張建國(guó)　鄭旭東

摘 要：本文以長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的初始建庫(kù)為例，探討供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查的各種方法。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；供水；管網(wǎng)；建庫(kù)；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)質(zhì)量

1 前 言

在地理信息系統(tǒng)（GIS）的幾個(gè)主要因素中，數(shù)據(jù)是一個(gè)極其重要的因素。GIS數(shù)據(jù)來(lái)源的多樣性是GIS數(shù)據(jù)的一大特點(diǎn)，不同的數(shù)據(jù)源在存儲(chǔ)介質(zhì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面都有不同。要把多源的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一個(gè)GIS系統(tǒng)中，必然會(huì)存在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。不同的數(shù)據(jù)來(lái)源有不同的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，為了保證最終數(shù)據(jù)成果的完整性和正確性，我們應(yīng)該選擇合理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法和有效的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方法。下面以長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的初始建庫(kù)為例，探討管網(wǎng)信息系統(tǒng)建庫(kù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與質(zhì)量檢查的過(guò)程和方法。

2 GIS數(shù)據(jù)的來(lái)源和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

GIS數(shù)據(jù)的來(lái)源有多種多樣，比較普遍的幾種數(shù)據(jù)源有地形圖數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、地面測(cè)量數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、文字報(bào)告和其他格式的GIS數(shù)據(jù)等。

在長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的初始建庫(kù)中，數(shù)據(jù)的來(lái)源主要是其他GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)和管網(wǎng)數(shù)據(jù)，格式是ArcGis的Shape文件。

2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

在GIS系統(tǒng)中必須有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)采用中地公司的MapGis K9平臺(tái)，坐標(biāo)系統(tǒng)采用長(zhǎng)沙市獨(dú)立坐標(biāo)系，比例尺采用1：500，分類編碼和屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)參考《基礎(chǔ)地理信息分類與代碼》（GB13923-2006）、《基礎(chǔ)地理信息分類與代碼》（GB13923-2006）、《城市地理空間框架數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ103-2004）等標(biāo)準(zhǔn)。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，應(yīng)采用有效合理的方法把原數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)要求的格式。

3 地形圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

3.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法

項(xiàng)目組針對(duì)長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)的地形圖數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，開(kāi)發(fā)了專門的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具，直接從Shape格式轉(zhuǎn)換到Mapgis格式，減少中間環(huán)節(jié)，最大程度地避免信息丟失，還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)分層和屬性轉(zhuǎn)換，使數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換更有效率，還能更好地保證數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量。

3.2 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

Shape文件格式包含地物的空間位置和屬性信息。經(jīng)過(guò)分析，原始Shape文件的屬性字段包含地物編碼、名稱、高程等地物屬性，以地物編碼為關(guān)鍵字段編制地物分層對(duì)照表、符號(hào)對(duì)照表、線型對(duì)照表、圖案對(duì)照表和字形對(duì)照表。地物分層對(duì)照表中按照設(shè)計(jì)書的規(guī)定進(jìn)行分層，地物的要素代碼參照《基礎(chǔ)地理信息分類與代碼》，其他四個(gè)對(duì)照表根據(jù)《1：500 1：1000 1：2000地形圖圖式》和Mapgis系統(tǒng)庫(kù)來(lái)編制。

地形圖數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換通過(guò)檢索對(duì)照表的方式實(shí)現(xiàn)。首先由地物編碼屬性確定地物類型和地物所屬圖層并在相應(yīng)圖層創(chuàng)建圖形，然后搜索各對(duì)照表得到圖形的渲染參數(shù)對(duì)圖形進(jìn)行符號(hào)渲染，最后轉(zhuǎn)移地物的其他屬性到相應(yīng)的字段。數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換工具使用開(kāi)放源代碼的ShapeLib和Mapgis，SDK二次開(kāi)發(fā)包采用VC7.0編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)完成。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程如圖 1。

3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

數(shù)據(jù)質(zhì)量是指空間數(shù)據(jù)在表達(dá)空間位置、專題特征以及時(shí)間特征這三個(gè)基本要素時(shí)，所能夠達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性、完整性，以及它們?nèi)咧g統(tǒng)一性的程度。通常包括的數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)有：定位精度、屬性精度、邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性、時(shí)間性等。

由于長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)初始建庫(kù)使用的數(shù)據(jù)為已有的GIS數(shù)據(jù)，對(duì)地形圖數(shù)據(jù)的空間精度及屬性精度不作系統(tǒng)檢查，只在圖面上進(jìn)行人工檢查（如圖形缺失、圖形區(qū)域重疊、道路名稱錯(cuò)誤等）。地形圖數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查主要檢查數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換精度和邏輯一致性。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換精度主要檢查轉(zhuǎn)換前后圖形實(shí)體的數(shù)量是否相等、轉(zhuǎn)換過(guò)程中是否有無(wú)法解析的圖形實(shí)體。通過(guò)檢查，采用自主開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率達(dá)到100%。

4 管網(wǎng)數(shù)據(jù)建網(wǎng)

管網(wǎng)數(shù)據(jù)文件也是Shape格式，包含管點(diǎn)文件和管段文件，管段屬性中包含了對(duì)起管點(diǎn)、終管點(diǎn)的引用，管點(diǎn)屬性表和管段屬性表就具有完整的管網(wǎng)連接關(guān)系；在管點(diǎn)屬性中添加管點(diǎn)X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)，管點(diǎn)和管段就具有空間位置信息。以上兩點(diǎn)可以保證用管點(diǎn)屬性表和管段屬性表可以重構(gòu)完整的管網(wǎng)。

長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)中可以通過(guò)兩種方式建網(wǎng)：1）通過(guò)CAD圖形建網(wǎng)；2）通過(guò)點(diǎn)線表建網(wǎng)。第一種方式可以把Shape文件轉(zhuǎn)換為Dxf文件建網(wǎng)，但是這種方式不便處理屬性。從前面的分析可以看出本項(xiàng)目適合用點(diǎn)線表建網(wǎng)，把Shape格式的管點(diǎn)屬性表和管段屬性表輸出為逗號(hào)分隔的CSV文件，并把字段名稱改為系統(tǒng)規(guī)定的中文名稱，即可以滿足系統(tǒng)建網(wǎng)的要求。

在建網(wǎng)前必須保證管點(diǎn)管段屬性表中數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ⅻc(diǎn)線關(guān)系的正確性，在輸出管點(diǎn)管段屬性表前對(duì)Shape文件進(jìn)行必要的檢查和數(shù)據(jù)補(bǔ)充。數(shù)據(jù)補(bǔ)充主要有兩方面：1）在入戶管段和預(yù)留管段的終點(diǎn)位置添加方向管點(diǎn)；2）在其他管段缺失管點(diǎn)的起終點(diǎn)處添加臨時(shí)管點(diǎn)，在添加管點(diǎn)的同時(shí)完善管點(diǎn)管段的連接關(guān)系。由于數(shù)據(jù)量比較大，項(xiàng)目組利用ArcGis的ArcObject編制檢查工具自動(dòng)檢查處理管點(diǎn)、管段Shape文件中的錯(cuò)誤。管點(diǎn)、管段數(shù)據(jù)檢查處理流程如圖 2。

管點(diǎn)、管線文件經(jīng)過(guò)以上檢查處理流程以后，在管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)中建網(wǎng)時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，才能保證建成的供水網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系正確。

5 結(jié)束語(yǔ)

長(zhǎng)沙市供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)初始建庫(kù)的數(shù)據(jù)源比較單一，沒(méi)有復(fù)雜的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程，但是在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方面來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)比較典型的應(yīng)用，采取的方法也是比較先進(jìn)、快捷的方法；在數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方面即包括了通用的檢查方法，也具有其獨(dú)創(chuàng)的數(shù)據(jù)檢查過(guò)程，是一個(gè)值得借鑒的項(xiàng)目。

在系統(tǒng)以后的更新維護(hù)過(guò)程中會(huì)逐漸增加不同類型的數(shù)據(jù)源，如更新基礎(chǔ)地形圖的影像數(shù)據(jù)、更新管網(wǎng)數(shù)據(jù)的物探數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)等，這些都具有不同的數(shù)據(jù)獲取和更新方法。多源數(shù)據(jù)的獲取和更新是我們以后需要學(xué)習(xí)和探討的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)共享也是地理信息系統(tǒng)平臺(tái)和數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件的發(fā)展方向。

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