基于ArcGIS的地形图数据整体建库方法及其应用

刘洪江，刘雨霞，何震群

(杭州市勘测设计研究院，浙江杭州 310012)

基于ArcGIS的地形图数据整体建库方法及其应用

刘洪江∗，刘雨霞，何震群

(杭州市勘测设计研究院，浙江杭州 310012)

基础地理信息数据在地理信息系统中一般表现为点、线、面等几何类型，采用要素符号化的方法实现地形图的表达效果。由于地形图应用领域的不同，有些只需要将地形图作为简单的背景图使用，针对这些应用，采用符号化方法生成标准地形图负载太大，效率降低。本文提出了基于ArcGIS平台的图幅级整体建库方法，设计实现了相应算法，并开发了应用软件，避开了地形图要素符号化的问题，实现了ArcGIS环境下地形图的表达效果，在实际工作中得到了应用。

ArcGIS；地形图数据；图幅级；整体建库

1 引 言

城市基础测绘部门承担着生产基础地理信息和地形图的双重任务，一方面要生产满足图示规范要求的地形图数据；另一方面还要生产出要素独立完整、要素之间关系合理的适合地理分析的GIS数据[1]。地形图数据仍为CAD格式，不能在GIS中直接使用。地理信息系统的地形图是按空间对象符号化的方法进行显示，如ArcGIS中以Style库模式管理符号[2]。然而由于“图”与“数据”的关系，决定了传统地形图与地理信息数据生产的主要矛盾[4]，由于地形图数据空间关系复杂，可视化难度较大[3]，在GIS软件中，难以完全满足地形图表达的效果。而且基础地理信息建库，工作量大，周期长，难以满足紧急、应急的用图需要。地形图数据的应用是多层次的，很多领域如城市规划、数字城管等，只需要将地形图作为背景，并不需用到基于空间对象的地理信息数据。这些专题地理系统如果采用基础地理信息符号化的方法，系统开销大，响应速度慢，反而不适用。本文在ArcGIS环境下，提出和实现了一种图幅级的地形图整体建库方法，满足了ArcGIS格式的基础地形图使用需求。

2 非符号化的地形图表达

地图符号是地图的语言，是可视化表达空间地理信息的基础工具。地图的灵魂就是多样化的符号，使地图具有可读性和美观性[5]。模拟测图阶段，符号库、线型库、字体库是不存在的，所有的地图符号、线型和文字，都是由绘图员一笔一笔绘制而成。“线划”是地形图的几何基础。数字化成图阶段，充分利用了计算机和成图软件的优势，测绘采集的是特征点和特征线，地图的表达效果则由以符号库与线型库为基础的符号化方法来实现。若在成图软件，如AutoCAD、MicroStation等，采用软件工具把地形图的符号、线型和文字都炸碎，那么数字地形图也成了类似模拟阶段的基于线划的地图表达效果。如图1所示的符号化的地形图，共有5个要素:3个线要素，2个符号要素。若符号和线型炸碎后(如图2所示)，5个地形图要素就分解为多个基本的线划要素。

图1 符号化地图 图2 符号、线型炸碎

ArcGIS中可以采用这种方法组织和管理数据。在地形图入库前，将所有要素都炸碎，包括符号、线型、文字等，转换进入数据库后，再将同属一幅图的所有线划要素组合成一个整体，实现地形图的表达效果。

3 整体入库方法

3.1 基本思路

地形图整体入库的基本思路是:在MicroStation或AutoCAD中将地形图炸碎，包括符号、线型和文字等所有要素，删除图廓要素(图幅信息以属性方式存储)；在ArcGIS中读取地形图数据的所有炸碎的线划要素，生成Polyline，每幅图对应一个Polyline对象；建立图幅级的地理信息数据库。

3.2 ArcGIS中的Polyline对象

Polyline(多义线)是相连或不相连的Path(路径对象)的集合，如图3所示。组成Polyline的Path对象都是有效的，Path不能重合相交或自相交。多个Path对象可以连接于一个节点，也可以是分离的。Path是连续多个Segment对象的几何，每一个Segment通过首尾相连构成一条路径[6]。

图3 Polyline(线)对象

3.3 地形图炸碎

地形图一般都以CAD格式存储，如DGN和DWG，MicroStation和AutoCAD都提供了炸碎几何要素的命令，包括符号、文字、线型等。以MicroStation为例，炸碎线型的命令是“Drop Linestyle”，炸碎符号、文字等几何要素的命令是“Drop Element”，只要通过二次开发调用这些命令即可。

引言:前置胎盘是临床上常见的妇产科疾病之一,患者很容易引发产后出血,从而对母婴的健康和生命造成严重威胁[1]。所谓凶险型前置胎盘指的是有过剖宫产史的产妇,再次妊娠为前置胎盘,并且胎盘附着在前次剖宫产愈合的瘢痕处,这是一种极度危险的产科并发症[2]。近年来,随着剖宫产的增加,该病症的发病率也显著上升。本位将通过对比凶险型前置胎盘与普通型前置胎盘的临床症状,来加深对该病症的认识,进一步了解临床特点和妊娠结局。现就此做如下报道。

3.4 ArcGIS中地形图生成

地形图在CAD软件中炸碎后，几何要素的数量猛增。例如一幅中等复杂程度的1∶500地形图，炸碎前几何要素数量为2 000个左右，炸碎后达到15 000以上，若在ArcGIS中按要素组织和管理数据，庞大的数据量将严重影响系统的响应速度和显示效率，其次也不利于数据的维护和更新。所以应该采用图幅级的管理和组织方法，即每幅地形图在ArcGIS中表现为一个要素(或一行记录)。CAD格式地形图要素生成Polyline对象的算法如下:

IFeatureCursor pcursor=pfcSrc.Search(null，false)；

IGeometryCollection plin=new PolylineClass()；

IFeature pfeat=pcursor.NextFeature()；

while(pfeat!=null)

{

IGeometryCollection pgeoms=pfeat.ShapeCopy as IGeometryCollection；

plin.AddGeometryCollection(pgeoms)；

pfeat=pcursor.NextFeature()；

}

IFeature pfeatc=pfcTo.CreateFeature()；

pfeatc.Shape=plin as IGeometry；

pfeatc.Store()；

3.5 属性结构

地图数据库是将空间数据及其相关的属性数据统一存放在标准的数据库管理系统DBMS中，并且与DMBS中的表对应，即每个要素对应着表中的每一个记录[7]。每个要素就是一幅完整的地形图，也是一个Polyline对象。ArcGIS中，地图数据则为一个Feature-Class(特征类)，即GIS图层。属性结构如表1所示。

属性结构 表1

4 实际应用

为了完成全市公共厕所专题数据的普查和建库任务，需要在ArcGIS环境中调用基础地形图作为背景，对采集的公共厕所位置和属性信息进行数字化输入，涉及范围600 km2左右。地形图数据采用本文介绍的方法进行建库，即将DGN格式的地形图进行炸碎处理，然后用开发的软件完成建库工作，如图4所示。该软件在ArcGISEngine平台上开发，Engine是一套完备的嵌入式GIS组件库和工具库，使用它开发的应用程序可以脱离Desktop而运行[8]。

图4 地形图整体入库

由于不用处理地形图要素的拓扑关系和属性输入，建库的自动化程度非常高，完全不需要人工干预。完成12 000余幅1∶500地形图的建库，仅用了3天时间。地形图的表达效果基本能满足使用需要，原始地形图与ArcGIS格式地形图表达效果的比较如图5和图6所示。

图5 MicroStation地形图

图6 ArcGIS地形图

5 结 论

本文针对ArcGIS格式地形图的应用，提出了基于图幅的整体建库方法，并在实际工作中得到应用。实践证明该方法实现了ArcGIS中基于线划的地形图表达，表达效果基本能满足使用要求；无需符号化，数据响应速度和显示效率高；地形图建库速度快，周期短，自动化程度高。但由于该方法的数据组织是基于图幅的，失去了空间对象的特征，故只能作为数字地形图背景使用。此外，地形图要素的颜色及填充属性无法再现，对地形图的表达有部分影响。

[1] 张保钢，杨伯钢，张红等.城市地形图数据一体化建库与联动更新的数学原理[J].测绘通报，2011，3:56～59.

[2] 曹建成.ArcGIS下矢量数据快速出图技术的实现[J].测绘标准化，2006，2:29～31.

[3] 马英莲，裴晓威，陈建军.实现“一套数据两种用途”技术路线的探讨[J].测绘技术装备，2004，6(2):27～29.

[4] 杨伯刚.城市基础地形图数据建库技术方法研究[J].测绘通报，2005，9:44～46.

[5] 刘志军，刘振民，张艳杰等.基于ArcGIS的空间数据符号化研究[J].海洋测绘，2010，1:59～61.

[6] 邱洪钢，张青莲，陆绍强.ArcGISEngine开发从入门到精通[M].北京:人民邮电出版社，2010，7:58～59.

[7] 施一军.基于GIS技术建立地图数据库的构想和实现[J].测绘通报，2011，11:71～73.

[8] 曹一冰，江南，张毅等.基于ArcGISEngine的地图模板化输出[J].测绘通报，2011，7:61～63.

Whole Build Database M ethod and Its App lication of Topographic M ap Data Based on ArcGIS

Liu Hongjiang，Liu yuxia，He Zhenqun
(Hangzhou Geotechnical Engneering and Surveying Institute，Hangzhou 310012，China)

In Geographic Information System，fundamental geographic information data is generally represented such geometries as point，polyline or polygon and Its expression effect is implemented by themethod of symbolic feature.Due to the different to topographic map application fields，some only needs topographic map as a simply background，so the method of symbolizing fundamental geographic information data no longer applies.In this paper，sheet level whole build databasemethod based on ArcGIS platform is proposed，which algorithm is Designed and implemented，and application software is developed.So the topographic map feature’symbolization is avoided，and the topographic map’s expressing effect is realized in the ArcGIS environment.Thismethod has been applied in the practicalwork.

ArcGIS；topographicmap data；sheet level；whole build database

1672-8262(2013)04-60-03

P208.1

B

2012—10—19

刘洪江(1973—)，男，高级工程师，主要从事城市测绘与地理信息系统的技术工作。