DMS数字测图系统和GIS数据接口的研究

1、dms数字测图系统和gis数据接口的研究虞晖王新明潘正风摘 要 在对arc/info和mapinfo等gis平台的数据格式分析的基 础上，将dms数字测图系统的数字地图成果直接转换为gis的交换格式, 为gis录入和更新数据提供了一个更方便、更精确的途径。关键词数据转换交换文件格式地理信息系统（gis）是在计算机软硬件技术的支持下采集、存储、 管理、检索和综合分析各种空间地理信息，以多种形式输出数据或图形 产品的计算机系统。它在城市规划、城市管理、交通工程、环境监测等 各个方面均有广泛的应用。作为利用基础gis平台建立一个应用系统的重要一环，数据的输入 与更新是整个工程中最耗费人力、物力的一项

2、任务，它大约占整个系统 工程量的80 %。就目前而言，要建立gis应用系统，最主要的就是将原 有的图纸，利用gis或其他相关软件提供的矢量化方法，转换成gis格 式数据。传统的作业流程如图1所示。* rvi为业图1传统的作业流程在数字化测图益完善并逐渐取代门纸测图的今天，要提高gis数 据录入的效率与精度，就要建立而向gis的数字化测图系统，也就是在 原有数字化测图系统的基础上开发与g1s接口的功能。更新后的作业流 程如图2所示。图2更新后的作业流程由武汉测绘科技大学研制的dms大比例尺数字测图系统，有适合于建立 地图数据库的图形数据格式，它适用于大比例尺地形图、地籍图和城市 地下管线图的测绘

3、、更新和管理，但数据还不能直接进入gis系统。为 此需要进行数据接口的研究，使得数字测图的数据可以直接用于 arc/info, mapinfo 等常用的 gis 平台。1基本原理1. 1编码dms编码分为地形要索编码和连接线的编码。在大比例尺数字测图系统dms中，所有的地形要素按国标分为九类: 测量控制点；居民地和垣栅；工矿建筑物；交通；管线；水系；境界； 地貌和土质；植被。在地形要索分类的基础上，用四位整数编码来表示 地物的地形特征，参见1 ： 500, 1 : 1 000, 1 : 2 000地形图要素分类 与代码(gb14804-93)。点与点连接时，需要对连接线进行编码，分线型码和顺序

4、码。连接 线线型分为独立点、直线、圆弧和圆、曲线四种，分别以“0”，“1”， “2”，“3”表示。对于顺序码，“0”表示开始，“1”表示屮间，“2” 表示结朿，“3”表示只有两个点和连接。1.2分层地理特征(以及描述这些特征的属性)按照某种相关性在逻辑上 组成一些相对独立的信息层或信息的主题，可以把一幅地形图分为多个 层次来存储。根据地形图要索的分类，相应地在g1s格式文件屮建立不 同的层次，如表1所示。另外，对于注记，可以单独指定一层，例如 arm。表1地形要素的分层地形要素gis数据中的层测量控制点control居民地和垣栅res工矿建筑物fac交通roa管线pip水系wat境界bor|地

5、貌和土质geo植被pla1.3编码转换对照表把dms数据转换成g1s格式的数据时，为了充分利用dms原图的数 据，必须保证原图中的编码和gis数据中表示地物特征的属性和对应， 因此要建立编码转换对照表。表的基本字段如图3所示。gis中x-m性j图3编码转换对照表的基本字段在基木字段的基础上，还可以根据口己的特殊需要增加字段。值得一提的是，rtl t dms系统的编码方式和数据记录格式非常严谨 而且实用，完成编码转换对照表非常容易。1.4数据对应问题gis数据包括点、弧段、面、注记等图形数据以及属性数据，而原 图数据包括点、线、注记等，所以转换工作屮要考虑原图数据和gis数 据的对应问题。在dm

6、s中，连接线型表示了地物形状为独立点、直线、曲线、圆弧 和圆，因此根据连接线型可以解决图形数据的对应。我们按照如下的原 则确定原图数据和gis图形数据的对应关系：原图小的独立点对应gis数据小的点；原图屮不闭合的直线、圆弧、曲线对应g1s数据中的弧段；原图中的岡或闭合的直线、岡弧、曲线对应gis数据中的面。为了充分利用原图的数据，可以把dms中的编码对应的地形耍索特 征、结点的高程都转换成gis属性数据。例如，我们为每种形状的地物 规定了以下的字段：1) 点状地物：编码、地物名称、高程；2) 线状地物：编码、地物名称、结点高程；3) 面状地物：编码、地物名称。在以上字段的基础上，还可以根据需要

7、有所增加。1.5线状符号的匹配在大比例尺测图系统dms中符号均参照1 : 500, 1 : 1 000, 1 ： 2 000 地形图图式(gb/t7929),有独立符号、线状符号等，符号木身不仅 表示空间信息，也蕴藏了属性信息。而在gis系统中，图形信息和属性 信息是相互联系，又相互分离的。将图形数据转换到gis平台上显示， 定位信息无课，但由于在gish'的符号功能不强，图面不美观。如陡坎 符号，按线状地物在图形上只显示坎顶线，虽然属性是陡坎，但从图面 上看是一条线。在转换时，为了解决这个问题，采取加辅助层的方法。 辅助层将不能宜接转换的图形信息保存起来，需要显示时可叠加在其他 层上

8、，本身不具有属性信息。2 dms与mapinfo, arc/inf0数据接口的实现2. 1 dms与mapinfo数据接口的实现我们首先以dms原图数据转换到mapinfo为例，具体说明转换的实 现过程。mapinfo有一种通用数据交换格式，它将其他格式的数据转换到 mapinfo的图形项上，这种格式是ascii码，可以编辑，容易生成，且可 以工作在mapinfo支持的所有平台上。它将mapinfo数据保存在两个文 件中：图形数据保存在mif文件中，而文木(属性)数据保存在.mid 文件中。其中,mif文件有两个区域:文件头区域和数据节,文件头中 保存了如何创建mapinfo表的信息，数据节中

9、则是所有图形对象的定义。 转换时根据地物形状的不同，在mapinfo屮对应的图形对象分别为点 (point)、直线(line)、折线(polyline)、圆弧(arc)和区 域(region),每种图形对象对应的属性字段在14节已说明。转换吋首先根据编码转换对照衣，利用地形图要素的编码确定地物 属于哪个层，对每一层都分别建立了mif文件和.mid文件，所以要把文 件指针按照地物的不同指向不同文件，正确地写入数据。在.m1f文件屮，每种图形对象的基本记录格式为：点point横坐标纵坐标symbol （形状，颜色，大小）直线line横坐标1纵坐标1横坐标2纵坐标2 pen（线宽, 线型，颜色）折线

10、pline点数横坐标1纵坐标1横坐标2纵坐标2 pen （线宽，线型，颜色）smooth 指定是否进行平滑圆弧arc左上角x左上角y右下角x右下角y起点角度 终点角度pen（线宽，线型，颜色）区域region多边形数量多边形1的点数横坐标1纵坐标 1 多边形2的点数 横坐标1纵坐标1pen （线宽，线型， 颜色）brush （形状，前景颜色，背景颜色）根据地形图耍索的编码和连接线型判断出地物的形状后，可用 symbol （符号样式）子句、pen （画笔）子句和brush （画刷）子 句设定该地物在mapinfo'i'的表示方式,按照上述的格式写进mif文件。 在写图形信息的同时

11、，对该地物的有关属性信息进行提取，并把它写 进.mid文件。mapinfo规定,.mif文件中的图形信息和mid文件中的属 性信息必须一一对应。转换时的流程图如图4所示。www. oth0rmap com是普巳鉄曳龙所膏地會图4转换流程图2. 2 dms与arc/info数据接口的实现在国内使用的gis软件中，最畅销的是arc/infoo为了把dms原图 数据转换成arc/ixfo能识别的格式，我们对arc/info的有关数据格式 进行了研究。研究发现，arc/info有微机版和网络版等，其数据格式有 些不同。由于arc/info既要描述地图特征和拓扑关系，乂要记录属性数 据，因而数据内容繁琐

12、，冃要求严，不易宜接转换成arc/tnfo的内部文 件。同时arc/info具有导入e00交换文件的功能，能根据导入文件的 数据自动建立一个层的h录和相关文件。而e00交换文件可被arc/info 的不同版本系统所识别，且易于被多种数据所转换。e00交换文件由七个部分组成：arc （弧段）部分。弧段部分存放每个弧段的信息。每个弧段的 内部id号、用户id号、起始点、截止点、左多边形、右多边形、点数 组成了这部分的头信息，然后把弧段上采样点的坐标依次排列。lab （标识点）部分。标识点部分存放点状地物的信息或多边形 的标识点的信息。在标识点的用户id号z后，每个点的坐标连续写3 次。txt （文

13、本）部分。该部分可以存放注记等信息。aat （弧段属性）部分。这一部分有fnode#, tnode#, lpoly#, rpoly#, length,层名#,层名-id等固有属性,还可以根据需要加入其 他属性。arc部分的每一弧段都对应了这里的一行属性。对每一属性项 定义长度、类型、小数点后位数等。bxd （边界记录）部分。把图幅左下角和右上角的坐标写入。pat （点属性）部分。在area, parameter,层名#,层名-id 等固有属性的基础上，可加入另外的属性。记录规则与aat部分相同。 每行属性都对应了 lab部分的一个标识点。ttc （控制点）部分。把图幅的四个图廓点坐标依次写入。

14、必须注意的是：每一部分写入数据时都有一个规则，即浮点数占14 个字符的位置，整形数占10个字符的位置。e00交换文件通过arc/1nfo的import命令，将其转换为arc/1nfo 的一个覆盖层，即一个目录。这个目录下包含有图形文件和属性文件， 有了这些文件，在arc/info环境下就可以显示图形，建立拓扑关系进行 空间分析。把dms原图数据转换成.e00交换文件的过程，与转换 成.mif, .mid文件相同，只是数据格式不同而已。按照前而的分层方法, 每一 dms图幅在arc/1nfo下生成各个层的目录和文件。3 转换成果与结论本文提出用新的方法，它将大比例尺数字测图的数据转换为gts的

15、通用交换格式，使转换成果在不同版本的gis平台下都可使用，兼容性 好，而无需进行多次转换使其造成误差。这一方法的可行性通过对用大比例尺数字测图系统测量的张家界市 的地形图进行转换得到验证。见图5和图6。图5 在mapinfo环境下应用dms原图图6在arc/info环境下应用dms原图数据的实例如图5所示，可对图中地物进行属性查询、修改，其图形输出后与 原图比较，定位信息精度没有损失。在图6屮，arc/info对该图进行 点、线、面的拓扑建立均可完成。廿前国内外大多数数字测图数据都具 有类似的格式。结果表明：此方法完全可行，且具有普遍性。利用大比例尺数字化测图系统，为城市g1s应用系统捉供了数据， 是gis应用系统录入数据和更新数据最方便、最快捷的途