基于3S技术的土地整治图库一体化技术路线研究
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作者:高丽飞
摘 要：本文基于笔者的工作实践，提出图库一体化的工作模式，即通过一种图形信息化技术把制图数据转换存入数据库，满足日常的空间数据管理需求，通过一种信息图形化技术再把出库数据“还原”成入库前的数据，以一种无损的、可逆的方式把制图数据、GIS数据、数据库管理等融为一体。实践证明，应用图库一体化管理模式可有效提高土地整治采集与处理工作的精度和效率，极大提升土地整治项目各环节的作业效率与工作质量，具有极为重要的应用与推广价值。
关键词：图库一体化 土地整治 GIS 技术路线
中图分类号：F301 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（a）-0025-02
1 引言
土地整治的基本内涵是指在一定区域内，通过采取行政、经济和法律等手段，按照土地利用总体规划、城市规划、土地整治专项规划确定的目标和用途，对土地利用现状进行调整改造、综合整治，促进土地的合理利用，提高土地集约利用率和产出率，改善生产、生活条件和生态环境的过程，其实质是合理组织土地利用。
现阶段，我国的土地整治项目中很多测绘单位都是外业测绘人员负责外业地形点的测绘和地形图的编绘，其使用的制图软件大部分都是南方CASS，南方CASS软件是基于AutoCAD平台进行二次开发的数字化测绘数据采集系统，其具有强大的绘图功能和处理矢量图形的能力，但处理对象属性方面及空间分析功能欠缺，原因如下：（1）对属性信息管理的能力较弱，制图与数据库管理各成体系，导致空间数据与属性数据不能一体化管理，信息反馈渠道不畅;（2）检查图件数据是否符合规范的流程复杂，工作量巨大、自动化程度低、且质检质量难以保证;（3）制图工作流程不连续，缺乏一致的用户界面。制图数据与GIS建库数据为两套数据，无法实现数据无缝拼接。
图库一体化是指通过一种图形信息化技术把制图数据转换存入数据库，满足日常的空间数据管理需求，通过一种信息图形化技术再把出库数据“还原”成入库前的数据，以一种无损的、可逆的方式把制图数据、GIS数据、数据库管理等融为一体。在生产中由一个系统来管理制图数据成果与建库数据成果。因此，将数据放入数据库中，加强对数据质量的管理与控制，同时制图数据也随着建库数据的更新而自动更新的方式十分必要。
2 技术路线
本文从我国土地整治项目的现状和实际需求出发，重点考虑了外业数据采集、竣工图件自动化输出、内业成果自动提取等关键环节，对土地整治项目图库一体化管理的技术流程进行了梳理和研究，设计了土地整治项目图库一体化管理流程。如图1所示。
本文中，土地整治项目的图库一体化管理模式是基于外业测点数据直接导入转化成图和CASS成图导入两种方式将数据导入到Personal Geodatabase中。首先，按照国家地形图图式规定设计一体化数据制图模板制作竣工图，方便地图内容合理化表达;其次，对图件进行质检加强成果质量，确保图件成果质量后纳入批次，不合格的竣工图进行修改合格后纳入批次;再次，由于批次数据是包含整个县/镇的全部数据，对于只能储存2GB的Personal Geodatabase来说数据量较大，而File Geodatabase以一个资料夹方式存储，资料库无限制，每个表限制为1TB。因此，需将批次数据导入到FileGeodatabase中完成批量数据自动化统计与输出。最后根据模板文件、映射文件及Word及Excel标签进行数据抽取以获得项目所需文本、表格材料并自动输出相关图件。
3 外业成果导入
3.1 外业测点导入
传统的外业测量人员是通过专业的测量仪器测得碎部点，将成果输入到计算机，用CASS软件绘制出地籍图，按照图示符号逐点连线，通过复杂的内业数据处理进行图件生成，这种作业方式不仅复杂程度高浪费了大量的人力资源，且准确率低。为了最大程度的照顾传统的作业方式，在此提出通过将外业测得的控制点数据直接转化成GIS成果图件数据。
根据土地整治业务项目流程的实际情况导入外业测点的步骤如下：首先读取野外测点数据到同一图层中，其中每个测点数据包含四列，分别为地物编码列、X值、Y值、Z值;其次将读取到的地物编码列的前三位数值与数据库中的要素类型表进行匹配，通过要素编码确定其要素类型;再次读取同一类要素的地物编码列的后三位数值，根据其顺序判断連接关系（相邻数字为相邻点）;然后将同一类型要素可连接的点连接成线，单独的点不做处理;最后将连成的线状数据存至另一图层，自动成图。
3.2 CASS成图导入
对于大量已经由 CASS 软件绘制好的图件，为了更有效地对数据进行管理，需要进行大量的数据转换工作，而在数据的转换过程中会存在转换后数据内容的丢失或者属性信息不一致的情况，降低了数据的利用率。因此，实现 CASS 与 ArcGIS 数据的无损转换十分必要。
CASS 中数据几何由线构成，而ArcGIS中数据几何分为点、线、面。实现CASS 到 Personal Geodatabase的无损转换需通过建立CASS线型与几何点、线、面的映射关系实现。在土地整治业务中具体按照如下方式进行：（1）根据 CASS中的地物线型、地物颜色、地物编码等参数信息，在ArcGIS 中建立两者图层、地物的映射关系，并记录到地物类型编码表中;（2）在ArcGIS 中建立周边参考点、线、面三个不同几何类型的图层，将CASS地物重新划分成ArcGIS 中的点、线、面三种类型;（3）将CASS块数据划分成几何数据和属性数据，通过映射关系与几何数据构建Personal Geodatabase 格式的图层要素;（4）通过映射关系与属性数据填充图层属性，完成数据预处理。 4 成果管理与输出
4.1 图件成果模板设计
出图数据的核心在于图面的表示，即按照图式要求对地图内容进行合理化表达，应先严格按照土地整治竣工图制图规范制作一体化数据制图模板，确保制图输出时符合相关的规定与要求。本文通过设计多种比例尺的制图模板实现土地整治竣工图的所见即所得的绘制。定义要素的几何分类、分层、属性、地图符号、图廓整饰等内容。在制图表达模板定制时，根据地图表示地区范围的大小、图幅的大小和表示内容的详略等不同情况设计1：500或1：1000等不同比例尺模板，图层按照自上而下的空间位置排放顺序以解决点、线、面三类特征要素的压盖，同时也要设计好同一图层内各要素的叠置关系。
4.2 数据抽取与自动化输出
文本材料的抽取方式是根据其类型创建模板文件，针对模板文件创建映射文件，建立模板文件与映射文件之间的对应关系来实现的。表格文件抽取具体按照如下方式进行：（1）根据表格类型创建表格模板文件，确定每个具体单元格插入值的属性，设置Excel书签记录表格变量位置信息;（2）针对表格模板文件创建映射文件，映射文件记录插入单元格的目标位置、目标来源文件、具体表名、来源类型等属性信息;（3）遍历表格模板文件中Excel书签记录，根据变量的标记从源数据（竣工图批次图件数据）中抽取需要数据;（4）根据映射关系中记录的单元格填充公式：单元填充、多元拼接及多元运算多种类型，判断单元格填充方式，统计汇总，自动插入与更新统计数据信息;（5）通过这种方法处理所有表格材料模板文件，并统一输出到指定目錄，完成批量表格数据的自动化统计与输出。
5 结语
本文对土地整治项目的图库一体化管理模式进行研究，针对数据采集标准不规范、图件制作与质检返工率高、成果管理效率低下等问题，开发CASS-ArcGIS的转换、自动数据抽取、自动图件质检与批量图件输出等模块，构建出一套工程化、标准化、系统化的土地整治数据采集与图件成果管理图库一体化模式。运用此模式制作单幅竣工图的速度是传统作业模式的2～3倍;而对于批量数据抽取的处理效率随着数据量的增大更显优势。实际项目实施中，处理一个具有53幅竣工图的乡镇批次，在传统作业模式下消耗28人时，而此模式下仅耗时3.2人时，是传统作业模式的8～9倍。实践证明，应用图库一体化管理模式可有效提高土地整治采集与处理工作的精度和效率，极大提升土地整治项目各环节的作业效率与工作质量，具有极为重要的应用与推广价值。
参考文献
[1] 张勇，汪应宏，包婷婷，等.土地整治研究进展综述与展望[J].上海国土资源，2014，35（3）：15-20.
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