利用GEOWAY软件实现省级DLG制图数据向GIS入库数据转换

吕华权 郭小玉
（广西航空遥感测绘院 530023）

【摘　要】　本文详细描述了基于GEOWAY平台下对早期纯数字化条件要求下生产的省级1：1万数字地形图数据（即CAD格式的DLG制图数据）进行转换的流程和方法，使之转化为能满足省级入库标准的GIS入库数据。这其中主要包括数据分析与方案定制，生产流程，数据初加工，属性输入，拓扑构建，质量控制，注意事项等。
【关键词】　GEOWAY数据加工平台 制图数据 GIS入库数据 地物类 数据转换

　　一、引言
　　近十多年来，由于新技术在测绘行业的广泛应用，引发了整个测绘生产模式与手段的根本变革。在此基础上，伴随着建设“数字地球”“数字省区”“数字城市”的呼声，基础地理信息系统（GIS）的发展也如火如荼，GIS应用也逐步深入到各行各业。目前国内不少省区的测绘部门早已不在满足于测绘的数字化，开始向测绘的信息化迈进。
　　然而对于早期纯数字化条件要求下生产的省级1：1万数字地形图数据（即CAD格式的DLG制图数据）如何使之能转化为满足测绘信息化要求的能满足省级入库标准的GIS数据（即E00格式的DLG入库数据）。这就出现了从CAD到GIS的数据格式转换问题。尽管大部分GIS软件都提供了数据格式转换功能，但是由于CAD软件在数据存储、图元定义、管理风格等方面同GIS软件的差别，其转换的效果不尽如人意。要解决的核心问题就是CAD数据要进入GIS系统，如何进行数据转换、组织管理、拓扑构建、质量控制等。下面我们以GEOWAY3.5数据加工平台为例，阐述这个问题。
　　二、数据分析与方案定制
　　2.1 数据分析：
　　早期纯数字化条件要求下生产的地形图数据是以满足测绘行业中的图式与制图规范为核心， 它强调制图要素的符号化表示， 本质上是数字制图模型，以AutoCAD格式为例，在内容上，根据我国现行的图式规范，一般划分为九大类，具体如下所示。
　　1 控制点　　　　　　图根点、三角点、导线点等
　　2 居民地　　　　　　房屋、围墙、居民地附属设施等
　　3 工矿建筑物　　　　工矿及其附属设施等
　　4 交通及附属设施　　各种公路等及其附属设施
　　5 管线及附属设施　　电力线、通讯线等及其附属设施
　　6 水系及附属设施　　河流、湖泊、水渠、水坝、泉、井等
　　7 境界　　　　　　　各级行政区界、界碑等
　　8 地貌和土质　　　　等高线、高程点、冲沟等地貌要素
　　9 植被　　　　　　　树林、果园、绿地等
　　由于当时数字化生产这些地形图时在CAD中已经应用了图层的概念，通过数据分析，我们发现一般的生产单位尽管用不同的软件生产，可能在图层数量的设计和取名上有所不同，但是基本上都是按照上面的九个大类来存放各种地类要素。
　　所以我们就可以根据CAD图形数据中的图层加上线形、线宽、颜色、符号图块名、厚度等信息制作对照表文件或编写CAD图形数据转换程序，通过对照表文件或CAD图形数据转换程序就可以将大部分CAD数据和GIS数据关联起来。
　　2.2 方案定制
　　由于目前国家还没有统一的GIS入库数据分类、分层与代码标准，所以可以根据各省市区的DLG分类、分层与代码标准来进行方案的定制，但是不管怎样，方案标准应该具有适用性，可行性，一致性，扩展性。方案要充分体现GIS数据要素点、线、面信息，不应含糊不清。
　　比如我们制定的方案总共分为十一大类（包括控制点TEP、居民地RES、工矿建筑物OBJ、交通ROA、交通附属设施RAA、管线及附属设施PIP、水系HYD、水系附属设施HYC、境界BOU、地貌和土质TER及植被VEG），每大类下根据需要又细分为点、线、面等不同的图层，并参照国家图式标准对每一种地物采用五位数字进行代码。以水系为例，以HYD开头的层均为水系类，其中再细分为水系点状地物层HYD_P、水系线状地物层HUD_L和水系面状地物层HYD_R。地物所包含的属性信息记录在其对应的属性项里。比如说水井属于HYD_P层，其代码为24110，属性项有prop（水质性质），depth（水面到地面的深度）。
　　三、生产流程图

　　四、Geoway数据加工平台简介
　　Geoway3.5是目前在测绘行业应用比较广泛的国产GIS软件之一，主张将数据生产的各个环节分解开来，建立从数据采集、数据处理到成果输出的相互独立又相互联系的数据生产模式，将各种来源的数据成果转入到统一的数据加工环境，按照统一的技术规范进行数据加工，形成完整、统一、规范的数据成果。其主要加工模块包括：
　　数据整理：数据评价、分层代码
　　数据编辑：图形编辑、属性编辑
　　投影变换：坐标变换、投影转换、几何纠正
　　数据优化：抽稀、平滑、正形、对齐、匹配、合并
　　数据更新：图形更新、属性更新
　　质量检验：精度评估、拓扑检测、图属一致性检测，还包括图形检验：相交、重线、 悬挂点、伪节点；属性检验：范围、内容、连续性、一致性
　　矛盾检测：高程检测、编码检测、地性点检测等
　　批处理：消除悬挂/消除伪节点
　　Geoway3.5软件界面（如图）：

　　五、数据处理
　　数据处理包括数据初加工和数据深加工。
　　5.1 数据初加工
　　数据加工包括自动转换和人工加工，在数据分析阶段我们知道CAD数字地形图是利用图层、颜色、线型、图块来表示不种地物， 但每种地物没有地物类代码信息。为此可以根据各地物特征的图层、颜色、线型、图块名等特征，可以编写批处理数据转换程序， 在CAD环境下对图形分类识别， 提取地物属性并赋上代码。
　　经批处理数据转换程序自动转换后，大部分数据加了代码， 但还远远未符合GIS入库数据标准，可以将经过初加工的CAD数据导出DXF交换文件。
　　5.2 在Geoway3.5平台下进行数据深加工
　　将DXF交换文件导入到Geoway3.5数据加工平台中进行进一步的数据深加工，主要包括图形点线面处理、属性输入、拓扑构建、接边等工作，具体如下：
　　（1）首先要处理的是对地物线（如道路、水系、居民地、地类界等）之间进行消除悬挂点、伪结点操作，以保证单线的连续和相交线之间的有新节点生产，做到真正实交，这一步很基础也很重要，做的时候要尽量细致，尽可能减少遗漏。并对图形做重线、重点、自相交及打折、小废线等初级错误进行检测修改。检查无误后可以先导出一次DXF交换数据。
　　（2）设置好对照表并导入已做好的设计方案，之后将经过（1）处理的DXF重新导入Geoway3.5加工平台时带有代码信息的大多数地物就可以按照对照表的设置对应归到相应的地物类上去了，少数需要人工干预的可以进行人工归类处理。
　　（3）对于要求采集中心线的双线的制图要素（如等级路、堤、坝、桥等），采用拷贝的方式生成其中心线，将其边线删除后处理好相关要素的关系，做到协调一致，并要注意有向线的方向是否正确。具有多种属性的线状要素公共边，只数字化一次，以符号表现的属性为主，其他层用拷贝方法生成，要保证每层数据的完整，拷贝的公共边要素赋相应分类代码。
　　（4）对于原来DXF数据中的散列文字注记应按分类、分层与代码要求重新归层及其地物类。可以利用Geoway3.5的“注记转属性”功能来简化对属性数据的输入，但散列文字注记需要人工输入属性。
　　（5）对有向点要素按生产技术规定要求用仅含两点的有向线段采集。其中第一点为符号定位点，第二点为标志要素方向。
　　（6）构建拓扑并对没有连接好的折线、未封闭的多边形、多边形无标识点或内部有多个标识点、标识点不正确等错误进行修改。相同属性多边形公共边的删除。当图幅内图形数据完成拼接后，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，并对共同属性进行合并。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的属性即可。完成最后的编辑、修改后，数据结构应符合建立拓扑关系的要求。
　　（7）图幅接边。GIS入库数据的接边包括图形的几何接边和属性接边。图幅接边前，所有数据要素都应先与本幅图的理论内图廓线相接，然后再进行图幅之间的接边，而且所有相邻图幅应做接边处理（包括跨带接边）。
　　六、质量控制
　　质量控制是数据质量的重要保障，包括作业人员自我校对检查，一级检查和二级检查以及入库前检查等方面，首先要求作业人员在作业时要认真仔细，由于每个人都会存在有或多或少的疏忽，所以数据做完后一定要做自校检查，检查内容包括数据精度、图形信息、拓扑信息、属性信息等四个方面，这样才能减少上交给一级检查数据的问题。之后质检人员进行一级检查和二级检查，检查可以先用喷绘单线条图套合底图以检查数据精度与图形信息， 然后在软件平台中检查拓扑信息与属性信息。
　　七、意义与展望
　　本文讲述的转换方法可操作性强、效率高，数据转换软件界面友好，操作简便；就数据方面来说，数据转换无损失和冗余，对于省级基础地理信息系统的建设有一定的指导意义。

【参考文献】
[1] 《1∶10000基础地理信息数据生产与建库总体技术纲要》，国家测绘局
[2] 《广西测绘局1∶10000数字线划图（DLG）生产技术规定》，广西测绘局
[3] 边馥苓，《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社
[4] 《Geoway3.0用户手册》，北京吉威数源软件开发有限公司