MapGIS數(shù)據(jù)向ArcGIS數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法的實踐與探討_圖文

1、江蘇地質(zhì),31(3,258261,2007M ap G IS 數(shù)據(jù)向Arc GIS 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法的實踐與探討張 于1,武健強1,吳夏懿1,丁 亮2(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院,江蘇南京210018;2.江蘇省國土資源動態(tài)監(jiān)測中心,江蘇南京210029摘要:由于在地圖編輯和數(shù)據(jù)分析方面各具優(yōu)勢,M apG IS 和A rc G IS 逐漸發(fā)展成為目前國內(nèi)被廣泛使用的地理信息系統(tǒng)平臺,實現(xiàn)二者間數(shù)據(jù)安全轉(zhuǎn)換將有利于對兩種系統(tǒng)功能的充分利用,大大提高空間數(shù)據(jù)庫的生產(chǎn)效率和使用率。在分析比較兩種系統(tǒng)空間建模思想及專有數(shù)據(jù)格式的基礎(chǔ)上,提出了將空間數(shù)據(jù)從M ap G IS 平臺轉(zhuǎn)換到A rcG IS

2、平臺上的基本思路,并通過工作實例進行了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換驗證,對過程中存在的問題進行了總結(jié),形成了一套較為成熟的技術(shù)方法。關(guān)鍵詞:M ap G IS ;A rc G IS ;數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換;投影變換中圖分類號:TP392 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6474(200703-0258-04收稿日期:2007-03-26;編輯:蔣艷基金項目:國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局重點項目/蘇錫常地區(qū)地面沉降監(jiān)網(wǎng)建設(shè)0(工作編碼20031230000901,任務(wù)書編號水2004010150301作者簡介:張于(1972,女,內(nèi)蒙古臨河人,工程師,主要從事圖件制作及數(shù)據(jù)庫建設(shè)等方面的研究工作.0 引 言目前,在我國應用

3、較為廣泛的地理信息系統(tǒng)軟件主要有兩種:M apG I S 和A rc G IS 。M apGIS 是一款優(yōu)秀的國產(chǎn)G IS 軟件,它的地圖編輯功能很強、對系統(tǒng)資源占用低、操作輕便,一直是國土資源部門主要的信息化工作平臺。Arc GIS 是美國專業(yè)G I S 軟件公司ESRI 的旗艦產(chǎn)品,其最早開發(fā)出具有拓撲關(guān)系的空間數(shù)據(jù)模型,在對空間數(shù)據(jù)庫開發(fā)、一體化管理方面獨具優(yōu)勢。近年來更是推出了易于操作的桌面GIS 系統(tǒng),大大方便了一般技術(shù)人員的學習應用。由于專業(yè)性和綜合性方面各具優(yōu)勢,二者在目前國內(nèi)市場上都擁有很大的用戶群體。我們在平時工作中針對不同的應用,往往需要集成二者優(yōu)勢,達到快捷、高效的工作目

4、標,因此,實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換具有重要的實際意義。以M apG I S6.5版本為例,結(jié)合工作中的一些實踐經(jīng)驗,就M apG I S 數(shù)據(jù)向A rc G I S 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換作一介紹。1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型1.1 M apG I S 數(shù)據(jù)類型M apG I S 具有地理信息系統(tǒng)的一般特點,常用的文件類型分點文件(.w t、線文件(.w l、區(qū)文件(.wp三種,分別用來描述現(xiàn)實世界中的點狀、線狀和面狀實體對象。點標示的是一個控制點位置和符號或注釋;線標示的是如省界、國界、等高線、路在內(nèi)的線狀要素;區(qū)也稱作面,是由首尾相連的弧段組成的封閉圖形,并以顏色和花紋圖案填充形成的區(qū)域。自然界對象均可抽象成這三

5、類特征,再分別用不同的顏色和形狀符號進行表達,M apG I S 提供了一些標準的線型、子圖、圖案及上千種顏色組成的色譜庫,如果遇到不能滿足的一些專題圖時,在編輯窗口/系統(tǒng)庫0菜單下的編輯庫功能中,可任意擴充編輯所需的線型、子圖、圖案以及顏色。所有要素層的線型、符號等圖例參數(shù)設(shè)置均通過工程文件來統(tǒng)一管理(.M SI,工程文件描述了各要素層的相互疊置順序,文件存放路徑,是所有數(shù)字化信息的有機結(jié)合。1.2 A rc G I S 數(shù)據(jù)類型A rc G I S 的數(shù)據(jù)格式比M apG I S 更加豐富,可以構(gòu)造復雜的數(shù)據(jù)模型用于不同的分析目的,主要有Shape 、Coverage 、G eo Da t

6、abase 等。其中一個圖形特征的Shape 或者Coverage 數(shù)據(jù)是由一組文件組成,相當于一個小型的桌面數(shù)據(jù)庫,而G eo D atabase 實現(xiàn)了利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(RDB M S對空間數(shù)據(jù)的集中存儲,Geo Database 中每一個特征構(gòu)成一個特征類(Feature C lass,多個特征類構(gòu)成一個特征數(shù)據(jù)集(Feature Dataset。GeoDatabase 通過ESRI 的空間數(shù)據(jù)庫引擎A rcSDE 來管理,用戶不能直接操作RD-B M S 中的表。向GeoDatabase 中添加數(shù)據(jù)必須通過A rcCata log 或者A rc Too l B ox 中的工具來進行數(shù)據(jù)

7、的導入。E00數(shù)據(jù)是一種交換(I nterchange格式,用于和其他G I S 系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。Shape 文件可以在A rc G I S 中直接打開、編輯,在A rc G I S 環(huán)境中很容易轉(zhuǎn)換成Coverage 、GeoDatabase 格式中的任一種,是最常用的一種數(shù)據(jù)類型,基于Shape 文件格式的空間數(shù)據(jù)也分點、線、面三類要素類型,其數(shù)據(jù)管理方式與M apG I S 類似,下文正是利用M apG I S 的輸出接口進行向Shape 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法及流程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換一般步驟包括M apGIS 圖件的形成、投影前準備、投影轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)核對等內(nèi)容,具體流程如圖1所

8、示。由于兩種系統(tǒng)對空間數(shù)據(jù)的建模從概念上講是有差異的,如M apG I S 中區(qū)用面色表達,區(qū)界用單獨的線要素表達,而在A rc G I S 中區(qū)與邊界是一體的,另外,M apG I S 中的標注也是以點要素層單獨存在,而A rc G I S 中它是和所屬的對象相伴的,這樣方便于批量操作。以shp 數(shù)據(jù)為例,A rc G I S 對空間對象嚴格按要素層分類,分層存儲,數(shù)據(jù)的操縱依賴屬性信息。而M apG I S 則相對自由,雖然也有明確的要素分類定義,但多年來一直強調(diào)圖面的表達,非可視化的屬性信息往往被忽視,就當前地理信息的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)使用來看,將會帶來不便。因此,轉(zhuǎn)換還須按各要素類進行分層

9、,并錄入相應的屬性。2.1 M apG I S 圖件的形成首先對原始圖件進行掃描矢量化,矢量化時注意處理好各要素之間關(guān)系,如矢量化線文件時,注意結(jié)點關(guān)系建立,用抓點方法來處理、水系不能爬坡、生成標準圖框時要注意精度位數(shù)的設(shè)置等。矢量化完成后要對所得的綜合點、線文件進行編輯和誤差校正后,執(zhí)行拓撲檢查、造面,形成圖形文件。2.2 轉(zhuǎn)換前數(shù)據(jù)檢查對矢量化好的綜合文件檢查無誤后,按照相應 的規(guī)范和要求進行分層,錄入屬性。針對兩種系統(tǒng)圖1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程在空間數(shù)據(jù)表達方面的一些差異,用戶可根據(jù)需要作適當?shù)膱D層歸并,如標注層與對應的空間要素層合并,一些并不重要的只是修飾編圖效果的分區(qū)界線可省略,而當區(qū)界反映

10、的是構(gòu)造活動時,則應提出作為重要的空間要素層保留,并錄入相關(guān)屬性。每一個做好的圖層在進行投影轉(zhuǎn)換之前,要進行I D 號排序、壓縮存盤,對線文件進行微短線、重疊坐標處理;且對一條超出500點的線文件要在M ap -G I S 的/輸出文件0窗口中的/選擇0下的/500點自動打斷0,并進行壓縮存盤。每個面文件進行拓撲查錯;屬性字段長度不超過255個字節(jié),字段名稱不超過5個漢字。2.3 投影變換M apGIS 制圖時通常采用從掃描儀上掃出的T I F 文件進行采集成圖,此時已經(jīng)由用戶指定了坐標原點,建立了相應的坐標系。而根據(jù)圖形所對應的投影參數(shù),如中央經(jīng)線、標準緯線等又定義了一個大地坐標系,其坐標原

11、點一般情況下與用戶指定的坐標系不重合。在進行投影轉(zhuǎn)換時,是以大地坐標系為準,因此,在進行文件投影時,必須將用戶坐標系中的值轉(zhuǎn)換為投影坐標系中的值才能進行正確轉(zhuǎn)換。為了實現(xiàn)這個功能,M apGIS 中提供了T I C 點操作功能,通過T I C 點來確定用戶坐標系和投影坐標系的轉(zhuǎn)換關(guān)系。259第3期 張 于等:M ap G IS 數(shù)據(jù)向A rcG IS 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法的實踐與探討TI C 點實際上是一些控制點,即用戶已知其理論值的點。理論值既可以是大地直角坐標,如公里網(wǎng)值,也可以是地理經(jīng)緯度。在進行文件投影變換時,至少輸入4個TI C 點,否則將不進行投影轉(zhuǎn)換。如果一幅圖無坐標網(wǎng)及標準圖框,那

12、只能利用空間采點定義坐標?？臻g采點定義坐標轉(zhuǎn)換是利用圖中的一些有著特殊性的控制點如三角點、埋石點、水準點、獨立天文點及一些居民點等來均勻布點,并把對應的實際坐標值輸入。需注意的是T I C 點要直接保存于當前所編輯的文件中,若用戶是第一次輸入T I C 點或T I C 點已修改,應及時保存該文件。在M apG I S 投影變換中,對準備好的每個圖層進行投影轉(zhuǎn)換時,/結(jié)果投影參數(shù)0可以是地球坐標,也可選高斯坐標(據(jù)具體要求而定,然后再進行投影轉(zhuǎn)換。2.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換利用M apGIS6.5及以上版本軟件輸出窗口下輸出Shape 形式的功能來轉(zhuǎn)換。運用這種轉(zhuǎn)換途徑,具有轉(zhuǎn)換速度快,有多少面輸出多少面

13、,沒有形成無用面,并在A rc G I S 平臺上進行重新編輯時,整理的工作量最少,與其他轉(zhuǎn)換方式對比具有顯著優(yōu)點。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入A rc G I S 平臺后,原圖上的符號庫是不會一起轉(zhuǎn)入的,這時還要人工進行相應的字體、符號、線型、色譜等一系列編輯,最后還要在A rc G I S 文件管理子系統(tǒng)A rc C atalog 中編輯每個圖層的空間投影參數(shù)。2.5 轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)核查雖然新版本的系統(tǒng)在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換上性能已大大提升,但用戶根據(jù)不同的應用目標,還是有必要在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后進行核查工作,檢查項目包括實體數(shù)據(jù)是否有丟失或增加,空間投影是否正確,屬性數(shù)據(jù)是否完整,圖層套合精度、拓撲一致性、T I C 點精度

14、等。這些檢查核對可通過隨機抽樣來完成。如果需要通過E 00格式作中間橋梁轉(zhuǎn)換時,還要做多邊形要素層的拓撲檢查。3 應用實例長江三角洲是我國經(jīng)濟最發(fā)達的地區(qū)之一,這些年國家非常重視這一地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境保護工作,投入了大量的人力、物力和財力。1999年以來該地區(qū)就開展了一系列的綜合性環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價項目,并在A rc G I S 平臺上建立了環(huán)境地質(zhì)信息管理系統(tǒng)。為了充分發(fā)揮兩種系統(tǒng)的各自優(yōu)勢,縮短工作周期,提高數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率,首先在M apGIS 平臺上作制作完成所有空間數(shù)據(jù)圖件,然后利用二者間的轉(zhuǎn)換接口,按一定的技術(shù)要求和操作步驟實施轉(zhuǎn)換。圖2給出了蘇錫常地區(qū)地面沉降速率圖的轉(zhuǎn)換結(jié)果,從中可以看出

15、,空間圖形數(shù)據(jù)信息和屬性信息獲得了很好的轉(zhuǎn)換,其中任何一個區(qū)單元的屬性信 息比較是完全一致的。圖2 蘇錫常地區(qū)地面沉降速率圖轉(zhuǎn)換前后比較(左M apGIS 平臺,右A rc G IS 平臺260江 蘇 地 質(zhì) 2007年4 體 會通過對蘇錫常地區(qū)地面沉降速率圖轉(zhuǎn)換的實際操作,筆者積累了一些經(jīng)驗,解決了一些難題。這些難題在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換中起著非常重要的作用,直接關(guān)系到轉(zhuǎn)換的成敗,主要有以下幾點。 轉(zhuǎn)換之前各圖層文件必須在M apG I S 中進行壓縮存盤,去除邏輯上刪除的點線面,否則轉(zhuǎn)換后文件所帶的屬性內(nèi)容會出現(xiàn)亂碼。 在M apG I S 上的數(shù)據(jù)也最好用自動拓撲的方式建區(qū),使每個多邊形嚴格封閉

16、,然后用/拓撲錯誤檢查0沒有錯誤后再輸出。 直接用M apG I S 中數(shù)據(jù)輸出Shape 文件時,文件屬性結(jié)構(gòu)的字段長度不能超過255,否則數(shù)據(jù)文件在A rc G I S 中將無法讀取或轉(zhuǎn)換的屬性內(nèi)容不完整。 A rc G I S813及早期版本只能默認5個漢字長度的屬性字段名,多余的部分將自動截去,因此,當兩個字段名前5個漢字符相同時,在轉(zhuǎn)換后將出現(xiàn)兩字段名相同的尷尬,為以后的數(shù)據(jù)庫操作埋下隱患,故建議在現(xiàn)有版本條件下,字段名命名時應盡可能采用簡短易于理解的字母數(shù)字組合。5 結(jié) 語在建立基于Arc GIS 平臺的/蘇錫常地區(qū)地面沉降信息管理系統(tǒng)0過程中,筆者較系統(tǒng)地總結(jié)了兩個平臺的自身數(shù)據(jù)

17、類型特點,摸索出了一套較為實用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法,提出了在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中應注意的一些具體細節(jié)問題的解決技巧,從而使用戶能更好地利用M apGIS 便捷的圖層編輯功能和A rc G I S 強大的空間數(shù)據(jù)庫分析及模型分析功能,使地圖數(shù)據(jù)制作和空間數(shù)據(jù)的維護更加方便,大大提高了工作效率。參考文獻:1 中地公司.M ap G IS 使用指南M ,武漢:中國地質(zhì)大學出版社,1998.2 黨安榮.A rcG IS8地理信息系統(tǒng)應用指南M ,北京:清華大學出版社,2003.換J.微機發(fā)展,2004,13(11:14-16.D iscussions on for mat conversion ofM apG I

18、S data to A rc G I S dataZHANG Yu 1,WU Ji a n -qi a ng 1,WU X ia -yi 1,D I NG L iang2(1.G eo log ica lSurvey of Jiangsu P rov i nce ,N anji ng 210018,Chi na ;2.Ji ang su L and and R esources Dyna m i c M on itor i ng Center ,N an -ji ng 210029,Ch i naAbst ract :T hanks to the i r advan tages in map comp ilati on and da ta analysis ,M ap G IS and A rc G IS have deve l oped i nto t wo w ide ly used geographic i nforma ti on syste m platf o r m s i n Ch i na ,and a realizati on of safe conversi on of t he data w ill be propiti ous to a full use o