基于地理要素编码的数字地形图入库方法

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1、基于地理要素编码的数字地形图入库方法1引言   目前，我国很多城市已经或正在建立本市的城市基础地理信息系统，而建立城市基础地理信息系统的重要数据源就是现有数字地形图，这些数字地形图的存储管理主要还是以文件的形式进行管理，即主要以CAD格式的文件存储在磁盘上。由于数字地形图数据模型与GIS数据模型存在差异性，目前的GIS软件还无法直接对单独的CAD文件进行各种操作，如空间查询、分析等。这种方式的管理将大大降低空间数据的利用效率，同时阻碍了空间数据的共享进展。产生这种状况的原因主要是两者模型之间存在差异性，各自是为不同用途、不同目的而设计的数据模型。数字地形图数据模型的本质是地图符

2、号模型，因此数字地形图数据模型与GIS数据模型最根本的区别在于它们如何对地理数据进行表达上。   对数字地形图导入GIS空间数据库的研究目前存在以下四种途径：（1）利用AutoCAD进行二次开发；（2）在GIS环境下进行二次开发；（3）独立开发；（4）基于模型驱动的转换方式。通过对现有实现方法分析和研究，提出基于地理要素编码的数字地形图入库设计方法，考虑到本次使用的数字地形图是基于CAD数据格式，本文将ArcGISEngine和ObjectsARX2007相结合，利用C＃在vs.net2005平台下进行二次开发实现对数字地形图无损导入到FileGeodatabase中。2地理数

3、据库模型设计   地理数据库模型设计的优劣将直接影响到城市基础地理信息系统的运行效果，比如空间拓扑分析，管网模型、路网模型的建立等。《基础地理信息要素分类与代码》（GTB/13923-2006）将地理要素归并为八大类：定位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质，分46个中类，以后依次分为小类、子类。为了更好区分要素几何类型，本文在此基础上对末尾扩充了两位特征码来描述要素几何类型，如图1所示。   特征码由图形实体码（第7位）+实体特征码（第8位）组成。图形实体特征码编码如表1所示。   考虑到数据容量的问题，本文采用地理数据库为ESRI公司提供的Fi

4、leGeodatabase（如图2所示），它具有数据存储量大、跨平台等特性。通过对《基础地理信息要素分类与代码》（GTB/13923-2006）标准分析和研究，为了方便今后的应用和管理，在大类基础上建立要素集，在中类基础上建立要素类。要素集命名方式为：FGIS_X000，X代表大类。要素类命名方式按点、线、面分开，点：FGIS0_XX00；线：FGIS1_XX00、FGIS15_XX00(15代表道路、河流等中线要素）；面：FGIS2_XX00，XX表明要素所属中类。3基于地形要素编码的数字地形图入库流程   3.1数字地形图数据规则化   数字地形图规则化的目的是要使CAD数

5、据符合GIS系统所需数据格式，在GIS中称现实对象为要素，它包括：几何属性和非几何属性。入库前数据预处理的主要工作有：（1）对多边形进行封闭，如房屋、宗地块等；（2）各图元注记整体化，如单位名称，如果是逐字注记，在导入时将生成多个点要素；（3）线型图元的检查；（4）道路、河流等用线描述的面要素的处理；（5）地形要素编码和扩展属性设置，将属性数据写入地形要素的XData对象中；（6）重复地形要素的清理。   3.2要素编码与要素类对照表的建立   建立要素编码与要素类对照表的目的是为了提高软件设计的灵活性和通用性。建立此表的好处主要体现在数据库模型的改变而对入库软件的影响不是很大

6、，因为无论以什么原则来建立要素类，一个要素编码一只对应一个要素类，所以数据库模型的改变只需对此表中的要素一类项进行更新，而无需对入库软件做较大的修改。对照表使用Access数据库存储，这样管理和操作都比较简单，对照表结构如表2所示。   3.3入库软件程序设计思路   软件模式的设计是软件性能的关键所在，同时对软件的生命周期也有重要的影响。入库软件设计可以采用两种方法：一、由要素到要素类，即通过要素编码从对照表中找到对应要素类，能后将此要素存储到该要素类中；二、由要素类到要素，即先遍历要素类，然后遍历所有要素，再判断要素类和要素之间的包含关系。本研究采用第一种方法，由于一个要素

7、编码唯一对应一个要素类，采用第一种方法比第二种方法所花时间会少很多。例如，地理数据库中有100个要素类，一幅地形图中有1000个要素，按照由要素到要素类的方法只要循环一千次就可以入库完毕；而按照由要素类到要素的方法则需要循环10万次才能完成。入库软件设计具体思路如下：①    在AutoCAD中打开预处理好的数字地形图；②    对其进行遍历，逐一读取所有要素，并从Xdata中获取该要素的编码；③    根据编码从对照表中找到对应要素类；④    打开要素类，将要素几何和要素属性分别写入所属