基于要素空间关系的1∶10 000 DLG数据自动整合

王万里，武文波，卜丽静

(辽宁工程技术大学，辽宁 阜新 123000)



基于要素空间关系的1∶10 000 DLG数据自动整合

王万里，武文波，卜丽静

(辽宁工程技术大学，辽宁 阜新 123000)

随着我国经济社会的发展,基础地理信息数据库建设得到了快速发展，在经济建设中发挥了重要作用[1]。但是，受地区之间经济发展不平衡，技术条件及数据更新机制不健全等因素的影响，各地区的DLG数据在要素编码、数据分层、坐标系统等方面存在不同程度的差异[2]。因此,需要对其进行整合：各地区根据自身的实际情况，采用全国统一的数据模型与技术标准，对原有的DLG数据进行整理和优化，最终建立符合自身应用情况的集成管理与服务系统[3]。在DLG数据整合方面，国内外已有相关的研究，文献[4-7]针对不同格式的源数据提出了格式转换的方法，通过人机交互，将不同的源数据分别转换成DLG数据中的一个数据层，最终达到数据整合的目的。由于不同的源数据包含了重复信息，该方法的整合结果会出现数据冗余的现象。针对数据冗余的现象，文献[8]通过对数据层的拆分与合并，提出了基于字段的DLG数据整合方法，但该方法尚不能对空间位置相关而属性无关的要素进行整合。因此，本文在文献[8-10]中方法的基础上，提出了一种基于要素空间关系的自动整合方法，并以云南省1∶10 000 DLG数据整合为例，针对不同问题的整合要求，抽象出要素之间的空间关系模型，并借助一个ArcGIS二次开发实例验证该方法的可行性。

1问题分析

本文待整合的DLG数据为云南省1∶10 000 DLG数据，该数据共分为40层，数据层的命名采用6个字符。其主要存在问题为：①数据层名的长度与新标准不符；②数据分层与新标准不符；③居民地地名层缺少地名编码；④植被注记混乱：植被注记分散在VEGA(植被类型)层和ANKP(注记点)层中，且大多数VEGA层中的要素缺少植被注记；⑤面域水系与线形水系的HYDC码不统一。以问题④为例：首先，植被注记应只存在于VEGA层中，而当前的植被注记存在于VEGA层和ANKP层中；其次，从空间范围上来讲，如果VEGA层中的某要素包含一个或多个ANKP层中的要素，则VEGA层中的该要素应具有植被注记，即该要素的TYPE字段不能为空。而实际情况则如图1所示，VEGA层OBJECTID码为3332(图1(a))和OBJECTID码为3354(图1(b))的要素中各包含一个注记点，但图1(a)中的要素具有植被注记，图1(b)中的要素不具有植被注记。通过对上述5个问题的分析，本文根据不同问题的整合要求，抽象出要素之间的空间关系模型，提出了基于要素空间关系的自动整合方案。

图1　植被注记问题展示

2自动整合方案

自动整合的目的是在满足DLG数据整合要求的前提下减少人工重复作业，因此应遵循以下原则[11]：

1)统一性。明确定义DLG数据中的要素内容、表达方式、采集指标、数据模型、组织结构等内容，确保在数据生产与建库过程中数据成果准确、一致；

2)衔接性。对1∶10 000 DLG数据进行一体化设计，并保持与国家1∶50 000比例尺DLG数据的衔接和协调，为实现不同比例尺数据的上下联动更新奠定基础；

3)兼容性。充分考虑云南省1∶10 000 DLG数据的现状，统筹兼顾其生产、建库和应用的需求，设计出与国家标准一致的数据规范；

4)可扩展性。预留数据层、要素代码和要素属性的扩充空间，以便在使用过程中根据需要进行适当的扩展。扩展后的数据层、要素代码和属性项应与规范相衔接。

2.1数据层整合

数据层的整合是基于字段进行的，它是要素自动整合的前提，这一过程可借助现有数据库管理软件(如Access)和GIS软件(如ArcCatalog)，用人机交互方式完成。针对云南省1∶10 000 DLG数据的数据层名长度与新标准不符、数据分层与新标准不符的问题，本文按照一对一、一对多、多对一、无对应的准则[12]，根据实际情况，判断是否需要保留、拆分、合并或删除原有数据的数据层，从而对原有数据的数据层进行整合。具体做法如图2所示：①根据一对一原则，如果某数据层不需要进行字段的增减，则将该数据层重新命名后保留；②根据一对多原则，如果某数据层的字段需要分布在多个不同的数据层中，则按照新标准的要求新建多个数据层，把旧数据层中的字段分布到新旧多个数据层中，并对旧数据层重新命名，新旧数据层均保留；③根据多对一原则，如果多个旧数据层的字段应该属于同一个数据层，则选择一个变动较少的数据层作为待保留的数据层，把其他旧数据层的字段添加到该数据层中，并把该数据层重新命名后保留；④根据无对应原则，如果某数据层不需要保留，则直接删除该数据层。

整合后的数据按实体类型分为39个数据层，数据层的命名采用4个字符，前3个字符为数据内容的缩写，第4个字符代表几何类型(A：面；L：线；P：点)。例如，原有注记点层ANNLKP拆分为居民地地名AGNP和自然地名AANP两层，如表1所示。

图2　数据层整合方案

原有数据库 整合升级后的数据库原始层属性项属性定义 分 层属性项属性定义ANNLKP(点)注记点GB国标码FTYPE特征码ANNO注记NAME1名称1NAME2名称2BZDM行政区代码POP人口数 AANP(点)自然地名AGNP(点)居民地地名NAME名称PINYIN汉语拼音CLASS地名分类码DATE现势性STACOD更新状态标识FEACOD数据库标识VERS版本标识GNID地名编码

2.2要素属性整合

对要素属性进行整合时，本文针对居民地地名层缺少地名编码、植被注记混乱、面域水系与线形水系的HYDC码不统一等问题，分别制定了AGNP(居民地地名)层赋GNID(地名编码)字段值；VEGA(植被类型)层赋TYPE(植被注记)字段值；HYDL(线形水系)与HYDA(面域水系)层统一HYDC字段值等解决方案。要素属性整合的总体方案如图3所示。

图3　要素属性整合总体方案

2.2.1居民地地名编码整合

针对居民地地名层缺少地名编码的问题，本文选择AGNP层赋GNID字段值的解决方案。该方案的具体过程如图4所示：处理工具加载AGNP层与BOUA(行政境界)层，其中AGNP层中的要素为点要素，表示居民地地名；BOUA层中的要素为面要素，表示行政境界。根据空间拓扑关系，如果某些点要素包含在同一个面要素内，表示这些居民地属于同一行政境界，它们应具有相同的地名编码[13]。因此，将AGNP层中的点要素与BOUA层的面要素根据空间范围相匹配，将匹配成功的面要素的PAC(地名编码)字段值赋给点要素的GIND字段，从而由计算机代替人工完成所有的匹配、赋值工作。

图4　居民地地名编码整合方案

2.2.2植被注记整合

针对植被注记混乱的问题，本文选择VEGA层赋TYPE字段值的解决方案。该方案的具体过程如图5所示：首先在VEGA层中选出GB字段值为810400的要素，然后以选出的要素集合作为选择集，遍历选择集中的要素。根据要素包含ANKP层中的注记点，或者要素与ANKP层中注记点邻接的空间关系，将注记点与要素根据空间范围进行匹配[14]。匹配成功后，把注记点的NAME字段值赋给要素的TYPE字段，处理过程中进行重名检查和改正，最终形成如“茶、梨、桃”形式的TYPE字段值。

图5　植被注记整合方案

2.2.3水系整合

面域水系与线形水系的HYDC码不统一的问题表现为两个方面：①旧的HYDC码码长为6位，而新规定的HYDC码码长为8位，以金沙江为例，新旧HYDC码对比如表2所示。②某些面域水系的HYDC码与相应的线形水系的HYDC码不一致。

表2　金沙江新旧HYDC码对比[12]

针对该问题的两个方面，本文选择HYDL与HYDA层统一HYDC字段值的解决方案。该方案的具体过程如图6所示：根据面域水系覆盖线形水系，或者与线形水系交叉、邻接的空间关系，以及水系的名称判定面域水系与线形水系是否为同一水系[15]；如果为同一水系，则检查面域水系和线形水系的HYDC码长是否为8位，同时判断二者的HYDC码是否一致；如果该码码长不足8位，则按照HYDC码编码规则将其修改为8位。鉴于线形水系可能与不同地区的多个面域水系构成同一水系，新规定要求面域水系的HYDC码应与相应的线形水系的HYDC码保持一致。因此，在二者的HYDC码长均为8位的前提下，如果二者的HYDC码不一致，将线形水系的HYDC码赋给面域水系的HYDC码。

图6　水系整合方案

3自动整合实例

基于上述自动整合方法的软件已成功应用于云南省1∶10 000 DLG 数据整合部分任务中，该软件是在Visual Studio 2010环境下，使用ArcGIS Engine 10.1对ArcGIS所做的二次开发，开发使用的语言是C#语言，如图7所示，软件能够实时展示当前正在处理的对象，整合完成后，以表格形式展示整合后的数据。

以植被类型注记整合为例，图8(a)、图8(b)两部分分别展示了VEGA层整合前后的数据。

图7　自动整合软件

图8　VEGA层整合前后数据对比

4结论与展望

本文以云南省1∶10 000 DLG 数据整合为例，探讨了DLG 数据整合中的局部自动处理方法。通过分析居民地地名层缺少地名编码、植被注记混乱、面域水系与线形水系的HYDC码不统一等问题，提出了一种基于要素空间关系的计算机自动处理方法，并通过实例验证了该方法的可行性。

在保证作业精度的前提下，本文所探讨的方法在提高工作效率，减少人工重复作业方面都有所进步。但该方法仍有不足之处，比如，该方法的实现要依托ArcGIS Engine库或ArcGIS Desktop库，开发出的软件无法在缺少这些库的计算机上直接运行，这就限制了它的应用范围[16]。

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[责任编辑：王文福]

摘要：文中通过分析DLG数据整合过程中遇到的居民地地名层缺少地名编码、植被注记混乱、面域水系与线形水系的HYDC码不统一等问题，提出一种基于要素空间关系的自动整合方法，以云南省1∶10 000 DLG数据整合为例，借助ArcGIS的二次开发实例，验证该方法的可行性。

关键词：要素；空间关系；1∶10 000；DLG；自动整合

The automatic integration of 1∶10 000 DLG data based on feature spatial relationsWANG Wanli,WU Wenbo,BU Lijing

(Liaoning Technical University,Fuxin 123000,China)

Abstract：Aiming at the problems that residential places lack of name code,vegetation note jumbles and HYDC code of surface field water differents form HYDC code of linear water,this paper puts forward a kind of automatic integration method based on feature spatial relations in DLG data.Taking 1∶10 000 DLG data integration in Yunnan province as an example,this paper verifies the feasibility of this method with an instance built by the secondary development of ArcGIS.

Key words：feature;spatial relation;1∶10 000;DLG;automatic integration

作者简介：王万里(1989-)，男，硕士研究生.

收稿日期：2014-12-04；修回日期：2015-03-04

中图分类号：P217；TP319

文献标识码：A

文章编号：1006-7949(2016)02-0066-05