MapGIS下空间数据库的建立及其典型问题研究.pdf

第30卷 第11期 2005年11月 武 汉 大 学 学 报 信 息 科 学 版 Geomatics and Ination Science of Wuhan University Vol. 30 No. 11 Nov. 2005 收稿日期2005205212。 项目来源国家863计划资助项目2003182000042 7 。 文章编号16712886020051121029205文献标志码A MapGIS下空间数据库的建立及其典型问题研究 李定平1 ,2 胡光道1 程 路2 1 中国地质大学武汉数学地质遥感地质研究所,武汉市鲁磨路388号, 430074 2 云南省地质矿产勘查开发局信息中心,昆明市东风东路87号,650051 摘 要以云南省地质图、 水文地质图空间数据库的建立为例,通过对空间数据库建设中资料准备、 图形矢量 化、 空间数据处理及文件转换四个过程的分析,总结了在进行回溯型空间数据库建库过程中需要注意的一些 典型问题,并提出了解决的办法。论述了在Map GIS下空间数据库建立过程中的一些技巧及经验。 关键词空间数据库;地质图;水文地质图;属性数据;GIS;Map GIS;Arc/ Info 中图法分类号P208 自1996年起,我国开始在地学领域建立基础 地学空间数据库。到目前为止,已基本建成或正 在建设从1 5万到1 250万的系列地质图、 水文 地质图空间数据库/图形数据库。目前的空间数 据库建设一般属于回溯型建设,即在原有资料的 基础上进行数字矢量化。一般按资料准备、 图形 矢量化、 空间数据库处理及文件转换等四个阶段 分别实施。空间数据库建设流程如图1所示。 1 关于建库前的准备工作 1. 1 空间数据库目录结构 地质图、 水文地质图空间数据库文件夹的目 录共分四级,目录结构如图2所示。 1. 2 图件扫描 图件扫描是空间数据库建设中最基础、 最关键 的一步。因此,用于扫描的原图应选择未折叠过的 或者破损最小的图件。由于地质图、 水文地质图的 图面一般都比较复杂,为了提高矢量化的精度,降 低出错率,最好采用具有800 dpi或以上光学分辨 率、24位或以上真彩色的工程扫描仪进行扫描。 如果扫描后的图像文件太大而不便于矢量化 操作,可用图像工具软件将其转换为256色图像。 扫描参数按原图的清晰度一般选择300 dpi左右 的真彩色,如果扫描仪有黑、 白点设置功能,则应 在预扫时设置好原图的黑、 白点,这样可大大提高 扫描图像的清晰度并得到较好的色彩还原。 扫描时应尽量在扫描前把图纸放正而避免用 软件校正。 1. 3 系统文件库、 图例版工程库 同一批图应使用统一的Map GIS的系统库, 将其放入文件夹README中,以保证以后数字 化图形的统一和正确输出。 在矢量化前除了统一系统库外,最好还应编 制统一的图例版工程库,这样可使所建数据库具 有统一的线形、 符号和花纹。 2 空间数据的矢量化 2. 1 图形的矢量化 矢量化前要统一工作平台。矢量化文件存入 RASTER文件夹中。 矢量化时应注意以下几个 问题。 1 矢量化应按地理版 → 地质版 → 水文地质 版的图层顺序进行。 2 矢量化时应提取图例版以达到参数的统 一。图例版上没有的图元,可根据底图自行定义。 添加新的符号或线型必须做记录,以便统一修改。 3 矢量化时将光栅文件放大50～100倍,沿 光栅图像的中线用“线编辑” 的 “输入线” 功能选 择 “折线参数” 进行矢量化,应避免打折、 尖角等现 象。 武 汉大学学报 信息科学版2005年11月 图1 空间数据库建设工作流程图 Fig. 1 Flow Chart of Building the Spatial Database 4 矢量化时尽量用F12方式从线上捕点,在 此方式下用靠近线母线加点可避免以后区边界 和线的不重合现象。 5 河流的录入严格按照从上游到下游的方 向进行,在主流与支流交汇处需建立结点,双线 河、 河心滩等水体应在分叉处将线剪开,以保持河 流流向的一致性。 6 当嵌图小插图与主图的表示不一致时, 应以主图的表示为准。 7 图内只作打图用的内容沼泽地、 居民地 注记、 面状注记、 花纹等放入地理底图注释层。 2. 2 矢量化图形的检查 图形矢量化后,将所有点、 线文件建立一个工 程文件,把矢量图套合在光栅图上放大50～100 倍左右以不偏离中心线为宜 , 利用 “关所有层” 、 “改层开关” 等功能检查矢量线、 点是否偏离光栅, 是否打折、 变形及错漏。修改完整后,再按原图的 区块进行粗略的造区,建立工程文件打印全要素 图,与原图对照进行自、 互检查,再由相关的专业 人员进行检查,检查时按方里网的顺序从左到右、 从上到下逐格对照原图进行检查。错、 漏图元分 别用引线在图的空白处进行标记,以便处理。 2. 3 矢量化图形保存 矢量化文件为最基础文件,不允许用校正后 的文件进行替换或者将其删除。以后的误差校 正、 属性挂接等空间编辑操作工作应从RASTER 文件夹中复制到相应文件夹下进行,当发现个别 图元变形、 错漏时,不允许直接对其空间对象进行 修改,应先将原始矢量化文件中的错误改正,再将 其复制到相关图层进行修复。 3 空间数据处理 3. 1 误差校正 误差校正是指将原始矢量化图校正到标准方 里网图框上。校正时应将RASTER中的原始矢 量文件复制一份到MAP文件夹中。校正文件包 括方里网及内图框,校正点应按从上到下、 从左到 右的顺序采集,单独存放作为实际值。 标准图框用高斯坐标实线公里网、 化学模式 和北京或西安坐标系生成,并作为理论值进行 校正。浏览编辑控制点,如果残差大于0. 01 ,则 需重新校正。符合要求后将校正控制点文件校 正控制点精度为小数点后12位存入RASTER 文件夹中,并用标准内图框替换原图框。 3. 2 建立分图层文件 经过误差校正后,用Map GIS的 “改当前层” 、 “存当前层” 的功能,按照 “图形数据分层表” 分别 建立分层文件并存入MAP文件夹。图层的划分 及命名应严格按相关的规范和指南要求执行。对 于不参加拓扑造区的线文件,应将其按图层分别 保存并与内图框进行靠边处理。 3. 3 赋特殊线属性及区编辑 这里所说的线是指那些拓扑造区时产生结点 的线,如断层、 水体等,提前赋属性是因为拓扑剪 断后同一个空间对象将变成多个,大大增加赋属 性的工作量。 造区前赋属性注意以下事项。 1 进行500点打断再赋属性。 2 断层应先赋属性,检查无误后添加与造区 有关的其他线文件并自动剪断线,将剪断后的断 层图层作为正式文件保存。 3 水系中的湖泊、 水库、 双线河的做法和断 层完全相同。 4 交通和等高线图层是不参加造区的地理要 素,在经纬度文件夹下应先进行连接、 建立结点关 0301 第30卷第11期李定平等Map GIS下空间数据库的建立及其典型问题研究 图2 目录结构图 Fig. 2 Structure of Directory 系等操作后再赋属性。等高线属性用高程自动赋 值法赋值。 按建库指南要求,图框外的柱状图的区图元 需要赋予属性,而柱状图本身无具体的空间位置 坐标,因此,由柱状图的区图元属性建立的地层层 序属性文件保存在MAP文件夹下。 将参加造区的线文件建立一个工程文件,用 自动剪断线系统参数中 “结点/裁剪搜索半径” 范 围设为0. 000 001对照原图删除与造区无关的线 段,进行线拓扑错误检查,检查对象包括微短线、 打折、 坐标点重叠等。将经过错误处理后的造区 线文件保留一份以便在以后发现区问题时提取修 改。然后,采用线转弧段 → 区拓扑错误检查 → 拓 扑重建形成一个综合区文件,各个图层文件分别 从此综合区文件中提取各自的区图元。 3. 4 全要素图的输出与图面检查 将参与喷图的全部要素建立一个工程文件并 打印输出。建立全要素工程文件时,应注意各图 层要素的压盖关系,必须保证打印输出的图形和 原图完全一致。应逐个对照原图进行检查。对有 问题的图元分别用引线在全要素图的空白处进行 标记,以便处理。 3. 5 坐标校正 将检查无误的左下角坐标为0的空间数据校 正到图幅国际标准图框的实际经纬度坐标。 4 投影与文件转换 为了使空间数据库适应各种环境的要求,对 整理好的数据还要进行各种坐标系统及运行平台 格式的转换。由于图形的分层文件是在以mm 为单位、 左下角坐标为原点的图纸坐标下完成的, 按要求要提交以mm为单位的北京、 西安坐标系 和经纬度的数据。 1 北京、 西安坐标系的转换。先将文件复制 到各投影系的相应文件夹中,在Map GIS下采用 成批投影进行转换。 2 Arc/ Info文件的转换。将Map GIS的 1301 武 汉大学学报 信息科学版2005年11月 E00格式文件在Arc/ Info的ARCSHELL模块 下,用Import、COVERAGE等命令进行文件格 式及以度为单位的坐标转换。重建点、 线、 文件的 拓扑关系,面文件直接进行拓扑重建,容差值取 0. 000 001 ,放入Arc/ Info文件夹中。 3 将Arc/ Info文件转换中得到的E00格式 文件,放入E00文件夹中,作为正式E00格式文 件。 参 考 文 献 1 中国地质调查局.地质图空间数据库建设工作指南 2. 0 版 . http / / www. cgs. ,2001 2 中国地质调查局.区域水文地质图空间数据库图层及 属性文件格式标准. http / / www. cgs. gov. cn ,2001 3 孙卫东. MAPGIS 6. 6在数字水文地质图空间数据库 建库中的应用.新疆地质,20049 323～325 4 赵 军,张 彤,廖 蕾.建立1 20万1 5万数字地 质图空间数据库的方法内蒙古部分 . 内蒙古地质, 20004 13～24 5 霍改兰,冯宝爱.浅谈1 20万数字水文地质图空间数 据库建库工作方法及流程.水文地质工程地质,2003 2 65～68 6 陈为公,陈为标,蔡洪春.基于Map GIS的地学空间数 据库中数据质量的研究.地质与资源,20024 233～ 235 7 崔 放,连长云.全球矿产资源潜力评价空间数据库 数据模型探讨.地质科技情报,20026 99～102 第一作者简介李定平,教授级高级工程师,主要研究方向为基础 地学空间数据库、GIS、 地学信息管理系统开发。主要成果全国 1 20万地质、 水文地质空间数据库云南 , 云南省1 50万地质 矿产信息系统,中南半岛六国矿产资源数据库建设及资源开发 评价。 E2mail Dingping public. km. The Building of Spatial Database Based on MapGIS and the Discussion of Its Typical Questions L I Dingping1 ,2 HU Guangdao1 C H EN G L u2 1 Institute of Mathematics Geology and Remote Sensing Geology , China University of Geosciences , 388 Lumo Road ,Wuhan 430074 ,China 2 Yunnan Geology and Mineral Resources Bureau , 87 East2Dongfeng Road , Kunming 650051 ,China Abstract Through the building of spatial database of Yunnan Province base on geological map and hydrological geological map , this paper gives a particular introduction of the four parts the data pretreatment ,the image vector , the space database processing and the files conversion during the work ,and makes summary for the typical question and their solution. The paper also makes a demonstration that the solutions are applicable to solve problems in the procedure of building spatial database on the other geographic ination system plat2 . Key words spatial database ; geological map ; hydrological geological map ; attribute data ; GIS;Map GIS;Arc/ Info About the first author LIDingping , senior engineer. His major is geodetection and ination technology and he focuses on the research of fundamental geology spatial data base , GIS , geology ination system development. His main achievement are 1 200 ,000 geological and hydro2geological spatial database Yunnan , 1 500 000 geological mineral ination system of Yunnan Province , and the building of mineral database for the six countries in Central South Peninsula and uation on their minerals development. E2mail Dingping public. km. yn. cn 2301