榆林市地理空间框架数据制作研究
曹建成;韦振华;董延红;高瑛
【摘 要】随着"数字城市"建设在各地市的开展,城市地理空间框架数据生产和建库是其中的主要工作内容.本文采用从现有基础测绘成果提取地理空间框架数字线划数据的工艺和流程,既充分利用了现有成果,又减少了投资,缩短了项目工期.
【期刊名称】《测绘技术装备》
【年(卷),期】2010(012)003
【总页数】4页(P3-6)
【关键词】数字城市;地理空间框架
【作 者】曹建成;韦振华;董延红;高瑛
【作者单位】陕西省基础地理信息中心,陕西西安,710054;榆林市测绘处,陕西榆林,719000;陕西省基础地理信息中心,陕西西安,710054;陕西省基础地理信息中心,陕西西安,710054
【正文语种】中 文
榆林市位于陕西省最北部，物华天宝，能源矿产资源富集一地，被誉为中国的“科威特”。有世界七大煤田之一的神府煤田，有我国陆上探明的最大整装气田。煤炭、天然气、石油、岩盐组合配置良好，开发潜力巨大，是21世纪中国的能源接续地，是正在建设的国家能源化工基地，是西气东输、西电东送、西煤东运的重要源头。近年来，榆林市经济建设取得跨越式发展，城市化步伐加快，如何才能积极应对信息化带来的机遇和挑战，怎样全面提升城市资源，提高共享能力，提升城市综合竞争能力，是榆林市当前城市建设发展需要思考的主要问题。为此榆林市政府提出“数字榆林”建设，以数字榆林建设推动榆林城市建设和经济发展，用信息化带动工业化，提升城市化，发挥后发优势，实现富民强市的目的。
怎么制作空间“数字城市”建设的基础和核心是城市地理空间框架建设，其主要目标是通过城市地理空间基础框架建设，为城市发展和信息化建设提供统一的空间定位和基础地理信息公共平台，进而实现城市信息资源按照地理空间位置的整合和共享。城市基础地理信息除管网、数字正射影像、数字高程模型等数据可采用航摄等其他方法快速生产外，数字线划数据由于生产工艺复杂、工程量巨大成为其中的主要工作。随着近些年城市信息化的稳步推进，各城市已在城市
规划、管理的过程中积累了大量的大比例尺基础地理信息数字化成果，如何充分利用这些数字化成果来快速、便捷地形成满足城市地理空间框架需要的数字线划成果，从而节省工程建设的费用、缩短建设工期，对“数字城市”建设具有重要意义。
榆林市现有大比例尺测绘成果分三个比例尺，即1∶1000、1∶2000、1∶10000，分别由国家测绘局第一航测遥感院、中国煤炭地质总局航测遥感局两家单位于2000年、2006年测制，覆盖面积约300多平方千米。1∶1000、1∶2000DLG数据生产采用全数字摄影测量方法成图。1∶10000数字地形图由1∶1000数字地形图缩编成图。数据的大地基准为榆林市城市坐标系，中央子午线109°45′，投影抵偿面1100m，高程基准为1956年黄海高程系。
经过对以上成果的分析，发现主要存在以下问题：
（2）由于成果数据均为AutoCAD格式的图形数据，在数据生产过程中隐含的错误较多，如要素层放错、要素几何方式采集与要求不一致、多种要素放在同一层、统一要素在不同图幅中的编码不一致等。
（3）成果数据的要素代码在GB/T14804-93版《1∶500 1∶1000 1∶2000地形图要素分类与代码》上进行了简化，其要素分类与代码均与现有GB/T13923-2006版《基础地理信息要素分类与代码》有较大的差别。
此外，还有从榆林市民政部门收集的榆林市社区范围界线标图资料，包括各种打印、手写图纸，涵盖了市区7个街道办事处34个社区的界线。
由于原始成果存在以上各类问题，因此为地理空间框架数据的制作带来很多困难。经过仔细试验研究，拟采用如下工艺进行地理空间框架数据的制作：
首先在AutoCAD软件下对原始成果按照统一的技术指标进行制图数据规范化处理。制图数据规范化处理原则上突出“规范”二字，即在参考国家相关标准的基础上，对以上不同时期、不同单位生产的成果进行加工改造，包括要素分类与代码的统一规范化、同类要素表现形态的统一规范化等，形成统一技术指标下的成果数据。
其次是在上述处理过的制图数据基础上采用ArcINFO、MapGIS软件进行地理空间框架数据提取，即按照制定的数据分层、属性结构、属性代码、数据采集方式、数据格式等要求从制
图数据中提取、整合地理空间框架要素，并参考相关资料中补充采集部分地理空间框架要素，然后通过编辑、数据格式转换、数据组织重构、代码转换、对象化等处理等，形成最终的地理空间框架数据。
4.1制图数据规范化处理
（1）要素代码与图层规范化
逐一对每一幅图进行要素代码、图层的规范化处理。对于每一层要素，都要根据要素代码、要素的符号表现，参考相应的图式规范，对要素的类型进行判定；难以判断时要结合周围地物进行综合分析判定，确认要素的类型，确保代码与符号一致；对于出现明显错误的要素，则需要根据其符号表现、结合周围地物判定其类型，并归入相应图层中。制图数据中有部分要素层代码未知，此时需要根据所采集的要素的符号，参照周围地物进行分析，最终确定要素类型。完成要素代码与图层规范化后对不同图幅之间的要素代码进行归一化处理，确保不同图幅同一类要素的代码一致。
（2）拓扑关系更正
由于CAD数据在生产过程中只进行图面合理性处理，而不关心拓扑关系是否正确，因此原始数据中有许多跨层共线、面状要素不封闭或线状要素不连续等问题，因此在CAD软件中逐一打开每一图层进行拓扑关系检查，消除不必要的悬挂点。
CAD数据中对于要素的属性如房屋的性质、楼层数等一般采用图面注记进行表达，因此还要检查图面注记与其关联要素的拓扑关系，特别是确保面状要素图面注记的标记点落在面状要素外围线之内，为后期采用程序自动为要素赋属性提供方便。
4.2 地理空间框架数据采集处理
（1）框架要素提取与采集
由于1∶1000成果数据与1∶2000成果数据覆盖范围不一致，因此在框架要素制作中对数据源采取以下选取原则：有1∶1000成果数据的范围则以1∶1000数据为主要数据源，1∶1000成果数据没有覆盖的区域以1∶2000成果数据为主要数据源。
① 要素选取及几何特征确定
根据应用需求并考虑榆林市地形地貌特征进行要素内容的选取，共选取了定位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、土质、植被及地名十大类190多种要素，并确定了要素的几何特征。建立原始成果数据与要提取的要素之间的分层对应关系。
② 要素提取
数据提取的关键是根据已建立的原基础地理数据要素与选取要素及数据分层对应关系。对于GIS框架数据集中部分要素层数据如道路、电力、植被等直接提取的信息无法满足建库的要求，需要补充采集相关数据。在GIS框架数据采集时，同时录入要素的属性信息，大部分信息由原成果数据中提取。
框架数据提取的大部分工作集中以下几类框架要素上：居民地、土质植被等面状要素提取与采集，线状道路网的形成、道路面的采集，管线、行政区域采集，地名信息提取等。
★ 点状要素的提取
原始成果数据中的点状要素均用点状符号表示，数据提取时将点状符号转换为POINT点（即要素定位点）。
★ 面状要素提取与采集
框架数据中各类面要素之间的关系必须处理合理，如植被不能压盖河流、道路、居民地等要素；且相邻要素的公共线必须完全重合。
城市大比例尺植被均以单个符号进行表达，在个别地区以地类界或其他地物要素进行区分。
★ 道路网的建立、道路面的采集
由于大比例尺道路一般只采集明显的街道边线，对于与其他要素如围墙、居民地等共线的地方不做采集，因此首先对每一条道路重新采集道路中心线，由道路中心线构成城市道路网数据，为后期的道路分析提供数据基础。同时为了满足城市部件普查的需要，对道路的外延进行扩展采集道路面，该道路面除包含以往的道路所占区域外，将城市部件可能覆盖的道路外围一定区域也纳入其内，为城市部件普查提供基础地图。
★ 城区行政区域采集
城区行政区域采集的难点在于参考图件大部分为手工绘制的示意图，无比例尺概念；只在图
中简单地标注了个别地名和路名，定位信息不够精确；且各街道办事处的示意图相对独立；加上手工绘制界线相对粗糙，这些因素的存在给数据采集带来了很大的困难。在实际采集中采用“多源数据综合分析”的基本方案，先整体、后局部、逐层细化地绘制出城区内比较详细的行政区域界线。当行政区域界线以道路、河流或居民地边线等为界时采取公共线拷贝方式，最后处理好各行政区域之间及行政隶属之间的拓扑关系，最终形成了7个街道办事处、35个社区。
★ 管线提取
在城市大比例尺地形图电力线、通讯线遇大型居民区、大型建筑物等进行断开采集，为了满足规划及应用的需要，在数据提取时进行了连通采集，并且提取或采集的电力线、通讯线数据的节点以电杆、电塔等要素作为拐点。
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