DLG数据批量接边检查的设计与实现

2013-02-19史克农徐惠宁乔冬香

地理空间信息 2013年1期

史克农，徐惠宁，乔冬香

(1. 61363部队，陕西西安 710054)

随着多项国家基础地理信息测绘工程的建设，数字地图的生产水平得到了很大的提高。在数字线划地图（DLG）数据生产过程中，产品受生产单位、作业软件、作业方法、作业人员等多种因素的影响，相邻图幅边界间要素的几何位置和属性信息难免会出现不一致[1]。如何快速有效地控制地图数据接边质量成为一个重要的研究课题。质量优良的DLG数据是各类GIS软件应用的基础，也是地图进行后期出版印刷的重要质量保证。目前，虽然许多GIS软件在地图接边检查方面实现了自动检查、交互检查等功能，但在接边检查过程中还存在着效率低下等问题，特别是对于图幅多、数据量大的大型测绘工程来说检查效果不够理想。本文主要对海量DLG数据进行接边检查的方法进行了分析与设计。

1 现有GIS软件接边检查的主要问题

目前有多种GIS软件发展都比较成熟，基本都实现了海量数据的无缝漫游等功能，但针对接边问题进行深入研究的并不多，因此接边检查存在的主要问题有：

1）接边检查往往局限于一次只能进行2幅图的同一边或同一边的同一层检查。这样在接边检查时需要多次装入邻图数据，效率低下。

2）数据接边的细节考虑不够周全，容易产生错误遗漏。

3）忽略了数据检查后的问题汇总，针对海量数据进行检查时效率低下，排查问题费时费力。

DLG数据批量接边检查主要针对以上问题进行了设计改进，能更大限度地解决接边效率不高、特殊问题处理困难、接边质量缺乏整体汇总等问题。

2 DLG批量接边检查技术

2.1 基本设计流程

本文设计的接边检查主要流程如图1所示。其主要有5个步骤：①数据准备，坐标转换；②接边检查设置；③图幅批量检查；④综合查询统计；⑤错误信息导出。

图1 接边检查主要流程图

2.2 Access数据库设计

2.3 数据准备

在通常情况下，地图数据图幅坐标记录的都是相对坐标，并通过元数据文件记录图幅左下角坐标在其投影系统内的绝对坐标，使用时再根据需要进行坐标转换。

接边检查必须在同一参考坐标系内进行，为避免数据检查时同一幅图需要重复装载、坐标多次转换的问题，先将所有图幅坐标统一转换到地理坐标系统下，设定恰当的坐标单位，满足接边精度需要。

2.4 接边检查选项设置

2.4.1 设定接边数据目录

多数重大测绘工程都具有图幅多、数据量大的特点，地图数据受时间、生产单位、验收批次、生产范围等诸多条件的影响，存储目录很难单一化，因此只有合理的设定系统当前检查图幅的邻接图幅数据存放位置，才能为实现DLG数据自动搜索、动态装载、自动检查提供条件，海量地图检查才成为可能。

2.4.2 设置接边缓冲区及接边精度限差

在设计上，多幅图接边以接边线为媒介来确定参与接边的工程[2]，接边线一般为需要进行接边检查的DLG数据的内图廓线。接边缓冲区是根据接边线建立的一定宽度的多边形。考虑到图幅范围在元数据文件内填写时可能存在不规范或错误的情况，图廓线可根据图号计算生成。针对非标准分幅的地图数据可以从元数据文件内获取图幅范围计算图廓线，但批量检查前必须建立地图之间的位置关系索引，这样才能实现批量自动检查。

地理坐标下的接边缓冲区由于图廓为矩形而使接边检查算法更为简单、实用、运行效率高，特别在数据量大的情况下尤其明显。

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具体图内要素接边时必须要考虑2个限差问题：图形到边限差与图形接边限差。图形到边限差是根据图廓边线生成接边缓冲区的阈值，判断图内要素是否位于接边缓冲区内、是否需要进行接边检查判断的重要参数。图形接边限差是指位于接边缓冲区内的相邻图幅、同层、同类要素之间是否满足接边要求的阈值。属性接边则是在图形能够满足接边条件的基础上进行属性比较。

2.5 图幅接边检查

2.5.1 具体接边问题分析

图内要素接边问题主要有以下4种情况：①邻图没有相同图层，②邻图没有关联要素，③与邻图有关联要素但属性不一致，④与邻图有关联的有向线要素方向矛盾。

图幅内各种具体问题均存在特殊情况，所以具体问题的确定一定要结合人工交互进行检查。

2.5.2 接边算法需注意的问题

数据检查难免产生误报、漏报等问题，关键在于对各种情况进行分析，并设计优化的算法。

1）接边线要素应对首末点进行接边缓冲区判断，自闭合特殊情况可忽略，位于图廓角点处的线要素应进行特殊处理。

2）面要素应考虑面边线在图廓处与邻图一对多关联的情况。

3）不同等高距的相邻图幅接边时应特殊处理，否则等高线要素图形的关联与属性匹配会产生大量误报记录，给错误的筛选排查带来干扰。

2.5.3 接边检查的实现

在设计上，单幅地图检查时系统可同时自动装入周边上、下、左、右4幅邻图进行接边检查，也可选择性地装入左上、右上、左下、右下等图幅进行接边参考，因此效率更高，在特殊情况的判断处理上有更多的数据加以引用（见图2）。

图2 同时进行周边多幅数据检查的界面

单幅地图检查首先要确定当前检查主图，依次装入各层的点、线、面数据，计算相邻地图图号，然后在设定的接边目录中搜索邻接地图数据并装载，最后进行地图接边检查并记录错误信息到数据库。

DLG批量检查时需指定待检查目录，系统自动搜索目录下的DLG数据，依次进行检查（见图3）。批量检查将有利于提高数据检查人员的工作效率，更好地保证DLG数据接边质量。

图3 数据批处理检查界面

2.6 综合查询统计

DLG数据接边检查结果以常用的办公软件Microsoft Access数据库（mdb）为存储平台，能方便地记录检查问题结果与地图数据路径。通过合理设计既可实现海量数据接边质量的宏观汇总与查询统计，又可方便地定位问题地图数据。数据库记录的图幅位置为问题图幅回访提供了便利条件，可以在系统环境下快速装载数据、提取错误信息进行交互检查，排除误报的错误问题。

数据库访问采用了结构化查询语言(Structured Query Language，简称SQL)。SQL是一种数据库查询和程序设计语言，用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统，具有强大的功能和极大的灵活性。系统将接边问题按图号、错误类型、图层等条件进行分类、组合查询，以达到方便用户查询、统计的目的。系统综合查询窗口如图4所示。