数字图数据到MAPGIS数据的格式转换.pdf

文章编号10092427X20040220154203 数字图数据到MAPGIS数据的格式转换 陈 勇1,刘 辉2,史瑞芝1,陈立超3 1. 信息工程大学 测绘学院,河南 郑州 450052; 2.78155部队,四川 成都 610036; 3.西安交通大学 信息与通讯工程系,陕西 西安 710049 摘要分析了数字图和MAPGIS两种数据格式的特点,详细阐述了数字图数据到MAPGIS数据格式转换的实现 方法。在数据转换时,首先将数字图数据转换为MAPGIS明码文件同时进行拓扑重建,然后通过MAPGIS提供 的接口函数转换为MAPGIS标准格式文件并进行写属性操作。 关 键 词数据转换;数字出版;地图出版;MAPGIS 中图分类号P282 文献标识码A 目前,地图全数字化生产体系已基本形成,传 统的地图制图已发展为以计算机为主的数字制 图,传统的地图出版也逐渐被数字出版所取代。 数字图的出版是当前地图生产一体化的一个重要 方面,但数字制图与数字出版这两项技术没有很 好地实现平滑过渡。目前数字图采用的制图软件 只具备地图制图的基本功能,而不具备有效的出 版功能,如色彩管理、 补漏白以及组版等,同时也 没有充分注意到与出版软件的接口问题,使得数 字图的出版面临许多问题,给地图生产一体化带 来了很多不利。目前数字制图得到的数字图还需 要转换到专用的出版软件中进行要素压盖关系的 处理、 分版颜色设定、 生成EPS或PS发排格式等 才能出版。MAPGIS是当前国内最有影响力的地 理信息系统软件,特别是其在地图出版方面具有 明显的优势,目前在各测绘大队得到了广泛的应 用。 因此,寻求数字图数据到MAPGIS数据的格 式转换方法,对解决当前数字图出版面临的问题 具有重要意义。 1 两种数据格式的特点 1. 1 数字图数据格式的特点 数字图的数据综合了系列比例尺的地形图、 海图、 航空图的所有要素,对要素层做了适当的调 整和合并,进行统一分类和编码。分类编码不受 比例尺限制,各种比例尺地图使用同一编码。要 素分类编码依据要素的本质属性进行,确保编码 的对象为完整实体。要素按定长编码,由大类码、 小类码和顺序码组成,且要素编码唯一。要素的 描述性信息质量、 数量、 空间分布特征不参与编 码,在属性项中表示。每一要素所列的属性项是 对该要素本身的进一步描述,每类要素属性项具 体明确且定长。 数字图以图幅为单位进行数据的组织和存 贮,每幅图的数据又是按要素分层组织的。每幅 图有一个元数据文件,一个注记文件,一个注记坐 标文件。每个要素层有一个属性文件,一个坐标 文件。每层数据都包含点、 线、 面数据,每层数据 具有固定的数据项属性结构 , 各层数据项互不 相同,每个数据项都有固定的字节长度。数字图 以完整实体为描述对象,要素编码用来描述要素 的分类、 分级等。要素的质量特征、 数量特征和其 他附属信息归为要素的属性信息,在属性数据中 具体描述。要素的空间分布特征和相互关系归为 要素的几何信息,在几何数据中具体描述。 1. 2 MAPGIS数据格式的特点 MAPGIS的数据交换格式是ASCII码的明码 文件,其文件结构由文件头和数据区两部分组成。 文件头记录的是文件的版本和类型点、 线、 面信 息,数据区记录的是实体的几何信息。明码文件 按要素类型分为点文件3. wat、 线文件3. wal 、 区文件3. wap 3种。MAPGIS还有一种不 公开的标准数据格式,也按要素类型分为点文件 3 .wt 、 线文件3 .wl 、 区文件3.wp3种。明 码文件只有要素的几何信息而没有要素的属性信 息,只能用于地图的显示和出版,必须转换为 MAPGIS的 标 准 文 件,才 能 进 行GIS分 析 与 属性信息查询等操作 。MAPGIS二次开发函数 收稿日期2003209225;修回日期2004202212 作者简介陈 勇1979 - ,男,湖北中天人,硕士生,研究方向为地图数字出版、 网络出版。 第21卷第2期 2004年6月 测 绘 学 院 学 报 Journal of Institute of Surveying and Mapping Vol.21 No.2 Jun. 2004 库提供明码文件向内部文件转换的接口函数,可 以利用它将明码文件转换为内部文件,同时写入 属性。属性字段可以根据用户的需要自己定义。 2 数据转换的实现方法 2. 1 数据转换的精度要求 数据格式转换最理想的方法是实现所有信息 的转换,由于各软件在数据模型和数据描述上存 在差异,实际上在数据转换过程中难免存在信息 一般是属性信息精度变化甚至是丢失的现象。 但对于出版印刷来说,地图数据的几何信息精度 是第一位的,属性信息精度变化或者某些丢失,一 般不会影响地图成图的精度与质量。数据转换的 目的是为了得到满足出版要求的地图数据,实现 地图出版印刷。因此,在数据格式转换时,对于地 图要素的几何信息,一定要做到完全准确地转换, 而对于属性信息,则尽可能做到不丢失不变形。 2. 2 数据转换的关键 数据转换的目的是为了得到满足出版要求的 地图数据,有两点非常关键一是要保证地图要素 在转换后不产生移位和变形;二是保证数据转换 前后地图要素描述的一致性。我们知道,地图是 通过地理要素来表达和传递信息的,而地理要素 又是用地图符号来描述的。因此,数据转换前后 要保证两点一是地图符号的形状和定位信息不 能变,即确保数据几何精度不变;二是地图符号的 图形信息所谓图形信息是指点、 线、 面符号的分 类、 分级、 颜色等信息不能变,即确保地图要素在 转换前后符号描述、 图形表达等信息不变。为此, 我们采用点到点,即要素到要素的转换方法,这样 既能保证地图符号的形状和定位信息不变,又能 保证地图符号的图形信息不变。 2. 3 数据转换的方法选择 由于MAPGIS的编辑系统只能调入输出自己 的标准格式文件, MAPGIS提供的数据转换模块 只支持当前主流GIS数据格式的转换,不支持数 字图到MAPGIS的转换,而MAPGIS提供的交换格 式不带属性信息。将数字图数据转换为MAPGIS 交换格式文件,然后通过MAPGIS的数据转换模 块转换为标准格式文件是可以的。由于交换格式 文件不带属性信息,使得数字图数据转换为 MAPGIS数据后属性信息全部丢失,这给转换后数 据的编辑检查带来了很大的不变,同时也不利于 数据的再利用。MAPGIS具有二次开发功能,用户 可以开发出基于MAPGIS的适合自己需要的应用 系统,MAPGIS二次开发函数库提供明码文件向标 准文件转换的接口函数,可以利用它将明码文件 转换为标准文件,同时通过接口函数将属性信息 写到标准文件。有鉴于此,可以利用MAPGIS的 二次开发功能实现数据转换。 3 数据转换的设计与实现 3.1 转换关系的建立 1 建立MAPGIS系统库 由于MAPGIS和数字图制图系统使用的符号 库不同,为了实现要素的正确转换,确保数据转换 后地图要素能正确显示,减少数据转换后地图编 辑出版的工作量,首先应按数字图图式规范制作 相应的MAPGIS系统库子图库、 线型库、 图案库 和颜色库 , 如图1所示。系统库是建立数字图到 MAPGIS要素转换关系的基础。 图1 子图库、 线型库和图案库 2 建立要素的转换关系 在数字图中,每种地图要素具有唯一编码,因 为要素是由符号来描述的,所以每一种符号颜 色、 等级或类型不同对应唯一要素编码,每一种 注记字体、 颜色或等级不同也对应唯一要素编 码。在MAPGIS系统中符号的编码、 类型点、 线 和面状符号和形状在子图库、 线型库、 图案库中 定义,符号的颜色在颜色库中定义,而符号的等 级、 尺寸等属性信息由要素的属性参数确定。由 于数字图中地图要素在数据文件中是用编码来描 述的,这样可以按要素编码将数字图数据转换为 MAPGIS数据,数字图数据中每一要素编码对应 MAPGIS中每一符号的编号及其参数。 3.2 转换后数据的组织 数字图数据通过要素层来组织数据,同一类 要素放在同一层中,每个要素层对应两个数据文 件,即属性文件和坐标文件,每个文件中都包含 点、 线、 面3种要素。MAPGIS按要素类型分为点、 线、 区面 3 种文件,每个点、 线、 区文件可以再细 分为不同的图层,每个文件中要素的属性信息相 同。这样可以把数字图数据按要素类型将每个要 素层文件转换为点、 线、 区3个文件,由于数字图 每层的属性不同,为了避免属性信息丢失,每个要 551第2期陈 勇,等数字图数据到MAPGIS数据的格式转换 素层都应分别转换为点、 线、 区3个文件。转换后 数据的组织如图2所示。 图2 转换后数据的组织 3. 3 数据转换的实现 不同比例尺数字图采用的地图投影不同因而 坐标系也不同如,1∶25万协同图采用的是高斯 坐标系 , 而MAPGIS使用的是平面直角坐标系。 首先要进行坐标转换,把数字图数据转换为平面 直角坐标数据,并进行实地距离与图上距离的换 算。数字图数据与MAPGIS数据的组织都是采用 拓扑关系构建的,数据转换时必须进行拓扑重建。 数字图数据转换为MAPGIS明码文件后,通过 MAPGIS提供的接口将明码文件转换为标准文件, 同时写入属性信息。数据转换完成后,对转换得 到的数据进行编辑、 修改、 检查等操作,就能得到 满足要求的成品数据。图3是数据转换的总体设 计流程。 图3 数据转换流程图 拓 扑 重 建 是 数 据 转 换 的 重 点 和 难 点。 MAPGIS的区文件由弧段、 节点和区3个数据块组 成,拓扑重建的难点在于从数字图数据中提取弧 段、 节点和区数据,然后按MAPGIS数据格式写区 文件。值得注意的是数字图区数据中1号区为 空,这与MAPGIS不同。MAPGIS区文件的3个数 据块相互独立,在提取弧段、 节点时不能重复和增 减,另外MAPGIS区数据中左区弧段区在该弧段 的左边与右区弧段区在该弧段的右边之间用 0隔开。数据转换过程中,首先应根据数字图数 据构建弧段、 节点和区3个链表,然后分别写弧 段、 节点和区。链表的构建过程如下首先读取线 数据判断左右区是否为空,即是否为弧段,如果是 弧段将该线添加到弧段;再判断其前后节点在节 点链表中是否存在,如果不存在则将该节点添加 到节点链表;最后判断其左右区在区链表中是否 存在,如果不存在则添加到区链表。 4 结论 根据上述思路,开发了基于MAPGIS的数据 转换软件,实现了数字图数据到MAPGIS数据的 转换。试用结果表明,采用这种方法转换出来的 地图数据,几何信息没有丢失,属性信息基本不丢 失,完全能满足地图出版的要求。将数字图数据 转换MAPGIS数据,通过MAPGIS输出子系统进行 地图出版,是解决目前数字图出版面临的问题的 有效方法。 参 考 文 献 [1] SHI Rui2zhi. 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During the data transation , the first step is to trans digital map data to MAPGIS exchange files and to reconstruct topology at the same time , then using data I/ O interfaces provided by MAPGIS, the exchange files are transed to the attribute files. Key words data transation; digital publishing; map publishing; MAPGIS 责任编辑 安 敏 651 测 绘 学 院 学 报2004年