浅谈矢量数据缩编与更新生产专项方案的制订.doc

浅谈辽宁省1:5万基础矢量地理数据缩编和更新生产方案制订
摘要：（请补充）
1. 1背景引言
1:50000基础地理数据库更新项目是国家测绘局“十一五”期间基础测绘关键项目,是覆盖全国范围最基础、最关键基础地理数据库之一，在国家经济建设中使用频率最高，应用领域最广泛。为了保持该数据库现势性，国家测绘局开启了1:5万数据库更新项目，作为在“十一五”期间基础测绘关键项目。受现势性到影响，需要更新地理数据库基础手段之一是利用现实性较强大百分比尺数据为关键数据源，经过缩编更新方法对现有1:5万数据进行更新[1]。今天我们就辽宁省选择缩编更新方案给介绍本文结合辽宁省以往数据源情况和生产实际，关键叙述了1:5万数据缩编更新生产方案。
2. 数据源分析
作为1:5万数据库更新基础关键数据来数据源，辽宁省1:10000基础地理（地形图）分四个成图时期数据分三个成图时期，三种代码体系每个成图时期使用不一样要素分类代码体系。1）数据是为满足地图出版要求而采集成图，该数据共分10层，每层以要素项英文首字母为层名；，没有分类代码体系，地物线型表示不统一，符号破碎，未建拓扑关系，只满足出版要求； 2）。-数据为入库数据,符合规范：GB/T 15660-1995《1：5000 1：10000 1：25000 1：50000 1：100000地形图要素分类和代码》，并增第十类为注记类，代码为5位，大类码为“1”，数据层次分明。3）数据为入库数据, 符合规范：GB/T 13923-《基础地理信息要素分类和代码》。这些作为更新数据源要素分类代码体系和1:5万数据库代码体系也存在差异。
数据内容方面，因为不一样作业时期，不一样单位测绘基础地图图幅之间缺乏严格接边处理，使得不一样成图时期地形图数据存在拼接不一致性。全部含有数据海域部分数据其海域内容表示比较少，只有海岸线、干出线、近海岛屿和礁石；而，有干出线是由上一版1：10000地形图转绘而来；另外。浅海地形缺乏等深线、等深点，部分岛屿受成图范围制约表示不完整。
数据格式方面，除了不一样成图时期数据源之间存在格式差异，各生产单位数据源和1:5万数据库更新项目标目标数据库（1:5万数据库）之间也不可避免存在差异；以辽宁省为例，作为更新数据源1:1万地形数据关键采取CAD格式和Arc/InfoCoverage格式。这些不一样数据格式在地理要素表示上就会存在一定差异，比如CAD数据侧重于制图表示，其中道路符号会采取双线表示，和1:5万基础地理数据库数据规范中道路单线表示存在矛盾。而在地理数据数学基础方面差异关键表现在1:1万源数据和1:5万目标数据库大地坐标系和投影坐标系不一样。另外，其它辅助资料如1:5万关键要素、DRG和正射影像等数据全部存在以上两方面差异性。
总而言之不一样时期地图存在拼接不一致性差异。这是因为不一样作业时期，不一样单位测绘基础地图图幅之间缺乏严格接边处理所作。
以上这些问题全部增加了1:5万数据库缩编更新项目标难度和作业周期，而且反应出缩编更新任务不是一个单纯制图综合更新问题，而是集合多源数据集成、整合、缩编和更新为一体系统工程。所以，需要设计合理生产方案来提升效率，避免无须要资源和人力浪费存在延长了为1：50000地形要素缩编更制作周期，降低了后继地图缩编中工作效率。
3. 生产4实施方案设计
总体方案设计
生产方案总体设计思绪以下：1）因为1:5万数据库更新工程对于数据现势性要求，我们针对辽宁省不一样时期数据分别采取了局部更新直接缩编和直接缩编更新局部更新相结合两种方法：。形成数据结合正射影像进行局部更新。，以后数据直接进入缩编更新步骤；2）在直接缩编更新步骤（本文关键），对不一样数据格式、数学基础和要素代码体系数据源进行整合：依据数据成图年代将原有三种代码体系归并为后两种代码体系，建立用于更新数据源和1:5万数据库代码体系对应关系，集成整合不一样数据源并预处理为使之能够符合1：50000数据要求要求；3）对于资料相对缺乏，海域部分数据，需要搜集相关资料或参考现实性好正射影像对其进行更新，并协调处理海岸线周围地貌，完全没有资料数据由上一版五1:5万DRG直接转绘，。将已搜集现势性好专业资料分析处理，补充要素属性信息；4）在以上数据准备工作完成以后，才进入到缩编更新、质量检验，元数据录入和结果数据入库等步骤（技术步骤详见图1）。。
人力资源配置方面，本单位挑选部分工作中业绩突出，专业过硬技术人员参与缩编更新项目。首先是人员培训，对参与缩编更新生产作业员、检验员等技术人员进行1:50000地形要素数据要求、制图综合基础知识等方面技术培训，使其充足了解掌握各项要求、指标、技术要求，缩编生产中易出现问题，做到防微杜渐。在下文中我们将给出具体缩编更新技术步骤和制图综合规范。

3.1. 缩编更新技术步骤图

图 1 缩编更新总体技术步骤
3.2. 制图综合标准制图综合规范
1：50000地形要素缩编方法实施《1:50000地形要素数据要求》、《1:50000地形要素数据缩编更新技术要求》，结合辽宁省地域特点有些要素指标表示略有改变。
3.2.1. 水系要素
海里干出滩化简方法和双线河流化简方法相同，宽度指标为1 mm。
盐田、水产养殖场内堤依据要求要求表示，不够选择指标堤根据大车路表示。盐田格网图上大于3mm * 4mm以上表示，对于不能如实反应盐田特征，可合适降低格网密度选择指标。海域周围水产养殖场，其外围有些人工堤和海岸线连接，化简后堤和海岸线有间隙，移动海岸线和堤重合。水系层做拓扑时，海岸线要保持连通。
受图幅或是现势性限制基础数据应该利用正射影像进行更新。更新标准以下：
水系、渠道、湖泊、水库等岸线改变偏移大于图上1mm，或是整体上改变显著时，给更新。
1:10000数据中流向不能满足要求要求，因为需要表示流向关键为固定江、河、运河和较大沟渠，单线河能够不表示，潮汐流向表示要完整，数量不是很多，所以能够参考1：50000DRG来表示。
单线水系经过输水渡槽时不停，保持其连续性。
水系关键河流，干支渠要素属性参考数据和1：50000关键要素填写。一旦碰到矛盾，比如：名称矛盾，应查找水利部门相关资料，确定后将改变情况统计在元数据134项中。
双线河流化简后,可能会形成“羊肉串”形状，碰到这种现象，可依据河流整体特征区分处理：整条河化简以单线河为主导，“羊肉串”可化简为单线河；整条河以双线为主导，“羊肉串”可表示为双线河。
干沟和双线河流形成水系网时，双线河形成结构线上赋双线河属性。两端是单线河，中间连接池塘或湖泊，池塘或湖泊结构线赋单线河属性。
岸线和陡坎图上距离大于0.2 mm同时表示；岸线和陡坎距离很近，几乎是重合时，即图上距离小于0.2 mm，选择陡坎为基线，即为陡坎线也是岸线。
湖塘密集地域，应表示其分布范围和特点，合适选择部分小于2mm2湖泊进行表示，但不能合并湖泊，即湖泊只能化简，不能合并。当池塘间只有田埂相隔可合适综合。当池塘或是湖泊最大间距小于0.2-0.3 mm时能够做毗邻。
有通行能力河堤，两端连接双线表示道路时，作为路堤表示。
当岸线和防护堤相重时，以防护堤为主。当堤没有比高时，能够依据堤顶高程，周围高程点，等高线和堤关系来判别堤高度。
3.2.2. 居民地及设施
辽宁省中南部，地形以平原及丘陵为主，农村居民地分布总体上不太密集，自然村以上居民地全部表示，不能取舍，零碎没有方位意义居民地可酌情舍去。农村居民地平原地域多数为街区式，丘陵、山地地域多数为分散式和散列式。缩编时要正确反应居民地图形轮廓、分布特征、基础结构、通行情况、行政意义及名称，反应居民地类型、分布特点和居民地和其它要素关系。
受图幅或是现势性限制基础数据应该利用正射影像进行更新，尤其是1:10000数据，参考正射影像居民地范围改变距离大于图上0.5mm或是整体上改变显著时，应给更新。
城市及城镇居民地按技术要求实施。参考正射影像，街区式居民地范围改变距离小于图上0.5mm，或整体改变不显著时，可依据地形图上街区范围利用正射影像缩编，街区内部有改变应依影像改变情况进行更新。
农村居民地具体综合方法以下：
（1）1:10000数据有显著街区范围线，建筑物分布比较密集，根据街区式居民表示，依据影像沿街区边缘进行形状概括,但不能沿1:10000数据街道范围线，因为1:10000街道范围线综合偏大。
（2）街区范围线不完整，建筑物密集按以上综合方法表示。
（3）有街区内部空地较大，空地面积大于图上5 mm2，可视为稀疏街区，不能把建筑物合并为一个大范围，可概括为依百分比尺、半依百分比尺或不依百分比尺独立房屋。在稀疏街区中，局部有密集建筑物组成面积1.5 mm2，概括方法同密集街区。街区式农村居民地密度基础保持在图上面积30 mm2左右。
居民地以外或城镇结合部学校、医院、工厂中建筑物，可独立表示。建筑物综合根据居民地指标选择。
街区内加油站通常不表示，只表示街区以外大型及关键。
温室、大棚边上独立房屋按60%选择，选择后应反应其原有分布特征。
街区内外空地为地表硬化、无建筑物且含有一定用途场所或是开发待建区域，面积大于图上2-8mm2表示。如：广场、停车场，或是准备建设建筑工地。
同一个单位围墙或栅栏间距图上小于0.2m，同一性质要合并，不一样性质要连接在一起。
3.2.3. 交通要素
交通要素包含陆地上多种道路及各类同交通相关隶属物体和标志，要正确显示它们类型、位置、分布、结构、通行状态和其它要素关系。
全部铁路线，包含城市地铁、轻轨及车站等均应表示。铁路线及车站名称应根据《1：50000数据库更新工程_全国铁路车站名称代码》、《1：50000数据库更新工程_全国铁路路线名称代码》表示。铁路应保持连续性，碰到地物不停开。图上距离小于0.6mm两条单线铁路，应根据要求表示成一条复线铁路。同一条铁路前后表示要一致。火车站在贯通铁路线中心采集有向点，方向从站台垂直指向铁轨。
大车路以上等级公路全部表示，乡村路和小路依据路网疏密程度合适取舍。道路应该选择较长、贯通、通达双线路及居民地间。
道路属性信息依据要求属性项要求，尽可能赋值。
道路更新参考GPS路网、影像资料及公路普查资料，利用1:10000数据缩编1:50000数据，更要注意道路更新。参考影像，道路局部改线长度大于图上5mm，和原路距离大于图上1mm依据影像给更新，并表示全部原属性。道路已基础建成，影像中可清楚判别应予更新；不能确定道路走向不予表示。不能确定道路等级通常为其它道路。
公路名称可参考《国家1：50000数据库更新工程全国公路名称和代码》确定，碰到地域专有名称要用专有名称命名，如“沈大高速”。
1：10000数据中等级公路和等外公路利用公路参考资料，如GPS路网和《中国高速公路及城镇公路网地图集（详查版）》，不能确定道路类别，应将其划归为其它道路。利用专业资料应将利用情况填写在元数据中。
城市街道选择要反应街区平面图形特征。首先选择关键街道，再次选择条件好次要街道。关键街道应全部表示，次要街道和支线依据城市特点合适选择。选择方法为：首先选择城镇平面图形中有影响、和公路连接（尤其是两端全部和公路连接）街道，和车站、码头、机场、广场、桥梁及其它和关键目标连接街道，然后依据街道网密度、形状等特征，补充其它街道。
对于集镇和街区式农村居民地，凡和公路相接街道，应表示为关键街道，而不是次要街道。关键街道表示应连续。农村零碎居地内可不用表示主次干道。注意主次干道和街区边线衔接关系。和公路连接主次街道要注RDPAC。
道路穿行居民地时，穿越长度小于图上5mm无须断开。
道路隶属物要依据其和道路及其要素关系选择，大型全部表示，小型依据关键程度选择。
缩编后数据要表现道路分布特征，保持公路、铁路连通。道路上小弯曲能够依据缩编尺度标准给删除，降低道路上弯曲个数，但要注意保持各路段上弯曲对比；对于含有特征意义小弯曲，即使其尺寸在临界尺度以下，可合适夸大表示。
人工修筑高于路面路堤地，在数据上表示为有向线，图上通常仅表示长度大于图上1cm，比高在2m以上路堤，而且加注比高。因为它是有向线，当路两侧全部有堤时，应画两条有向线，线型方向在前进方向右侧。
应正确表示桥、涵、闸和水系及道路关系，既不跨水系，也没有道路经过人行桥、人渡不应选择，桥梁中心线起点通常不应在河中。正确处理桥梁等和所在道路位置关系表示，桥梁等和道路位置上应保持一致，不应出现位移。公路桥、铁路桥及公铁两用桥要表示层数。层数中最少为“1”。依百分比尺立交桥桥边线应全部表示。连接上、下层道路匝道外侧堤应该根据要求中指标选择。
3.2.4. 管线要素
变电所（站）综合取舍后和电力线衔接关系发生改变时，在不影响精度情况下要做调整，电力线应该捕捉到变电所符号上。
3.2.5. 境界和政区要素
采取国家地理信息中心1：50000境界更新结果数据，如碰到缩编数据和境界数据套合发生矛盾，依据实际情况合适调整境界数据使其和缩编数据正确套合。
3.2.6. 地貌要素
地貌是地形数据要素中最关键要素，对其它要素影响较大，在缩编时要注意保持整体地貌形态特征。等高距参考1：50000DRG来确定。等高线形状化简遵照以下标准：以正地貌为主，扩大正向形态，降低负向形态；删除谷地，合并山脊，使山脊特征更显著。反之，以负向地貌为主，扩大负向形态，降低正向形态。删除山脊，合并谷地，使谷地特征更显著。山脊合并或是谷地化简时，要注意和其它要素关系处理，如河流应该沿谷底线走。但在平原区不能刻意追求等高线协调。人工挖掘采石场或采矿厂表面要构面，但内部地貌特征仍需表示。表示方法根据缩编要求。乱掘地选择指标：图上面积大于2mm2。采石场或采矿厂选择指标：图上面积大于20～50mm2。 对于不够选择指标或没有正规名称矿一律按乱掘地处理。
依据露岩地分布情况, 相对集中区域按面采集，图上面积大于25～50mm2露岩地，根据露岩地采集。
排放煤烟粉末形成坑，图上面积在大于8mm2按“露天货场（栈）、选矿场、材料堆放场”表示。
3.2.7. 植被和土质要素
植被面积小于选择指标，要综合到相邻植被中。当小块植被综合后，面积总和超出该植被选择指标，通常在TYPE项中注明关键植被类型。
旱地选择指标面积大于50mm2以上。
植被通常和池塘、湖泊、水库边线共线。1：10000数据中面状水域化简为单线，周围没有国家级，省、市级防洪堤，植被和单线水系共线。单线水系两侧为同一性质植被能够合并表示。如有国家级，省、市级防洪堤，堤内不表示植被。
植被碰到高速公路时，路面宽度图上大于1m时，植被要表示到高速公路边线处。
3.2.8. 地名和注记要素
地名数据采取1:50000关键地形要素地名数据，行政村以上居民地地名核实参考9月《辽宁省行政区划简册》及辽宁省政府下发行政区划变更文件。自然村屯、自然地名参考基础数据选择，选择密度可参考上一版1：50000 DRG。地名点位应该参考基础数据中地名位置选择。如碰到库外字，需要建立库外字表。XZNAME项应该填写全部行政村级居民地所属乡镇名称。编写方法实施《1：5万数据库更新工程结果汇交要求》，并在元数据中做对应说明。
行政级居民地地名序号此次重新设置，编码标准为：001-099是街道办事处、100-199是镇级、200-299是乡级，村和小区按流水号编排，小区排在村后边。
地名拼写根据《1：50000地形要素数据缩编更新技术要求》（第二版）附录C ：《地名汉语拼音拼写实施细则》实施。
生产方案实施
前述生产方案，具体经过多种数据处理软件，经过人机交互式操作进行实施。包含多格式、多现势性数据源转换和集成，不一样代码体系整合，综合规则和综合缩编功效软件化等等。

3.3. 生产环境和数据处理应用软件
操作系统： windows
数据处理软件：Autodesk Map /Mapinfo
缩编软件： Geotools（精图软件）。
入库软件： ARCGIS9.2。
影像制作软件：ERDAS8.6
硬件： PⅣ2.4GB 微机20台、内存2GB 、硬盘80GB。
扫描仪: ULTRASCAN、ANATECH等。
绘图仪： HP130NR，HP500绘图仪。

其中由国家基础地理信息中心组织，由武汉大学、香港理工大学研制开发Gentools（精图）软件[2]在整个方案实施过程中起到关键作用。在数据准备阶段，该软件经过格式、坐标转换，建立代码映射方案，对不一样格式，不一样数学基础和不一样要素代码体系更新数据源整合统一到一个平台下形成工程数据，该工程数据符合1:5万数据库数据规范，从而大大提升了数据准备时期生产效率。其次，精图软件提供了较为全方面缩编更新功效和基础数据编辑、属性录入功效，能够针对不一样地域差异设置和改变缩编指标和规则，为缩编更新步骤提供了有力支持。

4. 结束语
本文关键叙述了辽宁省1：50000地形要素缩编更新实施生产方案设计，简述了方案实施，。国家1:5万基础地理数据库更新工程任务量大，工期紧，而辽宁省又面临更新数据源组成复杂情况，为了有一定局限，但才能愈加好地在确保基础地理信息数据质量基础上完成生产任务，设计和实施一个好生产方案是至关关键。本文所描述生产方案经过此次数据库缩编更新生产实践证实，相比传统重新建库更新，缩短了更新周期，合理节省了多种资源配置，更新后基础地理数据能够愈加好地为社会发展、国民经济建设服务。

参考文件
[1] 赵仁亮，陈军，王东华，商瑶玲，王中祥，艾廷华. 数字环境下数据缩编更新方法[J]，地理信息世界，，06(3)：17-20.
[2] 艾廷华．Gentools(精图)软件总体结构和缩编应用[G], .