MapGIS数据向ArcGIS数据格式转换方法的实践与探讨_图文

1、江苏地质,31(3,258261,2007M ap G IS 数据向Arc GIS 数据格式转换方法的实践与探讨张 于1,武健强1,吴夏懿1,丁 亮2(1.江苏省地质调查研究院,江苏南京210018;2.江苏省国土资源动态监测中心,江苏南京210029摘要:由于在地图编辑和数据分析方面各具优势,M apG IS 和A rc G IS 逐渐发展成为目前国内被广泛使用的地理信息系统平台,实现二者间数据安全转换将有利于对两种系统功能的充分利用,大大提高空间数据库的生产效率和使用率。在分析比较两种系统空间建模思想及专有数据格式的基础上,提出了将空间数据从M ap G IS 平台转换到A rcG IS

2、平台上的基本思路,并通过工作实例进行了数据转换验证,对过程中存在的问题进行了总结,形成了一套较为成熟的技术方法。关键词:M ap G IS ;A rc G IS ;数据格式转换;投影变换中图分类号:TP392 文献标识码:A 文章编号:1003-6474(200703-0258-04收稿日期:2007-03-26;编辑:蒋艳基金项目:国土资源部中国地质调查局重点项目/苏锡常地区地面沉降监网建设0(工作编码20031230000901,任务书编号水2004010150301作者简介:张于(1972,女,内蒙古临河人,工程师,主要从事图件制作及数据库建设等方面的研究工作.0 引 言目前,在我国应用

3、较为广泛的地理信息系统软件主要有两种:M apG I S 和A rc G IS 。M apGIS 是一款优秀的国产G IS 软件,它的地图编辑功能很强、对系统资源占用低、操作轻便,一直是国土资源部门主要的信息化工作平台。Arc GIS 是美国专业G I S 软件公司ESRI 的旗舰产品,其最早开发出具有拓扑关系的空间数据模型,在对空间数据库开发、一体化管理方面独具优势。近年来更是推出了易于操作的桌面GIS 系统,大大方便了一般技术人员的学习应用。由于专业性和综合性方面各具优势,二者在目前国内市场上都拥有很大的用户群体。我们在平时工作中针对不同的应用,往往需要集成二者优势,达到快捷、高效的工作目

4、标,因此,实现数据安全、稳定的转换具有重要的实际意义。以M apG I S6.5版本为例,结合工作中的一些实践经验,就M apG I S 数据向A rc G I S 数据的转换作一介绍。1 系统数据类型1.1 M apG I S 数据类型M apG I S 具有地理信息系统的一般特点,常用的文件类型分点文件(.w t、线文件(.w l、区文件(.wp三种,分别用来描述现实世界中的点状、线状和面状实体对象。点标示的是一个控制点位置和符号或注释;线标示的是如省界、国界、等高线、路在内的线状要素;区也称作面,是由首尾相连的弧段组成的封闭图形,并以颜色和花纹图案填充形成的区域。自然界对象均可抽象成这三

5、类特征,再分别用不同的颜色和形状符号进行表达,M apG I S 提供了一些标准的线型、子图、图案及上千种颜色组成的色谱库,如果遇到不能满足的一些专题图时,在编辑窗口/系统库0菜单下的编辑库功能中,可任意扩充编辑所需的线型、子图、图案以及颜色。所有要素层的线型、符号等图例参数设置均通过工程文件来统一管理(.M SI,工程文件描述了各要素层的相互叠置顺序,文件存放路径,是所有数字化信息的有机结合。1.2 A rc G I S 数据类型A rc G I S 的数据格式比M apG I S 更加丰富,可以构造复杂的数据模型用于不同的分析目的,主要有Shape 、Coverage 、G eo Da t

6、abase 等。其中一个图形特征的Shape 或者Coverage 数据是由一组文件组成,相当于一个小型的桌面数据库,而G eo D atabase 实现了利用关系型数据库(RDB M S对空间数据的集中存储,Geo Database 中每一个特征构成一个特征类(Feature C lass,多个特征类构成一个特征数据集(Feature Dataset。GeoDatabase 通过ESRI 的空间数据库引擎A rcSDE 来管理,用户不能直接操作RD-B M S 中的表。向GeoDatabase 中添加数据必须通过A rcCata log 或者A rc Too l B ox 中的工具来进行数据

7、的导入。E00数据是一种交换(I nterchange格式,用于和其他G I S 系统进行数据转换。Shape 文件可以在A rc G I S 中直接打开、编辑,在A rc G I S 环境中很容易转换成Coverage 、GeoDatabase 格式中的任一种,是最常用的一种数据类型,基于Shape 文件格式的空间数据也分点、线、面三类要素类型,其数据管理方式与M apG I S 类似,下文正是利用M apG I S 的输出接口进行向Shape 数据格式转换。2 数据转换方法及流程数据转换一般步骤包括M apGIS 图件的形成、投影前准备、投影转换、数据转换、数据核对等内容,具体流程如图1所

8、示。由于两种系统对空间数据的建模从概念上讲是有差异的,如M apG I S 中区用面色表达,区界用单独的线要素表达,而在A rc G I S 中区与边界是一体的,另外,M apG I S 中的标注也是以点要素层单独存在,而A rc G I S 中它是和所属的对象相伴的,这样方便于批量操作。以shp 数据为例,A rc G I S 对空间对象严格按要素层分类,分层存储,数据的操纵依赖属性信息。而M apG I S 则相对自由,虽然也有明确的要素分类定义,但多年来一直强调图面的表达,非可视化的属性信息往往被忽视,就当前地理信息的数据管理和数据使用来看,将会带来不便。因此,转换还须按各要素类进行分层

9、,并录入相应的属性。2.1 M apG I S 图件的形成首先对原始图件进行扫描矢量化,矢量化时注意处理好各要素之间关系,如矢量化线文件时,注意结点关系建立,用抓点方法来处理、水系不能爬坡、生成标准图框时要注意精度位数的设置等。矢量化完成后要对所得的综合点、线文件进行编辑和误差校正后,执行拓扑检查、造面,形成图形文件。2.2 转换前数据检查对矢量化好的综合文件检查无误后,按照相应 的规范和要求进行分层,录入属性。针对两种系统图1 数据转换流程在空间数据表达方面的一些差异,用户可根据需要作适当的图层归并,如标注层与对应的空间要素层合并,一些并不重要的只是修饰编图效果的分区界线可省略,而当区界反映

10、的是构造活动时,则应提出作为重要的空间要素层保留,并录入相关属性。每一个做好的图层在进行投影转换之前,要进行I D 号排序、压缩存盘,对线文件进行微短线、重叠坐标处理;且对一条超出500点的线文件要在M ap -G I S 的/输出文件0窗口中的/选择0下的/500点自动打断0,并进行压缩存盘。每个面文件进行拓扑查错;属性字段长度不超过255个字节,字段名称不超过5个汉字。2.3 投影变换M apGIS 制图时通常采用从扫描仪上扫出的T I F 文件进行采集成图,此时已经由用户指定了坐标原点,建立了相应的坐标系。而根据图形所对应的投影参数,如中央经线、标准纬线等又定义了一个大地坐标系,其坐标原

11、点一般情况下与用户指定的坐标系不重合。在进行投影转换时,是以大地坐标系为准,因此,在进行文件投影时,必须将用户坐标系中的值转换为投影坐标系中的值才能进行正确转换。为了实现这个功能,M apGIS 中提供了T I C 点操作功能,通过T I C 点来确定用户坐标系和投影坐标系的转换关系。259第3期 张 于等:M ap G IS 数据向A rcG IS 数据格式转换方法的实践与探讨TI C 点实际上是一些控制点,即用户已知其理论值的点。理论值既可以是大地直角坐标,如公里网值,也可以是地理经纬度。在进行文件投影变换时,至少输入4个TI C 点,否则将不进行投影转换。如果一幅图无坐标网及标准图框,那

12、只能利用空间采点定义坐标。空间采点定义坐标转换是利用图中的一些有着特殊性的控制点如三角点、埋石点、水准点、独立天文点及一些居民点等来均匀布点,并把对应的实际坐标值输入。需注意的是T I C 点要直接保存于当前所编辑的文件中,若用户是第一次输入T I C 点或T I C 点已修改,应及时保存该文件。在M apG I S 投影变换中,对准备好的每个图层进行投影转换时,/结果投影参数0可以是地球坐标,也可选高斯坐标(据具体要求而定,然后再进行投影转换。2.4 数据转换利用M apGIS6.5及以上版本软件输出窗口下输出Shape 形式的功能来转换。运用这种转换途径,具有转换速度快,有多少面输出多少面

13、,没有形成无用面,并在A rc G I S 平台上进行重新编辑时,整理的工作量最少,与其他转换方式对比具有显著优点。在数据转入A rc G I S 平台后,原图上的符号库是不会一起转入的,这时还要人工进行相应的字体、符号、线型、色谱等一系列编辑,最后还要在A rc G I S 文件管理子系统A rc C atalog 中编辑每个图层的空间投影参数。2.5 转换后数据核查虽然新版本的系统在数据转换上性能已大大提升,但用户根据不同的应用目标,还是有必要在数据转换完成后进行核查工作,检查项目包括实体数据是否有丢失或增加,空间投影是否正确,属性数据是否完整,图层套合精度、拓扑一致性、T I C 点精度

14、等。这些检查核对可通过随机抽样来完成。如果需要通过E 00格式作中间桥梁转换时,还要做多边形要素层的拓扑检查。3 应用实例长江三角洲是我国经济最发达的地区之一,这些年国家非常重视这一地区的地质环境保护工作,投入了大量的人力、物力和财力。1999年以来该地区就开展了一系列的综合性环境地质调查评价项目,并在A rc G I S 平台上建立了环境地质信息管理系统。为了充分发挥两种系统的各自优势,缩短工作周期,提高数据生产效率,首先在M apGIS 平台上作制作完成所有空间数据图件,然后利用二者间的转换接口,按一定的技术要求和操作步骤实施转换。图2给出了苏锡常地区地面沉降速率图的转换结果,从中可以看出

15、,空间图形数据信息和属性信息获得了很好的转换,其中任何一个区单元的属性信 息比较是完全一致的。图2 苏锡常地区地面沉降速率图转换前后比较(左M apGIS 平台,右A rc G IS 平台260江 苏 地 质 2007年4 体 会通过对苏锡常地区地面沉降速率图转换的实际操作,笔者积累了一些经验,解决了一些难题。这些难题在数据格式转换中起着非常重要的作用,直接关系到转换的成败,主要有以下几点。 转换之前各图层文件必须在M apG I S 中进行压缩存盘,去除逻辑上删除的点线面,否则转换后文件所带的属性内容会出现乱码。 在M apG I S 上的数据也最好用自动拓扑的方式建区,使每个多边形严格封闭

16、,然后用/拓扑错误检查0没有错误后再输出。 直接用M apG I S 中数据输出Shape 文件时,文件属性结构的字段长度不能超过255,否则数据文件在A rc G I S 中将无法读取或转换的属性内容不完整。 A rc G I S813及早期版本只能默认5个汉字长度的属性字段名,多余的部分将自动截去,因此,当两个字段名前5个汉字符相同时,在转换后将出现两字段名相同的尴尬,为以后的数据库操作埋下隐患,故建议在现有版本条件下,字段名命名时应尽可能采用简短易于理解的字母数字组合。5 结 语在建立基于Arc GIS 平台的/苏锡常地区地面沉降信息管理系统0过程中,笔者较系统地总结了两个平台的自身数据

17、类型特点,摸索出了一套较为实用的数据转换方法,提出了在数据转换过程中应注意的一些具体细节问题的解决技巧,从而使用户能更好地利用M apGIS 便捷的图层编辑功能和A rc G I S 强大的空间数据库分析及模型分析功能,使地图数据制作和空间数据的维护更加方便,大大提高了工作效率。参考文献:1 中地公司.M ap G IS 使用指南M ,武汉:中国地质大学出版社,1998.2 党安荣.A rcG IS8地理信息系统应用指南M ,北京:清华大学出版社,2003.换J.微机发展,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