和围墙小方块，07版图式中不应该存在围墙短线，故而删除围墙短线，保留围墙小方块。

3.4高程转换

高程转换公式：1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程+0.029m。

高程点转换：先用CASS里的打散高程点功能（绘图处理-高程点处理-打散高程注记），将高程点打散成点符号与注记。运行自主程序将高程点、高程注记、控制点、控制点注记、等高线进行高程转换。

3.5数据检查及格式转换

3.5.1DWG数据检查

通过程序为主，人工为辅的方式对DWG数据中图层、色值不对、注记规格错误、注记压盖、接边不正确等进行修改、整饰，需要CASS自带的图形实体检查图层正确性和编码正确性。

同时采用ETL工具FME自主开发程序实现检查非法CASS代码、构面悬挂、JMD层房屋是否闭合、是否有多余的、错误的面心点或属性点；检查所有构面要素内是否缺少必须的面心点、属性点；检查面心点、属性点无对应面；注记内容错误或为空，并分别用不同的颜色表示出来。

3.5.2DWG数据转SHP数据

（1）数据格式转换

建立全要素的CASS代码与《基础地理信息数据库标准》中SHP图层及YSDM、FHDM、SX、DM等的对应表，以通过在ETL工具FME上自主开发的模块进行格式转换。如图2

图2FME程序进行格式及属性转换

（2）属性完善

对转换后的SHP数据，实现CASS中已带信息的自动赋值，如房屋的结构、层数属、控制点点号、点名等。

3.5.3SHP数据检查

建立图层内部、图层与图层之间的拓扑关系。如注记不叠盖、不重复；等高线点曲矛盾；房屋面不重叠；要素包含于行政区范围内等，查出错误并修改完善。

4质量管理

4.1总体要求

1:500、1:1000矢量地形图数据的质量主要由数据的基本要求、几何精度、图形质量、属性精度、逻辑一致性、完整性等质量元素来描述。其数据应符合下列基本质量要求:

（1）空间参考系应符合2.1规定；（2）几何数据和属性数据的内容应完整、全面，精度应符合相应规定；（3）数据文件的存储格式应正确，应符合数据提交格式:*.DWG(CASS9.1)、.mdb数据格式的规定；

4.2数据质量检查

4.2.1几何精度

（1）矢量地形图数据的平面精度、高程精度应符合《城市测量规范》（CJJ/T8-2011）的相应要求；（2）相邻街坊的数据接边符合限差要求；

4.2.2图形质量

（1）矢量地形图数据的图形表示应正确并符合现行图式的规定；（2）由矢量地形图数据生成的可视化图形应正确、完整、美观，无遗漏、无明显变形；

4.2.3属性精度

（1）地形要素的分类编码应正确无误；（2）地形要素的属性信息应完整、正确；（3）相邻街坊同一要素的属性信息应一致；

4.2.4逻辑一致性

（1）面状区域应闭合，属性应一致；（2）结点匹配应准确；（3）要素几何类型应正确，具有唯一性；

4.2.5完整性

（1）地形要素应符合《城市测量规范》（CJJ/T8-2011）规定的取舍要求，无遗漏；（2）地形要素的几何描述应完整；（3）数据的分层与组织应正确，不得有重复或遗漏；（4）注记应完整、正确。

结语：

总之，以“数字城市”为标志的城市信息化建设正在全国范围推广，地理空间框架是数字城市空间信息化建设的基础，而基础地理数据又是地理空间框架的血液，只有通过合适的方法进行数据转换，保证格式统一，符号一致，实现多源异构数据的利用与共享，才能满足当今社会人类对信息资源的高效、专业、多样、共享的利用方式，因此地理空间框架下的基础地理数据建设应引起“数字城市”决策者和建设者们高度重视，努力打通数据壁垒实现大数据共享。

参考文献：

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[4]许长胜，刘建国.FME在长春市规划管理地理信息系统建设中的应用[J].城市勘测，2006(1):11-13