程麗萍,左小清

(昆明市測繪研究院,云南昆明 650051)

1 引 言

地圖按圖幅分幅數(shù)字化、保存,這使本來連續(xù)的實(shí)體被分離到不同的存儲空間和存儲單元中去,這種地理空間的分離存儲導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的物理縫隙,這也導(dǎo)致邏輯上本身連續(xù)的信息不能以邏輯連續(xù)的方式呈現(xiàn),例如跨越多幅圖的一條河流,在圖幅內(nèi)查詢河流屬性(例如長度)時只能獲取其在本圖幅內(nèi)的相關(guān)信息而不是實(shí)體整體的信息。GIS用戶常常需求地理實(shí)體的連續(xù)完整信息,同時地圖接邊也是數(shù)據(jù)入庫和出圖前的重要環(huán)節(jié),其方便性和智能性制約著數(shù)據(jù)入庫和發(fā)布的質(zhì)量和效率。這就需要進(jìn)行地圖接邊,使被圖幅割裂的地理實(shí)體在物理和邏輯上實(shí)現(xiàn)無縫連接。

2 地圖接邊現(xiàn)狀

國內(nèi)外知名的GIS軟件廠商推出的GIS軟件大多數(shù)都帶有地圖接邊功能,如ArcGIS、MapGIS、AutoCAD Map 2000。它們對地圖接邊的解決方法不盡相同,但都實(shí)現(xiàn)了一定程度的自動化,提高了地圖接邊的效率和精度,改善了傳統(tǒng)由手工進(jìn)行接邊的效率低下,精度難以保證的狀況。但這些軟件也都有各自的不足,如多數(shù)在整個接邊過程中只允許兩幅圖同時接邊,致使多幅圖接邊時操作煩瑣,效率較低;多個圖層接邊時還需要操作多次;面自動接邊功能薄弱等。因此,高效地、簡單化、自動化、智能化實(shí)現(xiàn)地圖接邊的需求仍然存在。

3 地圖自動接邊組件的具體設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

3.1 地圖數(shù)據(jù)庫中矢量數(shù)據(jù)的組織

采用ESRI公司的Geodatabase數(shù)據(jù)模型,對數(shù)據(jù)庫中的矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行了如圖 1的組織。其中的圖幅索引層是由各個矢量圖幅的內(nèi)圖廓面組成,包含有對應(yīng)的圖幅號等屬性信息。

圖1 矢量數(shù)據(jù)的組織

3.2 多圖幅多圖層自動接邊組件算法設(shè)計

先要對數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)以獲取合適的容限距圖幅間線接邊:

(1)根據(jù)地圖庫索引圖,獲得數(shù)據(jù)已經(jīng)存在于數(shù)據(jù)庫中的圖幅號。

(2)對需要進(jìn)行接邊的圖幅,只需選擇其圖幅號,可以多選。這種選擇接邊圖幅的方法,可以避免把圖幅數(shù)據(jù)加載入當(dāng)前地圖界面,從而避免了大量數(shù)據(jù)加載時占用內(nèi)存太多,影響系統(tǒng)顯示及操作速度。而接邊操作卻是直接對庫中數(shù)據(jù)進(jìn)行,從而直接修改了原數(shù)據(jù)庫。

(3)對選中的多個要接邊圖幅號,取出一個,判斷其右圖幅和下圖幅是否也參與此次接邊,據(jù)此創(chuàng)建出公共接邊線。

(4)對公共接邊線以容限距創(chuàng)建緩沖,選出被該緩沖涉及的當(dāng)前層所有要素作為參與接邊要素。

(5)在參與接邊要素范圍內(nèi),根據(jù)當(dāng)前圖層的屬性約束字段,把屬性相同的要素歸為一類,由此參與接邊要素被分為若干類。

(6)對同類要素進(jìn)行接邊:對其中端點(diǎn)間距離小于容限距的要素進(jìn)行咬合合并(距離為 0時則直接合并)。有多個匹配要素的,只取一個。如此循環(huán)接完該類中所有要素。(需注意的是:由于原圖質(zhì)量問題,使得未接邊前本應(yīng)是端點(diǎn)對端點(diǎn)的要素,出現(xiàn)一要素端點(diǎn)對另一要素正數(shù)或倒數(shù)第二個結(jié)點(diǎn)的情況,在算法中也考慮了此類情況,使得接邊后要素是首尾相接,而避免了出現(xiàn)分叉情況。)

(7)同樣方法,循環(huán)接完所有類。當(dāng)前層接邊結(jié)束。

(8)同樣方法,依次循環(huán)對其他待接邊層接邊。

(9)所有層接完后,同樣方法,開始下一幅圖,直到所有選中圖幅接邊完成。

圖幅間面接邊:算法基本同線接邊。不同處是同類要素之間只要最小距離小于容限距就可作為匹配要素,一個要素可以有多個匹配要素。找到的匹配要素只合并,不咬合。

3.3 編程實(shí)現(xiàn)

由于VB的開發(fā)快速功能強(qiáng)大,采用VB 6.0為開發(fā)工具,綜合組件實(shí)現(xiàn)的相關(guān)理論,基于 AO組件集,結(jié)合SDE進(jìn)行地圖自動接邊部件的開發(fā)。

線接邊程序流程如圖2所示,面接邊流程類似線接邊,不同處是對匹配的相鄰邊操作。

圖2 線接邊程序流程圖

圖3 組件界面

該組件經(jīng)過客戶程序調(diào)用,只需操作一次,就可以自動對選中的多個圖幅,多個圖層根據(jù)距離和屬性約束條件進(jìn)行接邊,大大減少了多余操作。組件調(diào)用后的使用界面如圖 3所示。

3.4 編寫代碼中需注意的問題

(1)AO組件集能很好地滿足GIS方面絕大部分的開發(fā)任務(wù),而某些圖層數(shù)據(jù)屬較少見特殊情況,所以應(yīng)用AO時有時會涉及目前版本中的某些漏洞(bug)而導(dǎo)致程序錯誤;另如SDE 9.0,當(dāng)選擇集中要素個數(shù)超過SDE客戶端規(guī)定的缺省個數(shù)時,則任務(wù)在服務(wù)器端執(zhí)行,多次時就會產(chǎn)生LOGFile錯誤。在代碼編寫中就需要考慮如何繞開這些漏洞而又較好地實(shí)施接邊算法。

(2)根據(jù)實(shí)際接邊圖幅數(shù)據(jù)質(zhì)量狀況,確定多大的接邊容限距能較好地滿足地圖接邊要求。容限距過大,則會產(chǎn)生錯接。容限距過小,又會產(chǎn)生漏接。

(3)多個圖層接邊時,執(zhí)行效率問題。當(dāng)為完成某一具體功能而查找可用接口時,應(yīng)盡可能從執(zhí)行效率等角度考慮,選擇能更高效完成該部分代碼的接口。如同樣要刪除一個要素類中若干要素,若要素個數(shù)很多,則將其放入集合中刪除,可能比常規(guī)用的依次刪除效率高很多。

用其進(jìn)行地圖自動接邊的實(shí)際效果如圖4所示。

圖4 邊界處線、面接邊前后對比

4 結(jié) 語

本文結(jié)合地圖接邊的相關(guān)理論,在充分吸取前人研究成果基礎(chǔ)上,研究了距離和屬性相結(jié)合的地圖多圖幅多圖層自動接邊方法,以實(shí)現(xiàn)圖幅接邊的簡單化、自動化和智能化。并基于AO組件集,采用COM技術(shù)編寫了該組件。試驗(yàn)結(jié)果表明:

(1)該組件可以較好地提高地圖接邊的效率和精度,能基本滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

(2)基于AO和SDE進(jìn)行GIS組件的開發(fā)是高效易行的。

[1] 程麗萍.云南省基礎(chǔ)地理信息平臺建設(shè)的部分關(guān)鍵理論與技術(shù)[D].昆明理工大學(xué)國土資源學(xué)院,2007

[2] 許耿.地圖學(xué)(修訂本).東北師范大學(xué)出版社[M],1998

[3] 毛曦,李均力.用COM組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字地圖的自動接邊[J].計算機(jī)時報,2004(6):29～31

[4] 韓鵬,徐占華,褚海峰等.地理信息系統(tǒng)開發(fā)—ArcOb jects方法[M].武漢大學(xué)出版社,2005

[5] 潘愛民.COM原理與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社,1999

[6] 趙江洪.地理信息系統(tǒng)中多圖幅接邊的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].測繪科學(xué),2004.2

[7] 鄧小軍,鄭小梅.基于AO的分幅等高線智能化接邊處理方法的研究[J].四川測繪,2004.6