張 藝,李 苗,丁曉光
(1.陜西省地震局,陜西 西安 710068)
ArcGIS編繪25萬(wàn)區(qū)域構(gòu)造圖常見(jiàn)拓?fù)溴e(cuò)誤修改方法
張 藝1,李 苗1,丁曉光1
(1.陜西省地震局,陜西 西安 710068)
構(gòu)建1∶25萬(wàn)城市活斷層數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),在數(shù)據(jù)數(shù)字化、編輯、處理過(guò)程中,大量的拓?fù)溴e(cuò)誤會(huì)影響數(shù)據(jù)質(zhì)量以及成果精度,造成數(shù)據(jù)無(wú)法入庫(kù)。針對(duì)面重疊、面有縫隙、線重復(fù)、線有懸掛等幾種常見(jiàn)拓?fù)溴e(cuò)誤,提出簡(jiǎn)便高效的修改方法,確保該地層矢量數(shù)據(jù)符合活斷層入庫(kù)要求。
1∶25萬(wàn)地震構(gòu)造圖;拓?fù)溴e(cuò)誤;數(shù)據(jù)質(zhì)量
作為城市活斷層探測(cè)成果圖件,一幅完整的25萬(wàn)地震構(gòu)造圖涵蓋內(nèi)容主要有:①不同時(shí)代地層,分第四系、新近系、古近系、前新生界沉積巖、前新生界變質(zhì)巖,其中第四系進(jìn)一步劃分為全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)、下更新統(tǒng);②不同時(shí)代巖漿巖,分武陵-揚(yáng)子期、加里東期、華力西期、印支-燕山期、喜山期;③斷層,活動(dòng)時(shí)代分晚更新世-全新世斷層、早-中更新世斷層、前第四紀(jì)斷層,斷層性質(zhì)分正斷層、逆斷層、走滑斷層;④第四紀(jì)盆地及第四系等厚線;⑤ M≥4.7級(jí)地震震中;⑥相關(guān)地理要素等。
為了方便圖件相關(guān)數(shù)據(jù)的編輯、修改、查詢、瀏覽與輸出,需借助ArcGIS平臺(tái)構(gòu)建基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù),而矢量化的地層數(shù)據(jù)作為最基礎(chǔ)、最首要的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),其拓?fù)潢P(guān)系與處理方法在高級(jí)的空間分析處理和空間數(shù)據(jù)質(zhì)量保證方面具有相當(dāng)重要的作用[1]。如何在矢量數(shù)據(jù)(Geodatabase數(shù)據(jù))中快速檢查同一要素類(lèi)(同層)或不同要素類(lèi)(異層)中公共邊不重合、懸掛點(diǎn)等錯(cuò)誤,順利完成數(shù)據(jù)編輯等任務(wù),是數(shù)據(jù)生產(chǎn)中的難點(diǎn)問(wèn)題[2]。本文通過(guò)對(duì)1︰25萬(wàn)紙質(zhì)地質(zhì)圖的掃描數(shù)字化和空間配準(zhǔn),獲得地層相關(guān)矢量數(shù)據(jù),對(duì)于拓?fù)湟?guī)則檢查出現(xiàn)的錯(cuò)誤,提出了簡(jiǎn)便的批量修改方法,大大降低了工作量。
拓?fù)潢P(guān)系是指圖形在保持連續(xù)狀態(tài)下變形,但圖形關(guān)系不變的性質(zhì)[3]。因?yàn)榛A(chǔ)地理信息庫(kù)數(shù)據(jù)非常重視地物之間的相對(duì)位置關(guān)系,點(diǎn)線面之間的拓?fù)錁?gòu)成等空間信息,所以構(gòu)建拓?fù)溥M(jìn)行位置關(guān)系檢查是十分必要的[4]。
在ArcGIS中,建立拓?fù)洌═opology)是基于Geodatabase(mdb,gdb,sde)進(jìn)行的,是在同一個(gè)要素集(FeatureDataset)下的要素類(lèi)(FeatureClass)之間的拓?fù)潢P(guān)系的集合。ArcGIS中參與一個(gè)拓?fù)涞乃幸仡?lèi),必須在同一個(gè)要素集內(nèi)(也就是具有同一的空間參考),這樣進(jìn)行的拓?fù)錂z查才是精確的[5]。 一個(gè)要素集可以有多個(gè)拓?fù)?,但每個(gè)要素類(lèi)只能參與一個(gè)拓?fù)?,一個(gè)拓?fù)渲锌梢远x多個(gè)規(guī)則[6,7]。構(gòu)建1︰25萬(wàn)區(qū)域地震構(gòu)造圖數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),矢量數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在統(tǒng)一的系統(tǒng)中,所以本文采用基于對(duì)象數(shù)據(jù)模型的Geodatabase數(shù)據(jù)格式。
在已建好的個(gè)人數(shù)據(jù)庫(kù)(personl Geodatabase)基礎(chǔ)上,創(chuàng)建一個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)集(Feature Dataset),導(dǎo)入矢量化好的1︰25萬(wàn)地層數(shù)據(jù),包括原始線文件和由線生成的地層面文件。在ArcCatalog中,右鍵點(diǎn)擊要素集,選擇New-Topology(如圖1),在打開(kāi)的拓?fù)鋵?duì)話框中選擇需要進(jìn)行檢查的矢量數(shù)據(jù)層,然后根據(jù)需要依次選擇相應(yīng)的拓?fù)湟?guī)則。線圖層選擇不能重疊,不能有懸掛點(diǎn),面圖層選擇不能重疊和不能有縫隙。
圖1 建立拓?fù)?/p>
將建立好的拓?fù)鋽?shù)據(jù)加載到ArcMAP中(如圖2,紅色為拓?fù)溴e(cuò)誤),在編輯器中開(kāi)始編輯,從Topology工具條中打開(kāi)Error Inspector,搜索有問(wèn)題圖斑。針對(duì)大批的拓?fù)溴e(cuò)誤逐一修改,會(huì)降低工作效率,本文對(duì)此類(lèi)問(wèn)題提出了處理方法。
圖2 拓?fù)溴e(cuò)誤示意圖
圖3 拓?fù)溴e(cuò)誤顯示列表
圖4 所選中的拓?fù)溴e(cuò)誤顯示為黑色
1)面不能相互重疊。在打開(kāi)的拓?fù)溴e(cuò)誤顯示列表中,觀察Feature1和Feature2的編號(hào)。以圖3為例,選中Feature1編號(hào)皆為135,同時(shí)Feature2編號(hào)皆為356的圖斑,這樣相鄰兩個(gè)面的所有拓?fù)溴e(cuò)誤都被選中(如圖4),右鍵選擇Create feature,將重疊部分生成一個(gè)新的要素;打開(kāi)面地層屬性表,按照?qǐng)D形面積重新排列所有面要素,新生成的面要素area基本為0,選中;然后利用Editor下的merge把生成的面合并到相鄰的面里面,此時(shí)只需一步,選擇面135或者面356。按照這樣的處理方法,依次修改其余面重疊問(wèn)題。
2)面不能有縫隙。打開(kāi)拓?fù)溴e(cuò)誤顯示列表,會(huì)發(fā)現(xiàn)Feature1和Feature2的所有編號(hào)同時(shí)為0(如圖5 ),此時(shí)就不能用以上方法解決問(wèn)題。本文提出兩種解決方法:
圖5 編號(hào)同時(shí)為0情況示意圖
① 勾選拓?fù)溴e(cuò)誤列表中的Visible Extent only,在圖中尋找Create feature后能合并到同一個(gè)面中的拓?fù)溴e(cuò)誤,將其放大到可視范圍內(nèi),在拓?fù)溴e(cuò)誤列表中重新搜索,所顯示出的拓?fù)溴e(cuò)誤都是當(dāng)前視圖范圍內(nèi)的,然后生成新要素,加以合并。以圖6為例,所示的拓?fù)溴e(cuò)誤生成新要素之后,都可以合并到黃色面里,這樣可以一次解決多個(gè)面有縫隙的問(wèn)題。
圖6 可視范圍內(nèi)的拓?fù)溴e(cuò)誤選擇
②選擇task里的auto-complete polygon工具,用草圖工具跨過(guò)縫隙繪制一條線,縫隙區(qū)域會(huì)自動(dòng)生成兩個(gè)多邊形,然后運(yùn)用merge合并到相鄰面里。
3)線不能重復(fù)。選中列表中的拓?fù)溴e(cuò)誤,點(diǎn)擊右鍵選擇Select Features,會(huì)將有問(wèn)題的線要素選中,點(diǎn)擊Topology工具條上的Planarize Lines工具,直接將重疊線去除。
4)線不能有懸掛。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)線進(jìn)行修改,可以在拓?fù)溴e(cuò)誤列表中選中同一懸掛錯(cuò)誤,右鍵選擇Extend(延伸) 或者Trim(裁剪)。延伸或裁剪時(shí)需輸入一個(gè)距離值,小于該值的懸掛線會(huì)被自動(dòng)延伸或者裁剪。
隨著1)~4)的處理完成,可以得到?jīng)]有拓?fù)溴e(cuò)誤的矢量化地層,根據(jù)原始紙質(zhì)地圖的地層信息,依次完成屬性表的編輯、地層符號(hào)化與顏色整飾等,得到效果圖(圖7)。
數(shù)字化過(guò)程中,出現(xiàn)拓?fù)溴e(cuò)誤是不可避免的,圖幅較為復(fù)雜時(shí),拓?fù)溴e(cuò)誤甚至成千上萬(wàn),面對(duì)大量的拓?fù)溴e(cuò)誤,傳統(tǒng)的、逐一修改的方法是不可取的,不僅降低工作效率,而且容易漏改。本文以構(gòu)建1∶25萬(wàn)區(qū)域地震構(gòu)造圖數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)遇見(jiàn)的矢量化地層數(shù)據(jù)拓?fù)鋯?wèn)題為例,提出了幾種常見(jiàn)拓?fù)溴e(cuò)誤的快速批量修改方法,包括面重疊、面之間有縫隙、線重復(fù)、線有懸掛等現(xiàn)象,節(jié)省了數(shù)據(jù)生產(chǎn)時(shí)間,同時(shí)提高了地層數(shù)據(jù)質(zhì)量,確保數(shù)據(jù)符合活斷層入庫(kù)要求,為數(shù)據(jù)分析、更新、查詢以及出圖奠定了基礎(chǔ)。
圖7 地層效果圖
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P208
B
1672-4623(2017)12-0073-03
10.3969/j.issn.1672-4623.2017.12.023
2016-12-16。
陜西省地震局啟航與創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目(201303);陜西省防震減災(zāi)“十二五”重點(diǎn)資助項(xiàng)目(1521102700055)。
張藝,碩士,主要從事城市活斷層數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作。