MapGIS到ArcSDE的数据转换方法与实践.pdf

第3期,总第65期国 土 资 源 遥 感No. 3, 2005 2005年9月15日REMO TE SENSING FOR LAND ArcSDE; MapGIS SDK; ArcObjects;数据转换 中图分类号 P 208 文献标识码 A 文章编号 1001 - 070X2005 03 - 0030 - 04 0 引言 随着GIS的广泛应用,其使用范围涉及多学科、 多部门,但各部门在开发地理信息系统时,通常根据 本部门的特定情况,采用不同的数据建模方法,选用 不同厂商的GIS软件。由于不同软件采用不同的空 间数据格式,对地理数据的组织有很大的差异,这使 得运用不同GIS软件开发的系统之间数据交换存在 困难。另外,不同的应用部门对地理现象的理解不 同,对地理信息有不同的数据定义,使得各领域在共 同协作中进行信息共享和交流时存在障碍,导致空 间数据利用率比较低,数据重复采集和不兼容现象 时有发生,因此,实现有效数据转换和共享成为GIS 发展的迫切需要 [1 ]。 目前,在地籍管理中县乡级的数据一般采用 MapGIS格式,而省市级或直管部门一般都采用大型 关系数据库来集中管理数据,实现在一套连续完整 的数据上对地籍变更进行实时监控,进而制止非法 用地现象。ESR I的ArcSDE是目前空间数据和属性 数据组织最好的产品之一,采用的是全新的Geodata2 base数据模型。从空间数据管理的角度来看,ArcS2 DE可看成是一个连续的空间数据模型,借助这一模 型,可用关系型数据库管理空间数据。在关系型数 据库中融入空间数据后, ArcSDE可以提供对空间、 非空间数据进行高效率操作的数据库服务。由于 ArcSDE采用的是客户/服务器体系结构,大量用户 可同时并发地对同一数据进行操作 [2 ]。基于此 ,需 要将县乡级数据MapGIS格式转换成ArcSDE格式, 充分利用MapGIS格式中原有的信息资源。 1 数据转换比较研究 一般的GIS软件提供数据转换模块,数据转换 成功与否从以下方面考虑① 地物空间信息在转换 后精度是否发生变化;② 与空间信息相对应的属性 信息是否能完整转换,能否实现图形和属性的关联; ③ 注记信息和符号信息能否实现转换。 MapGIS 6. 5提供了MapGIS转换成Arc/ Info公 开格式, Arc/ Info标准格式、shape文件格式、 输出 E00格式等,这几种转换方式虽然都能实现数据的 转换,但是都存在问题,难以实现数据完整准确转 换。具体分析如下 通常由MapGIS转向Arc/ Info时,在Arc/ Info上 既希望有空间数据,又希望有与之相对应的属性数 据。在MapGIS点文件中,点的类型分为子图、 注释、 圆、 弧、 图像、 版面,如以Arc/ Info的内部交换格式输 出 E00 格式 , 其中子图、 注释都可以转入Arc/ Info, 子图若以子图号的方式输出,在Arc/ Info中就没有 与之相对应的子图符号来表示,图形信息难以进行 全面表达,相应子图的属性信息也无法转换过来,无 法实现进行图形和属性的关联。 若以Arc/ Info的shape格式输出, MapGIS点文 件的注释信息在转换后发生丢失,并且由于shape 格式不存储拓扑信息,所以MapGIS的拓扑信息也 无法保存。 收稿日期 2005 - 03 - 09;修订日期 2005 - 05 - 18 第3期王海芹,等 MapGIS到ArcSDE的数据转换方法研究与实践 MapGIS转换成Arc/ Info公开格式、Arc/ Info标 准格式、shape文件格式及输出E00格式共同存在的 问题是各种符号信息的丢失,因为不同软件之间没 有共同的符号表示方法,所以在数据转换后必然发 生相应的符号信息丢失。 在数据转换方面,常用的软件是FME数据转换 器, FME Suite是一套完整的访问空间数据的解决方 案,可用于读写存储和转换各种空间数据。以FME 为中心,实现超过100种GIS及CAD空间数据格式, 如DWG、DXF、DGN、ArcInfo Coverage、Shape File、 ArcSDE、Oracle SDO等的相互转换。由于MapGIS属 于国产软件,目前FME Suite中还没有提供对其存储 和转换功能,所以无法实现从MapGIS向ArcSDE的 数据转换。 针对以上各种转换方法存在的问题,采用从底层 运用MapGIS SDK读取数据,通过ArcObjects组件将 数据写入ArcSDE,把MapGIS格式存储的地籍数据 准确地转存到ArcSDE中。 2 MapGIS和ArcSDE数据组织比较 MapGIS数据管理的核心概念是工作区,存放空 间对象的空间数据、 拓扑数据、 图形数据和属性数 据,每个工作区都对应于一个MapGIS数据文件。工 作区分为点、 线、 面、 网、 表5种类型。在一个工作区 中,存放许多空间实体的个体,每个体都有唯一的实 体号,对实体数据的存取主要依据实体号。 ArcSDE模型结构基本元素有对象类、 要素类、 要素数据集、 关系类、 拓扑类、 几何网络、 取值范围、 约束规则、 栅格数据集、TI N数据集、 定位器。 对象类没有空间特性,其实例为可关联某种特定 行为的表记录,可以与MapGIS的表工作区相对应。 要素类是同类空间要素的集合,这些要素可以 为点、 线、 面。要素类之间可以单独存在,也可具有 某种关系,当不同要素类之间存在关系时,可以将其 组织到一个要素数据集中。一个要素类就相当于 MapGIS中的一个工作区。 要素数据集由一组具有相同空间参数的要素类 组成。它可对应MapGIS的一个工程文件。 关系类定义两个不同的要素类或对象类之间的 关联关系。 拓扑类定义一个要素类中各要素之间的拓扑关 系或者几个要素类之间的拓扑关系。对于关系类或 拓扑类在MapGIS中这些信息都存储在空间对象中, 没有单独作为一种方式进行存储。 3 MapGIS与ArcSDE差异和数据转换 由于MapGIS与ArcSDE数据组织方式不同,且 目前MapGIS与ArcSDE提供的数据转换方式不能达 到数据的完整转换,需要根据MapGIS提供的二次开 发组件MapGIS SDK与ESR I提供的ArcObjects组件 进行开发。 3. 1 MapGIS信息选择 由于MapGIS和ArcSDE在数据结构、 数据表达 上存在差异,因此在转换过程中需要对信息区分选 择。这主要体现在点状地物和面状地物转换过程中。 3. 1. 1 点状地物转换 在MapGIS中点状地物信息存放在点文件中。 点文件可以分成两种情况① 点文件中有点状地物 图形属性信息和与其相对应的注释信息;② 存放相 应的线文件或者面文件注释信息。在ArcSDE中点 状地物信息存放在点要素类中,注记信息有注释类 存放。因此MapGIS的点文件在读取信息时,首先, 需要判断读取的信息是点状地物信息还是注释信 息,如果是点状地物和其注释信息,则在ArcSDE中 需同时生成点要素类和注释类,在ArcSDE中不允许 出现重名的现象,在MapGIS中没有提供注释和与其 相应的线或者面之间的关联,所以在ArcSDE中只能 生成独立的注释类,而不选择生成与相应线或者面 要素类关联的方式。为了保证生成的注释类与 MapGIS注释信息保持一致,在读取MapGIS注释信 息时需记录注视角度、 汉字字体、 注释间隔、 汉字字 形等,然 后,将 这 些 信 息 通 过Arcobjects中 的 TextSymbol、StdFont、TextElement、Trans 2D组件 类来进行设置,确保信息的准确性。 3. 1. 2 面状地物转换 在MapGIS中,面状地物存储在区文件中,由弧 段构成;在ArcSDE中,面要素由一系列点组成。这 两种存储结构的区别在于MapGIS中公共边只需存 储一次,而ArcSDE中公共边需要存储两次,并分别 组成两个面要素。获取MapGIS中组成面的弧段信 息,会存在以下问题① 结点的信息获取两次,相应 在ArcSDE存储两次,造成信息重复;② 由于弧段信 息是根据弧段序号获取,而组成一个面的两个弧段 的序号不一定先后连接,ArcSDE写弧段信息时按照 弧段序号写,这样会造成相互之间本不连接的弧段, 由于序号相连而在转换后相连,使ArcSDE中生成面 13 国 土 资 源 遥 感2005年 发生变形。最佳的方法是获取面边界的坐标,通过 这些边界点坐标值生成ArcSDE的面,这种方式能准 确的生成面要素。由于在MapGIS SDK中并没有提 供关于面拓扑的信息,所以ArcSDE中面状地物之间 的拓扑关系需要重新生成,拓扑在ArcSDE中提供拓 扑类存储信息,即可以存储一个面要素类中要素之 间的拓扑关系,也可以在同一个要素集里面实现拓 扑,即可以在任意需要的图层之间实现拓扑,不管这 些数据是多边形、 线还是点。 3. 2 类型相同表达方式不同信息的匹配转换 不同的GIS软件在信息表达方面存在区别,比 如符号信息,每个软件都有各自的符号库,在两符号 库中同类地物表达的符号不同,这就需要在转换信 息的过程中建立两个软件之间的符号匹配信息。 空间数据转入GIS后,要素并不能以符号显示, 符号信息丢失,就需要在新的平台下重新编辑,尤其 在地籍管理中,信息不准确易造成权属纠纷,且重编 辑操作过程中需要耗费大量的时间。解决的方法 是① 建立MapGIS和ArcGIS符号对照表,对照表 中记录MapGIS符号索引和相应的ArcGIS符号索 引;② 由于图上地理要素或与坐标无关的文字图形 如地图标题、 比例尺、 指北针等,ArcSDE不将其存入 数据库,即符号信息在ArcSDE中不提供记录,所以 要实现符号信息的转换,首先,需要在生成要素类时 添加上记录这些要素符号信息的字段,包含MapGIS 符号索引号、ArcGIS符号索引号、 符号的颜色等,然 后,将读取到的MapGIS中各地物符号信息写入 MapGIS符号索引号字段中,最后,根据MapGIS符号 索引号字段记录的内容,从对照表中读取相应的 ArcGIS符号,将其写到对应要素类的ArcGIS符号索 引号字段中;③记录各要素符号信息后,就可根据 这些信息对各要素进行自动赋符号操作。根据Arc2 MAP中编写自动要素来添加符号的组件,利用Ar2 cObjects中UniquueRenderer类、StyleGallery类、 StyleGalleryItem类、EnumStyleGalleryItem类等进行 符号匹配显示,最后将编辑完的要素类保存成. mxd 格式,以便用户在此基础上进行其它一系列操作。 优点是组件自动将所有的信息编辑完,并保证了信 息的准确 [3]。 3. 3 数据整合处理 经过转换入库的数据还存在一定的问题,还不 能直接用于空间分析,需要经过必要的编辑和处理, 例如图幅间空间数据的拼接问题。 在MapGIS中,数据是分幅进行管理的,而在 ArcSDE中采用无图幅管理方式。所谓无图幅数据 库,是指整个制图区域的制图物体在数据库中不论 是逻辑上还是物理上均为连续,也就是说有统一的 坐标系,无裂缝,不受传统图幅划分的限制,整个制 图区域在数据库中相当于一个整体。为实现无图幅 的数据库必须对图幅数据进行二次加工 [4 ]。 3. 3. 1 逻辑一致性处理 两个相邻图幅的空间数据库在接合处可能出现 逻辑裂缝,如一个要素幅图层中具有属性A,而在另 一幅图层中属性为B。此时,需要使用交互编辑的 方法,使两相邻图斑的属性相同,取得逻辑一致性。 如图1所示。 图1 要素逻辑统一检查 3. 3. 2 同属性多边形公共边的删除 当图幅拼接后,相邻图斑会有相同属性。此时, 应将相同属性的两个或多个相邻图斑组合成一个图 斑,即消除公共边界,合并共同属性。对于多边形的 属性数据,除多边形的面积和周长需重新计算外,其 余属性保留其中之一的图斑属性即可。如图2所示。 图2 相同属性图斑的合并 4 结论 1采用底层开发来实现MapGIS数据转入 ArcSDE的方法可行,能够保证转换后信息的精度, 实现图形属性信息、 注释、 符号信息的完整转换,达 到了数据转换的要求。 23 第3期王海芹,等 MapGIS到ArcSDE的数据转换方法研究与实践 2通过数据转换,在空间上把数据组织成一个 整体;在内容上把数据组织成层Layer结构,而且 分幅存放的数据进入数据库后,在逻辑上是无缝的, 没有图幅的概念,实现了数据的集中统一管理模式, 可实现省市级单位对县乡级单位地籍变更数据进行 集中统一管理的要求。 参考文献 [1] 胡良军,邵明安. 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By comparing the difference and commonness betweenMapGIS and ArcSDE, this paper proposes using filtration to covert point and polygon ination and using symbol compari2 son table to covert the symbols of two GIS softwares .This can meet the need of urban GIS exploitation. Key words MapGIS; ArcSDE; MapGIS SDK; ArcObjects; Data coversion 第一作者简介王海芹1979 - ,女,在读研究生,主要从事农业/土地信息系统研究。 责任编辑周树英 消息报道第十五届全国遥感技术学术交流会圆满召开 2005年8月19 - 23日,由中国科学院遥感应用研究所、 中国贵州航空工业集团有限责任公司、 中国地理学会环境 遥感分会承办的“ 第十五届全国遥感技术学术交流会 ” 在贵 阳市贵州饭店成功召开。来自全国各地的350余位代表出席 了会议。 本届会议是由中国地理学会环境遥感分会、 中国遥感委 员会、 国家遥感中心、 中国地质学会遥感地质专业委员会、 中 国海洋学会与中国海洋湖沼学会海洋遥感专业委员会、 中国 气象学会卫星气象与空间天气学委员会、 中国空间学会空间 遥感专业委员会、 中国测绘学会摄影测量与遥感专业委员会、 中国宇航学会遥感专业委员会、 中国航空学会电子专业委员 会、 中国自动化学会“ 三遥 ” 专业委员会、 地理信息系统协会 软件产业分会、 中国感光学会遥感专业委员会、 中国水利学会 遥感专业委员会、 中国土地学会土地信息与遥感分会等十五 家单位联合主办;国际光学工程学会SPIE遥感委员会、 遥 感科学国家重点实验室、 国家863计划13主题专家组、 国家 航天局航天遥感论证中心、 国家863计划微波遥感技术实验 室、 国家卫星海洋应用中心、 中国石油勘探开发研究院、 北京 大学遥感与地理信息系统研究所等8家单位协办。 大会共收到论文摘要346篇,其中108篇全文参加了会 议报告交流, 69篇全文参加了大会张贴展示,评选了16篇大 会优秀论文。会议专设的亚洲水稻卫星技术专题、 无人机平 台专题都得到了与会代表的充分肯定。中国地理学会环境遥 感分会主办的“ 第四届中国青年遥感辩论会- -星图ENV I 杯 ” 取得圆满成功。 20日上午,中国环境遥感学会名誉理事长、 中国科学院 院士陈述彭、 美国NASA、NOAA卫星数据同化联合中心主任 John Le Marshall、 中国科学院院士童庆禧、 中国地理学会环 境遥感分会理事长郭华东、 国家卫星气象中心主任杨军、 国家 卫星海洋应用中心主任蒋兴伟及中国科学院光电研究院副院 长李传荣先后作了大会特邀报告,交流了国内外遥感学科发 展的热点和方向。 本届会议在参会人数、 会议交流论文数量、 专邀外宾做大 会特邀报告、 会议讨论专题组成等方面得到了与会代表和大 会的充分肯定,取得了十分满意的效果,为我国的遥感技术学 术交流做出了应有的贡献。 本刊编辑部 33