姚兵 劉曉

（江西省自然資源檔案館 江西南昌330025）

1 引言

地圖制圖自動(dòng)化與智能化是當(dāng)前制圖領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，模板制圖是實(shí)現(xiàn)制圖自動(dòng)化，提高制圖效率的一種手段[1]。近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的加快，原有的制圖成果數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性無(wú)法滿足要求，為滿足地圖制圖的需求，建立江西省地圖制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)勢(shì)在必行，預(yù)期成果主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)以及相關(guān)技術(shù)文檔等。它是利用數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)完成地圖制圖矢量數(shù)據(jù)的對(duì)象化建模與集成建庫(kù)，建成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)我省國(guó)情監(jiān)測(cè)、地名普查、境界普查等現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的成果數(shù)據(jù)的集成管理，為地圖制圖提供相關(guān)矢量數(shù)據(jù)源。

江西省地圖制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)是基于Geodatabase 數(shù)據(jù)模型、對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，利用數(shù)據(jù)入庫(kù)檢查、處理與入庫(kù)工具軟件，對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層預(yù)處理、入庫(kù)前檢查、數(shù)據(jù)入庫(kù)等系列處理后，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集中統(tǒng)一在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)及管理，實(shí)現(xiàn)地圖制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的集成管理、成果展示、更新維護(hù)和應(yīng)用服務(wù)等方面的功能[2]。

2 地圖制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)流程

數(shù)據(jù)建庫(kù)流程主要包括資料收集分析、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分層預(yù)處理、數(shù)據(jù)入庫(kù)前檢查、數(shù)據(jù)入庫(kù)、建庫(kù)處理等。流程如圖1 所示。

圖1 流程圖

2.1 資料收集分析

（1） 江西省地理國(guó)情監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù), 時(shí)點(diǎn)為2019 年6 月底，作為建庫(kù)的基礎(chǔ)資料，境界數(shù)據(jù)、人文景觀數(shù)據(jù)以此為準(zhǔn)，還作為小水系、道路的補(bǔ)充資料。

（2）收集的水系資料,作為建庫(kù)的基礎(chǔ)資料，水系名稱以水利資料為準(zhǔn)，江西省水系圖作為補(bǔ)充資料。

（3）以2010 年以前江西省5 萬(wàn)DLG 數(shù)據(jù)作為建庫(kù)的原始資料，地形地貌數(shù)據(jù)、水系矢量數(shù)據(jù)以此為基礎(chǔ)資料，國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、DOM 影像數(shù)據(jù)為作為補(bǔ)充資料。

（4）以2016 年12 月底江西省第二次全國(guó)地名普查成果數(shù)據(jù)作為建庫(kù)的基礎(chǔ)資料，自然村及行政駐地?cái)?shù)據(jù)、道路及其附屬設(shè)施數(shù)據(jù)以此為準(zhǔn)，江西省各縣區(qū)的政區(qū)圖、DOM 影像數(shù)據(jù)作為補(bǔ)充資料。

（5）以2019 年6 月江西省GPS 道路成果數(shù)據(jù)作為公路等級(jí)、編號(hào)及名稱參考資料。

（6）江西省水系圖，作為參考資料。（7）江西省各縣區(qū)的政區(qū)圖，作為參考資料。（8）江西省各縣區(qū)的DOM，作為參考資料。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.2.1 數(shù)據(jù)分層模型

江西省地圖制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)管理的數(shù)據(jù)主要是點(diǎn)狀要素、線狀要素以及面狀要素，其中，點(diǎn)狀要素、線狀要素與面狀要素兩兩之間相互獨(dú)立，又相互有關(guān)聯(lián)，存在著邏輯上位置關(guān)系。例如，火車站的點(diǎn)位與鐵路線之間存在共線包含關(guān)系。簡(jiǎn)單說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)按相關(guān)的等級(jí)或類型統(tǒng)一分層存儲(chǔ)，分層的數(shù)據(jù)之間存在著一定的邏輯關(guān)系。

2.2.2 相關(guān)文檔數(shù)據(jù)模型

與江西省地圖制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)文檔包括專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)、相關(guān)技術(shù)規(guī)定、數(shù)據(jù)生產(chǎn)專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)設(shè)計(jì)方案、成果數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與驗(yàn)收?qǐng)?bào)告、技術(shù)總結(jié)等，相關(guān)文檔數(shù)據(jù)概念模型如圖2 所示。

圖2 相關(guān)文檔數(shù)據(jù)概念模型

2.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)

Oracle Spatial 將空間過(guò)程和操作直接轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核中，可提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可伸縮性、安全性和性能。數(shù)據(jù)庫(kù)基于Oracle Spatial 下的GeoDatabase模型進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)，使用SDO_GEOMETRY 類型字段存儲(chǔ)GIS 的空間數(shù)據(jù)，所有制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一在2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系、以度為單位的地理坐標(biāo)下建庫(kù)[3]。

矢量數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)集（Feature Dataset）和要素層（Feature Class）組織，要素層采用點(diǎn)、線、面表達(dá)。

2.2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)

在邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)層多的特點(diǎn)，為提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)查詢?yōu)g覽分析效率，減少日后數(shù)據(jù)更新維護(hù)壓力，設(shè)計(jì)并確定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)物理設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容[4]?；A(chǔ)數(shù)據(jù)按矢量數(shù)據(jù)集（Feature Dataset）和要素層（Feature Class）進(jìn)行存儲(chǔ)和組織，圖形數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中采用Geodatabase 的SHAPE 字段進(jìn)行物理存儲(chǔ)，相應(yīng)屬性按照屬性字段進(jìn)行物理存儲(chǔ)。矢量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)由成果數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入并刪除多余字段或添加必要字段后形成。

2.3 數(shù)據(jù)分層預(yù)處理

2.3.1 數(shù)據(jù)分析提取

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案，對(duì)已有資料分析，提取分層數(shù)據(jù)需現(xiàn)勢(shì)性最好的，采集精度更高，能滿足地圖制圖工作需要的成果數(shù)據(jù)。

（1）境界數(shù)據(jù)

矢量數(shù)據(jù)集名稱為境界，要素層包含省界、地市界、縣市區(qū)界以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)界，以國(guó)情監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

（2）自然村及行政駐地?cái)?shù)據(jù)

矢量數(shù)據(jù)集名稱為自然村及行政駐地，要素層包含自然村、行政村、鄉(xiāng)級(jí)政府駐地、縣級(jí)政府駐地、市級(jí)政府駐地、省級(jí)政府駐地。

（3）水系及其附屬設(shè)施數(shù)據(jù)

矢量數(shù)據(jù)集名稱為水系及其附屬設(shè)施，要素層包含河流_線、河流_面、湖泊、水庫(kù)、電站。

（4）道路及其附屬設(shè)施數(shù)據(jù)

（1）經(jīng)銷商的信用以及財(cái)務(wù)狀況：詳細(xì)調(diào)查經(jīng)銷商的經(jīng)營(yíng)理念、商業(yè)道德、誠(chéng)信度、公共關(guān)系與社會(huì)責(zé)任；評(píng)估其資金實(shí)力(銀行存款、現(xiàn)金、股票、債券等)，可投入B公司產(chǎn)品的有效資金必須達(dá)到規(guī)定要求。

矢量數(shù)據(jù)集名稱為道路及其附屬設(shè)施，要素層包含城市道路、高速公路、國(guó)道、省道、縣道、鄉(xiāng)道、專用道路、鐵路、火車站、橋梁。

（5）人文景觀數(shù)據(jù)

矢量數(shù)據(jù)集名稱為人文景觀，要素層包含風(fēng)景名勝區(qū)、工業(yè)園區(qū)、森林公園、濕地公園、自然保護(hù)區(qū)。

（6）地形地貌數(shù)據(jù)

矢量數(shù)據(jù)集名稱為地形地貌，要素層包含山峰、山脈。

2.3.2 數(shù)據(jù)對(duì)象化處理

對(duì)矢量數(shù)據(jù)實(shí)體進(jìn)行對(duì)象化處理，包括屬同一對(duì)象相同屬性的相鄰要素合并、以及對(duì)屬性掛接提取的矢量的同名矢量數(shù)據(jù)的甄別。

（1）同一實(shí)體對(duì)象相鄰要素合并

成果數(shù)據(jù)中一個(gè)地物對(duì)象可能對(duì)應(yīng)多個(gè)圖形要素，為方便對(duì)象化統(tǒng)計(jì)分析，需要將相鄰、屬性一致、屬于同一對(duì)象的要素合并為一個(gè)對(duì)象。

（2）同名矢量數(shù)據(jù)的甄別

對(duì)每一層源數(shù)據(jù)的要素提取，數(shù)據(jù)的核實(shí)檢查必不可少。以水庫(kù)數(shù)據(jù)為例，水庫(kù)名稱以水利資料提供為準(zhǔn)，矢量數(shù)據(jù)以5 萬(wàn)DLG 為準(zhǔn)，根據(jù)屬性掛接，匹配到DLG 中同名的面狀水庫(kù)或許有很多，可能其中一個(gè)是與之對(duì)應(yīng)的矢量，但也可能一個(gè)都不是，尤其是多對(duì)多，屬性與矢量的對(duì)應(yīng)關(guān)系必須要注意甄別。

2.3.3 數(shù)據(jù)核實(shí)檢查

采取ARCGIS 軟件，通過(guò)人機(jī)交互方式核實(shí)，主要對(duì)路網(wǎng)、水網(wǎng)的連通性檢查，屬性賦值，單線水與面狀水的邏輯關(guān)系、面狀水與建筑物不相交檢查以及拓?fù)潢P(guān)系等檢查。

2.3.4 屬性結(jié)構(gòu)調(diào)整

根據(jù)地圖制圖的需求,進(jìn)行保留、修改、刪除屬性字段以及對(duì)矢量編輯處理。例如公路LRDL 層，保留原國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)公路層的“全稱”、“類型”屬性字段，再將矢量數(shù)據(jù)按同一道路名稱融合處理。對(duì)多余的“車道數(shù)”、“鋪設(shè)材料”等屬性字段刪除，對(duì)等級(jí)道路改道，原道路降級(jí)處理的情況，可添加屬性字段說(shuō)明。

2.3.4 數(shù)據(jù)更新完善

為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的真實(shí)性，需對(duì)數(shù)據(jù)更新完善，對(duì)有疑問(wèn)之處，根據(jù)收集江西省水系圖、每年的行政區(qū)劃簡(jiǎn)冊(cè)以及GPS 道路數(shù)據(jù)等相關(guān)資料，按照內(nèi)外業(yè)結(jié)合的作業(yè)方式去完善。

2.4 數(shù)據(jù)入庫(kù)前檢查

2.4.1 數(shù)據(jù)入庫(kù)前檢查內(nèi)容

（1）文件和結(jié)構(gòu)一致性：數(shù)據(jù)文件和目錄組織、數(shù)據(jù)集和圖層、屬性項(xiàng)。

（2）拓?fù)湟恢滦裕簩觾?nèi)、層間拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、要素與覆蓋一致性。

（3）其它邏輯一致性：屬性項(xiàng)值域、數(shù)據(jù)來(lái)源一致性、矢量數(shù)據(jù)共線共面一致性、元數(shù)據(jù)內(nèi)容與實(shí)際數(shù)據(jù)一致性。

（4）空間參考正確性：坐標(biāo)系基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)、投影。

（5）矢量數(shù)據(jù)接邊：包括省內(nèi)及省際接邊。

2.4.2 數(shù)據(jù)入庫(kù)前檢查要求（1）成果數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、技術(shù)文檔等文件齊全。

（2）各矢量要素層的坐標(biāo)系基準(zhǔn)、高程基準(zhǔn)、地圖投影等空間參考設(shè)置須符合數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)定要求。

（3）線狀要素不能有重疊線、獨(dú)立線、微短線、冗余節(jié)點(diǎn)、斷點(diǎn)、假結(jié)點(diǎn)、懸掛線以及自相交等。

（4）行政區(qū)劃界線層中界線要素是否與相應(yīng)級(jí)別行政區(qū)界線重疊。省級(jí)行政區(qū)、地、市、州級(jí)行政區(qū)、縣級(jí)行政區(qū)、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)行政區(qū)下一級(jí)行政區(qū)面是上一級(jí)行政區(qū)面的嚴(yán)格剖分。

（5）點(diǎn)狀要素、線狀要素與面狀要素三者之間存在的邏輯關(guān)系是否合理。

2.5 數(shù)據(jù)入庫(kù)

數(shù)據(jù)入庫(kù)包括境界數(shù)據(jù)、自然村及行政駐地?cái)?shù)據(jù)、水系及其附屬設(shè)施數(shù)據(jù)、道路及其附屬設(shè)施、人文景觀數(shù)據(jù)、地形地貌數(shù)據(jù)。

（1）建庫(kù)環(huán)境：ArcGIS 10.1、1 臺(tái)高性能服務(wù)器。

（2）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)：創(chuàng)建各數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建表空間和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)文件，設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)。

（3）數(shù)據(jù)入庫(kù)：將已完成分層預(yù)處理和入庫(kù)前檢查的各分層數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)。

（4）建立數(shù)據(jù)庫(kù)索引：包括矢量數(shù)據(jù)索引、屬性索引。

2.6 建庫(kù)處理

數(shù)據(jù)入庫(kù)完成后，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各層數(shù)據(jù)位置精度、屬性精度、邏輯一致性以及拓?fù)潢P(guān)系核查，各層要素疊加后應(yīng)保持協(xié)調(diào)一致；不同數(shù)據(jù)源的坐標(biāo)系不一致時(shí)，需進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換統(tǒng)一坐標(biāo)系。

3 結(jié)束語(yǔ)

地圖制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建立是一項(xiàng)極其重要的工作，可減少很多重復(fù)數(shù)據(jù)整理工作，為地圖制圖提供現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的底圖數(shù)據(jù)。建立地圖制圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)具有明顯的優(yōu)越性和良好的前景，只有不斷更新數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性、改進(jìn)地圖制圖編制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成管理、成果展示、更新維護(hù)和應(yīng)用服務(wù)等方面的功能，才能滿足地圖制圖的需求。

基于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)編輯、轉(zhuǎn)換、入庫(kù)的一體化控制，通過(guò)設(shè)計(jì)要素表達(dá)規(guī)則和開(kāi)發(fā)地圖制圖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)派生制圖數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了入庫(kù)數(shù)據(jù)和制圖數(shù)據(jù)的一體化管理，避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)建設(shè)[5]。