基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研究

第一篇：基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研究

基于GXCORS的地理国情普查航空摄影像控测量的运用研

究

[摘要]航空摄影像控测量是为开展地理国情普查提供高精度调查底图的前期工作，随着GXCORS系统的建成运营，给广西地理国情普查航空摄影像控测量带来了便利，本文以广西地理国情普查南宁测区航空摄影像控测量为例阐述GXCORS系统在航空摄影像控测量中相比传统的测量方法更具自己独特的优越性。

[关键词]GXCORS 地理国情普查 航空摄影像控测量 运用研究

[中图分类号] G623.45 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-220-2

1引言

地理国情普查是一项重大的国情国力调查，是全面获取地理国情信息的重要手段，是掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况的基础性工作。为全面掌握我国地理国情现状，满足经济社会发展和生态文明建设的需要，国务院决定于2013年至2015年开展第一次全国地理国情普查工作。开展航空摄影像控测量工作是为内业空三加密、制作数字正射影像图（DOM）及数字高程模型（DEM）等提供准确、完整、清晰的像片控制点成图资料，以保证成果的质量，为开展地理国情普查提供高精度的调查底图；经过多年分阶段建设，GXCORS系统建成并投入运营，该系统已基本覆盖全区，给广西地理国情普查航空摄影像控测量带来了便利，相比传统的静态GPS、单基站GPS RTK等测量方式GXCORS系统测量具有方便、高效、精度可靠等特点。广西地理国情普查南宁测区航空摄影像控测量正是得益于GXCORS系统的运用，才能更快，更好的完成任务。

2GXCORS系统简介

CORS系统是连续运行卫星定位服务系统（Continuous Operational Reference System）的简称，是现代GPS技术发展热点之一；CORS系统利用全球导航卫星系统（GNSS）、计算机、数据通信和互联网络（LAN/WAN）技术，在一个城市、一个地区或一个国家根据需求按一定距离建立长年连续运行的若干个固定GNSS基准站的网络系统，向不同类型、不同需求、不同层次的用户提供不同类型的GPS观测值、各种差分改正信息、以及其他相关的GPS服务。CORS技术目前在技术算法上分成VRS、FTK、主辅站技术。

GXCORS系统是采用Trimble公司的NETRS接收机作为永久性卫星参考站接收设备，以国际先进的VRS技术作为核心实时差分解算技术，并结合广西测绘局开发的在线坐标转换与精化大地水准面数据服务软件，建立了一套完善的数据与技术服务系统。VRS工作原理是采用VRS技术建立的CORS系统，移动用户与数据处理中心建立通讯，通过无线通讯（如GPRS、CDMA）向数据处理中心发送流动站单点定位的概略坐标；数据处理中心收到用户概略位置后，由系统软件自动选择最佳的一组GNSS基准站，根据GNSS基准站实时发来的卫星数据，计算轨道误差、电离层、对流层误差模型和差分改正信息；最后，将差分改正信号发给移动用户，实现网络RTK定位服务。

3GXCORS在广西地理国情普查南宁测区航空摄影像控测量的运用研究

3.1测区概况

依据《广西第一次地理国情普查实施方案》 我院受托承担南宁测区航测像片控制测量工作。南宁测区航测外业控制测量工作范围共4个单元涉及西乡塘区、兴宁区、青秀区、武鸣县、宾阳县。测区已有GXCORS系统，广西A、B、C级网GPS控制网成果，广西一、二、三、四等水准成果，广西似大地水准面精化成果，各比例尺地形图，交通图，2008年以后（含）施测的外业像控点；影像资料由广西壮族自治区测绘地理信息局提供，该影像资料于2013年10月至2013年11月完成航空摄影，影像地面分辨率优于0.5米。

3.2基本要求及精度指标

3.2.1基本要求

（1）平面坐标系统：采用2000国家大地坐标系（CGCS2000）。

（2）高程系统：高程采用1985国家高程基准。

（3）成图比例尺与基本等高距：成图比例尺为1：10000；基本等高距平地为1.0米，丘陵地为2.5米，山地和高山地为5.0米。一幅图内采用一种基本等高距。

（4）像控点的布设要求：本测区按区域网进行布点，即以一个1∶5万图幅为一个布点单元；单元内平旦地区需进行全野外布点。

3.2.2精度指标

按照《1∶5000、1∶10000地形图航空摄影测量外业规范》（GB/T 13977-2012）要求，其相应航空影像控制点的精度应满足下表要求。

3.3项目实施

经过实地勘察及相关技术要求的分析，本测区航空摄影像控测量按区域网进行布设像控点、平坦地区全野外布点；应用GXCORS系统（经现场勘察信号已覆盖全测区）进行GPS RTK动态测量，获取像控点准确的地理空间信息（WGS84坐标系统），然后转换得到2000国家大地坐标系坐标成果。航空摄影像控测量具体生产流程如右图。

3.3.1像控点布设

测区以一个1：50000图幅为一个区域网布点单元；对满幅的1：50000单元需布设9个平面控制点和5排高程控制点；不满一个单元的则按不规则区域或短航线布点，在凸转折处布设平高点，凹转折处一条基线时应布设高程控制点，两条以上基线时布设平高点；地形类别为平地的图幅，进行全野外布点。

3.3.2像控点测量

（1）像控点平面测量

本测区平面测量以GXCORS系统为主，个别无信号区域可采用常规静态模式测量、快速静态相对定位测量、单基站GPS RTK、电磁波测距附合导线、支导线、引点等方法进行测定。GXCORS系统测量是利用GXCORS系统的GPS参考站进行全天候的连续GPS观测、数据存储，通过通讯网络将数据实时传输到数据处理中心进行数据处理，产生各种格式的GPS差分改正信息数据，网络GPS RTK通过无线网络通信接收广西CORS系统的GPS差分改正信息数据，获取三维坐标数据，再将三维坐标数据经测区参数转换为2000国家大地坐标系（CGCS2000）。GXCORS系统流动站的技术要求如下：

①流动站应获得广西CORS系统服务的授权；

②流动站应在有效服务区内进行，并实现与服务控制中心的数据通信；

③用数据采集器设置RTK流动站的坐标系统转换参数，设置与基准站的通信；

④流动站不宜在隐蔽地带、成片水域和强电磁波干扰源附近观测；

⑤观测开始前应对仪器进行初始化，并得到固定解，当长时间不能获得固定解时，宜断开通信链路，再次进行初始化操作；

⑥每次观测之间流动站应重新初始化；

⑦作业过程中，如出现卫星信号失锁，应重新进行初始化，并经重合点测量检测合格后，方能继续作业；

⑧每次作业观测前或重新架设基准站后，均进行至少一个同等级或高等级已知点检核。

（2）像控点高程测量

像片控制点的高程，采用广西2.5’×2.5’格网似大地水准面精化成果计算，利用GXCORS参考站点作为起算，得到WGS-84大地纬度B、大地经度L和大地高H，利用WGS-84BLH计算像控点1985国家高程基准下的正常高。像控点采用其他方法测量时，其高程也可采用电磁波测距高程导线、支导线、三角高程导线等方法进行测定，不论采用哪种方法，其精度应符合《航测规范》的要求。

（3）像控点精度检测

利用GXCORS系统在不同时段抽查测区不少于10%均匀分布的像控点，经统计本测区平面最大较差值为5.2cm，最小较差值为0.05 cm，高程最大较差值为6.0 cm，最小较差值为0.08cm。由此可见，本测区像控点的各项精度指标均符合设计及规范的要求。

4GXCORS在航空摄影像控测量的优越性

4.1使用方便快捷

不需架设基准站，采用连续运行基站，用户随时可以进行单作业，只需在设站时进行简单的设置及初始化，当移动站满足GPS观测条件时就可以进行测量作业。不受通视条件、作业范围、作业时间、基站距离等因素的影响。

4.2精度稳定可靠

GXCORS系统以国际先进的VRS技术作为核心实时差分解算技术，拥有完善的数据监控系统，可以有效地消除系统误差和周跳，增强差分作业的稳定可靠，使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰，同时结合广西似大地水准面成果向用户提供高精度的三维坐标数据。

4.3工作效率突出

可全天候无基站单兵操作，减少了传统测量所需的控制点数量和测量仪器数量及设站次数，只要系统覆盖的地方都能作业，不受作业范围限制；只需一人操作，在一般的电磁波环境下几秒钟即可获得一组移动站的坐标，作业速度快，劳动强度低，节省了外业费用，提高了劳动效率。

5结语

通过GXCORS系统在广西地理国情普查南宁测区航空摄影像控测量中的运用，测区像控点采用区域网法进行布设，平原地区采用全野外布点，兼顾了基础测绘1：10000 DLG更新，有效的提升了成果的使用率。GXCORS系统数据质量稳定可靠、施测方便快捷，采集数据全天候、工作效率突出，赢得了越来越多用户的青睐。希望更多的用户能享受到这一科技测绘的发展成果，为广西的测绘事业、经济发展出应有的贡献。

参考文献

[1]黄俊华，陈文森.连续卫星定位综合服务系统建设与应用[M].北京.科学出版社.2009.[2]廖超明.南宁连续运行卫星定位综合服务系统.广西测绘局.2008.[3]张振勇，王刚.CORS系统建设经验谈[J].中国科技信息.2011.[4]徐绍铨、张华海等.GPS测量原理及应用[M].武汉.武汉大学出版社.2003.[5]张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉.武汉测绘科技大学出版社.1997.[6]刘先林.测绘学院学术报告[R].2006.[7]广西第一次全国地理国情普查技术设计书.2013.

第二篇：河南省地理国情普查工作的实践研究

河南省地理国情普查工作的实践研究

[摘 要] 河南省全国第一次地理国情普查于2013年正式开展，旨在掌握自然地理要素、人文要素的空间分布情况，揭示经济社会发展和自然资源环境的空间分布规律，实现地理国情信息对政府、企业和公众的服务，为国家战略规划制定、空间规划管理、区域政策制定、灾害预警、科学研究和为社会公众服务等提供有力保障。项目过程中在组织、设计、推进等诸多方面值得思考和优化。

[关键词] 地理国情；普查；内外业一体化；基础测绘；地理信息

[中图分类号] P205 [文献标识码] A 文章编号：1671-0037（2015）04-52-3

Abstract：The first national geography census in Henan Province was officially carried out in 2013，which aimed at mastering the spatial distribution of natural geography elements and humane factors，and revealing the spatial distribution rules of economical society development and natural resources environment，so as to realize the service of geographical information for government，enterprises and the public，and to provide a powerful guarantee for national strategy planning，spatial planning management，regional policy making，calamity warning，scientific research and social public service.During the project process，the organization，design，progress and many other aspects need to be considered and optimized.Keywords： geographical condition； census； inside and outside Integration； basic surveying； geographical information

前言

为适应社会经济发展、国防建设和科学管理需要，更好地反映我国各类地理环境要素的分布与关系，党和国家领导人从战略高度审时度势，决定2013至2015年开展第一次全国地理国情普查工作。地理国情普查是一项重大的国情国力调查，是全面获取地理国情信息的重要手段，是掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况的基础性工作。河南省地理国情普查实践

2.1 组织实施

按照全国地理国情普查工作的统一部署，河南省成立普查领导小组及办公室，普查领导小组由26部门联合组成，领导小组办公室（以下简称省普办）设在河南省测绘地理信息局，承担领导小组的日常工作。小组成员单位需要结合本省、本行业实际提出地理国情普查的设计建议，提供本行业已有的专题资料，在地理国情普查及监测的应用等方面发挥重要作用，所以，小组成员单位间有序的组织和沟通很重要。但是，当前领导小组的各成员单位间存在着沟通不畅、行业自我保护、数据资源共享意识薄弱等诸多问题。

具体承担普查项目的生产单位，需要分别成立组织实施组、技术支持组、项目监督组，其中组织实施组负责项目的组织实施、生产计划的制定与落实、项目进度的统计；技术支持组负责技术设计，技术指导，资料分析和基本汇总统计等；质量监督组负责项目质量监督与控制。各组成员分工合作、各司其职，促使项目顺利实施。

2.2 顶层设计

国家地理国情普查办公室（以下简称国普办）负责编写全国范围的实施方案，普查内容及指标的总体设计，全国范围的总体设计是根据一般情况开展的，满足国家级基本统计分析的需求。作为省级普查机构，省普办负责依据国家的总体实施方案设计本省实施方案，依据国家基本内容指标分类结合本省普查特点及普查目的扩展本省的内容指标。地理国情普查讲究边普查边应用，在开展普查前，设计人员需要按照县、市、省级的不同普查目标展开设计，因地制宜地进行普查数据内容分类体系设计、对国家级普查内容及指标进行有效扩充，以满足本地区的特殊应用需求。这一步工作做得好，普查应用可以在本底数据库建设完成后很方便地开展。如果顶层设计时没有充分考虑应用需求，在后期将会出现大量补充数据采集的情况，否则该地区的地理国情普查成果将仅仅满足国家基本的统计分析，失去地域特点。

2.3 资料分析

全国第一次地理国情普查项目的总体实施方案中明确，在地理国情普查数据生产和统计分析阶段，收集利用权威专业部门现势性较好、规范程度较高的资料，特别是充分利用一些专业性较强的属性内容，为普查工作提供重要参考[1]。通过国家和省级普查办公室的协调，全国第一次地理国情普查收集到了一些行业和部门的专业资料，其中主要利用的有交通部道路资料、国家水利普查资料、河南二调境界资料等，这些数据资料现实性较好，图形和属性表达完整。卫生、教育、民政等资料多是属性表格，没有图形信息，可以作为属性参考使用。行业和部门资料格式多样，数据的语义与地理国情有较大差异，资料的分析利用非常关键。宜采用整个省级任务区为单位统一分析利用的方式，一个部门作为资料分析处理的出口，这样可以避免因为生产单位各自的理解不同而导致利用方式不同，产生的数据属性内容不统一、无法接边等问题。

河南从事地理国情普查数据采集的单位多达19家，资料的分析利用存在不统一的现象。例如境界资料的利用，未在数据生产之前与周边省份、省内各市、县的界线利用上达成共识，导致数据采集范围不统一，接边困难。

另外，资料利用如何更加方便，需要设计人员充分考虑，可以采用生成资料数据层，作业中与地理国情数据层在作业软件中叠加，使用属性拷贝或属性刷的方式，提高效率。

2.4 生产流程

与测绘地理信息行业从事的传统测绘项目生产流程不同，地理国情普查采用了内外业一体化的生产模式。不同于传统纸图调绘的底图打印、现场标注、外业转绘及内业整理等复杂工序，采用一体化外业调绘设备，能够同时实现底图缩放、符号化显示、属性信息调取与修改、图斑编辑修改、调绘信息标注等功能，内业数据生产人员同时也是外业调绘人员，对自己生产的数据和调绘的区域情况都很熟悉，核查的同时进行数据编辑与修改，避免了内外业作业人员及作业场所交替变化带来的流程拖沓及质量隐患[2]。一体化生产的关键技术环节需要电子调绘系统或者便携式电脑的硬件支持，内业和外业能较为顺畅的衔接，提高生产效率。

2.5 成果整理

成果资料汇交与归档是地理国情普查的重要工作内容，地理国情普查的成果包括数据成果、普查报告、图集图件、软件系统等，成果形式多样，组织方式严格。有些成果需要以省级行政区统一汇交，有些则需要以县级行政区域范围来汇交。文档、元数据、矢量数据、栅格数据的文件名和格式、放置路径均有完备的要求。成果整理时需要花费一定的时间，需要配备专业人员进行此项工作。每类成果在生产中依据相应技术规定，如：《地理国情普查数字正射影像生产技术规定》、《地理国情普查多尺度数字高程模型生产技术规定》、《地理国情普查数据集成建库设计方案》等。在成果完成生产后，依据《GDPJ 07-2013地理国情普查成果资料汇交与归档基本要求》整理汇交。

2.6 质量检查

地理国情普查的质量要求高于以往的传统测绘地理信息数据生产，从生产过程监督到一级、二级检查、预验收、正式验收，多环节控制，检查手段由人工检查与计算机自动化检查相结合。其中计算机自动化检查分为概查、详查两个过程，可以说地理国情普查项目的检查环环相扣、层层把关、逻辑严密。自动化检查的应用大大提高了数据检查的效率和准确性，在数据属性录入、拓扑关系、逻辑一致性、分类精度、表征质量检查方面有突出的优势。地理国情普查是全新的项目，在项目开展初期，由于数据要求复杂，检查软件的开发有所滞后，经过数据生产、质检和软件开发商的长期磨合，不断提升数据自动化质量控制的精细化程度，最终满足地理国情普查项目的数据采集生产质量目标。地理国情普查数据质量检查的依据有《GDPJ 13-2013地理国情普查过程质量监督抽查规定》、《GDPJ 09-2013地理国情普查检查验收与质量评定规定》和相关的数据采集、生产技术规定。分析应用

党和国家领导对全国第一次地理国情普查寄予了很高的期望，据张高丽副总理对全国地理国情普查的要求：“普查的成果重在应用。„„要促进信息共享，规范普查成果管理，促进普查成果转化和广泛利用；要强化数据分析，加强对普查成果的深度开发，寻找规律性，预测趋势性，揭示经济社会发展与自然资源环境的内在联系和演变规律，为科学管理决策提供依据”。

数据是应用的基础，在地理国情普查数据设计及采集的初期，即每个地域的顶层设计时就应该结合地域特点，因地制宜地进行普查数据内容分类体系设计、对国家级普查内容及指标进行有效扩充，以满足本地区的特殊应用需求、突出地域特点。

地理国情普查成果数据经过基本统计、综合统计、分析评价等一系列统计分析，得到相应的普查成果，国家级、省级地理国情普查将基于“天地图”或政府内网发布地理国情信息成果。根据不同地域的需求，基于专题地理信息成果，组织开发相应的专题地理信息系统。基于地表覆盖、遥感影像和地表三维数据库开发地理国情监测平台。转型升级

测绘地理信息行业传统的基础测绘工作，生产包括DLG、DOM、DEM、DRG在内的基础测绘产品，向政府和各行业提供的是纸质或电子图幅。在社会经济、政府决策、行业规划和监测等领域参与甚少。

地理国情普查和监测是一项具有开创性的工作，是新时期党和国家赋予测绘工作的新职责、新任务和新要求，是测绘服务科学发展的新手段、新途径。开展地理国情普查和监测工作，应立足于基础测绘，重点为各级政府综合规划、决策、监督等服务提供客观、公正、准确的参考信息和数据，与此同时，要与相关业务主管部门的管理和监测内容互为补充[3]。同时，地理国情普查中使用的新技术、新方法、新设备，也为基础测绘工作带来良多启发，极大地促进了测绘地理信息行业工艺流程的革新。测绘地理信息单位应把握好历史机遇，积极转型升级服务方式。结语

全国地理国情普查工作的开展为普查数据的统计提供翔实的数据基础，建立统一时点的本底数据库，为测绘地理信息部门承担常态化、动态化地理国情监测奠定基础，为测绘地理信息事业转型升级、跨越发展提供持续动力。实现“整合并充分利用各级、各类基础地理信息资源，开展重要地理国情信息普查，持续进行地理国情监测，形成多样化地理国情信息产品，以利于充分揭示经济社会发展和自然资源环境的空间分布规律，实现地理国情信息对政府、企业和公众的服务，为国家战略规划制定空间规划管理、区域政策制定、灾害预警、科学研究和为社会公众服务等提供有力保障”[1]的总体目标。

参考文献：

[1] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室.第一次全国地理国情普查实施方案，2013-9-17.[2] 杨靓，等.地理国情普查一体化生产组织模式探讨[J]，遥感信息，2014（8）：29.[3] 刘若梅.测绘部门开展地理国情监测工作的定位思考[N].中国测绘报，2011-4-8.

第三篇：基于FME的地理国情普查地表覆盖要素处理优化研究

基于FME的地理国情普查地表覆盖要素处理优化研究

地表覆盖要素分类提取是地理国情普查工作的基础，是地理国情指标信息统计与发布的重要依据。本文结合武汉市第一次地理国情普查工作情况，研究与分析了地表覆盖分类数据提取的现状和存在的相关问题，提出了基于FME的地表覆盖分类数据编辑和检查、分类成果的坐标转换处理模式，同时综合TCL脚本语言和命令行批处理模式对数据处理方式进行了优化。该方法能提高地表覆盖分类处理的效率和质量，可以为地理国情普查工作中的地表覆盖要素分类处理提供重要的技术参考。引言

地理国情普查是综合利用现代测绘技术和已有测绘成果，对地形、交通、水系和地表覆盖等要素进行全面普查。地表覆盖分类要素提取工作是地理国情普查的基础，是全面获取地理国情信息、掌握地表自然、生态及人类活动基本情况的重要手段，也是地理国情指标信息统计与发布的重要依据。武汉市于2013年启动第一次地理国情普查及地表覆盖要素分类等相关工作，为提高地理国情普查的工作效率，改善现有地表覆盖分类和解译方式的不足，缩短作业周期，本文采用空间数据转换处理系统FME（Feature Manipulate Engineering）对地表覆盖分类提取技术进行了研究和探讨。问题分析

武汉市地理国情普查地表覆盖要素分类和提取工作主要以高分辨率航空数字正射影像图为基础资料进行处理，由于航空影像成果不具备遥感影像自动分类解译所需的波谱信息，实际生产中采用大比例尺地形图数据辅助要素分类方式处理。

相对于其它GIS软件，AutoCAD系统具有强大的平面图形编辑功能，工具间切换速度快，捕捉和取点方便，进行地表覆盖分类数据编辑效率较高，但进行多边形构面生成分类图斑、要素拓扑检查以及图形和属性关联等GIS操作时一般需要将dwg数据成果转换至ArcGIS环境下处理，发现的问题和错误在AutoCAD环境下编辑和修改时往往需重新定位；不同系统之间进行数据交换时，部分图形或属性信息（如.dwg文件的图层、文字注记等）会发生变化或丢失；通过ArcGIS的矢量坐标转换工具Project和栅格坐标转换工具Warp From File对分类成果和影像资料进行坐标转换时，难以实现批量化处理。FME可以实现各类GIS及CAD格式数据的相互转换，海量数据转换可通过脚本及批处理模式高效运行。采用FME对地表覆盖分类数据进行编辑和检查以及分类成果的坐标转换，综合TCL脚本语言和命令行批处理方式对数据处理进行优化，可提高分类要素处理的效率、准确性和适用性。地表覆盖分类要素的处理 3.1 地表覆盖分类数据处理流程

地理国情普查地表覆盖分类要素提取工作是以高分辨率航空数字正射影像图为主要数据源，在矢量和栅格数据叠加处理的基础上，采用人机交互的方式进行地表覆盖分类信息的判读、解译，完成植被、房屋建筑、道路、水系以及裸露地表等信息的提取，然后对分类提取的数据进行空间图形检查编辑、属性信息检查编辑，形成地表覆盖分类初步成果，并以此为基础制作外业调查工作底图。通过实地核查对内业无法准确判读和解译的区域进行补充，对新增和变化区域进行补调，同时完成所有识别的地表覆盖类型的遥感解译样本采集工作。基于外业调查成果，对地表覆盖分类数据进行编辑修改、拓扑检查及入库、坐标转换等相关工作，形成满足相关技术规定要求的地理国情普查地表覆盖分类成果。地表覆盖分类数据处理流程流程如下图1所示。

图1 地表覆盖分类要素处理流程

3.2 地表覆盖分类数据的检查与编辑

地表覆盖分类数据的检查修改工作贯穿于地表覆盖分类作业的全过程。数据检查修改工作包括图形检查编辑、属性检查编辑以及入库前的检查编辑工作，根据实际工作的需要，各检查内容之间也可以相互重叠和嵌套，其核心检查内容为图形检查编辑和属性检查编辑。

（1）图形检查编辑

图形检查和编辑工作是地表覆盖分类数据检查的核心内容之一，其主要工作是分类图斑的生成和图斑要素的拓扑检查。在AutoCAD中对高分辨率影像进行地表覆盖的人工判读解译分类，通常采用线状要素描绘分类图斑的边线，构面检查处理时通常需要剔除微短线、融合微小面，处理自相交、互相交线要素及重复线要素，去除悬挂线、生成封闭面，合理生成岛面、环面，以及对接边区域的缝隙、压盖进行处理。图形要素检查一般通过TopologyBuilder、AreaBuilder等转换器实现，未构面要素将转换至不同图层，便于返回AutoCAD中编辑修改。

（2）属性检查编辑

地表覆盖分类的属性项包含地理国情信息分类码（CC字段）和生产标记信息（TAG字段），在AutoCAD中进行地表覆盖分类要素的属性标注时，通常以TEXT文本注记方式来表达CC代码，对于内业判读存在疑问无法确定覆盖类型的图斑以特殊代码标识，TAG字段通过CC代码状态赋值。分类图斑和属性关联通过PointOnAreaOverlayer转换器实现，没有关联属性的或关联数量超过1个以上的问题图斑作为错误标记；关联的属性代码超过CC代码的值域范围且不属于无法确定覆盖类型的图斑作为错误标记。实际处理中通常需要AttributeValueMapper转换器将CC代码和分类要素类别进行属性映射，以方便数据的核查，该映射字段应在成果数据入库前删除。

（3）入库前检查

入库前检查主要包括地表覆盖分类数据的整体完整性检查、标准正确性检查以及数据规范性检查。成果数据整体完整性检查根据地理国情普查相关技术规定，检查数据的目录结构组织、文件命名、数据分层是否正确，数据的现势性、数据源时点和普查完成时点根据实际情况进行控制，数据的空间坐标系、投影方式及分幅选择是否正确，分类成果的范围与区级行政界线、市级行政界线是否符合。标准的正确性检查主要是分类要素属性是否有多余和遗漏，元数据是否有多余和遗漏，分类要素的编码是否满足规范要求，必填属性字段（CC代码）是否存在空值，生产标记信息是否符合相关要求。数据的规范性检查则涵盖于图形检查编辑和属性检查编辑的全过程。地表覆盖分类数据检查处理的主要工作可以在FME环境下通过数据处理模型完成，其模型结构如下图2。

图2 地表覆盖分类数据的检查编辑模型

在图2地表覆盖分类数据的检查编辑模型中，由于该项工作不是成果的最终检查和数据质量的等级评定，因此模型中侧重于错误的发现和标识，其检查结果不以统计报表方式展示，而是将错误部分转换至指定图层或输出至Inspector查看器以便数据编辑和修改。

3.3 地表覆盖分类数据的坐标转换

根据地理国情普查成果汇交要求，地表覆盖分类成果数据需采用CGCS2000国家大地坐标系，实际生产中采用的坐标系为1954年北京坐标系，为此需要进行地表覆盖分类相关数据的坐标系转换工作。相对其它软件，FME支持多种不同数据格式的坐标转换，可以通过坐标系间的7参数进行坐标转换，也可以坐标格网的偏移参数通过仿射变换进行转换。根据实际需要，本文采用AffineWarper转换器实现54坐标系和2000坐标系之间的转换。

进行地表覆盖数据的坐标转换之前，应先根据坐标格网的偏移值生成控制线文件，可以通过VertexCreator转换器以坐标展点连线方式生成，控制线生成后可作为坐标转换的基准数据直接应用于AffineWarper转换器，矢量数据载入时通常需要通过Affine转换器对坐标进行平移处理才能进行转换。地表覆盖矢量数据的坐标转换模型如下图3。

图3 地表覆盖数据的坐标转换模型

标准分幅的数字正射影像图数据经坐标转换后，图幅内影像数据产生了不规则的平移、旋转和错切，影像边缘将产生0值填充的黑边，转换后的影像数据需要重新进行分幅处理才能满足要求，因此图3坐标转换模型不能直接用于影像数据的坐标转换。根据投影变换的坐标偏移规律，可以通过相邻图幅影像参与处理实现标准分幅影像的坐标转换：首先对当前图幅和西侧图幅、西北侧图幅、北侧图幅四幅相邻影像通过RasterMosaicker转换器进行影像镶嵌，然后对镶嵌后的影像进行整体坐标转换，再按原始影像的图幅矩形范围通过Clipper转换器对转换后的影像进行裁切处理，生成按标准图幅裁切的坐标转换成果。标准分幅的影像坐标转换模型如下图4。

图4 标准分幅影像的坐标转换模型 地表覆盖数据的批量优化处理

在利用FME模板进行地表覆盖分类数据处理的过程中，经常存在多文件夹、多数据文件转换的情况，FME提供了一种通过.bat和.tcl脚本方式实现批量数据文件的快速处理。在FME Workbench环境中，可通过Batch Deploy向导生成缺省的.bat和.tcl脚本文件，.bat文件内容只有一行，即以fme命令方式调用.tcl文件，.tcl脚本中存储了fmw模板运行所需的各项参数，包括数据源的格式、数据源文件名、输出数据格式、输出数据的路径名称、日志文件等内容，该文件可以通过记事本、UltraEdit等文本工具进行编辑，在输出路径不变的情况下仅需要指定输入数据路径全名，其格式如下：

lappend sourceDatasets {d:test385525.dwg} lappend sourceDatasets {d:test385526.dwg} „„

其中，sourceDatasets为数据源文件名列表，lappend函数为该列表增加元素。对不同路径下的多个数据文件进行批量操作时，只需要将该部分的脚本替换为对应的数据文件的路径全名即可，该部分脚本可以通过DOS命令行指令自动实现，其命令格式如下：

for /r %c in(*.dwg)do @echo lappend sourceDatasets {%c} 其中，for /r循环表示对当前目录及所有子目录下的.dwg文件进行遍历，将.dwg文件路径名保存至变量%c中，然后以.tcl脚本所需的格式进行输出，@echo表示不显示echo字符。在使用DOS命令行指令前，必须将工作目录切换至需处理的原始数据文件所在的文件夹下。将该DOS指令输出文本复制到.tcl文件中替换对应部分的脚本，然后以管理员身份运行.bat文件，即可自动处理所需的CAD文件，处理后的成果文件自动保存至模板指定的输出目录。成果文件经检查无误后需替换原始目录下的.dwg文件，也可以通过DOS命令行指令自动处理，其命令格式如下：

for /r %c in(*.dwg)do copy /y d:testdst%~nxc %c

其中，copy /y表示以覆盖模式进行拷贝，d:testdst为FME输出数据的路径名称，变量%c为.dwg文件的路径全名，变量%~nxc为.dwg文件的文件名加后缀名。该命令可以自动将处理后的CAD数据文件批量覆盖到原始路径下，可避免通过人工方式复制、粘贴操作。结束语

本文利用FME的数据处理和分析功能实现了地表覆盖分类数据的空间检查编辑、属性检查编辑和入库检查，避免了在AutoCAD和ArcGIS系统间的数据传输和转换，实现了分类矢量成果和影像数据的坐标转换，同时通过.bat和.tcl脚本和DOS命令文件实现了多目录、多文件的自动数据处理，避免了FME环境下频繁采用向导模式进行数据处理以及人工方式进行数据回写覆盖操作，提高了地表覆盖分类数据处理的效率和质量。本文提出的方法和技术在武汉市第一次地理国情普查地表覆盖要素分类处理工作中得到较好的应用，也可以为其它城市地理国情普查工作提供重要的技术参考。(转自：中国勘测联合网www.xiexiebang.com 测绘工程专业技术)

参考文献：

[1] 张鹏程,方锋.基于FME的多平台数据转换系统开发及实现[J].地理空间信息, 2008, 02: 25-27.[2] 席险峰,谢安全.FME在地形地籍测绘中的运用[J].测绘与空间地理信息,2010,05:189-191.[3] 李瑞霞,杨敏,邓喀中.基于FME的GIS到CAD数据“无损”转换[J].测绘通报,2009,05:55-59.[4] 李德仁,眭海刚,单杰.论地理国情监测的技术支撑[J].武汉大学学报(信息科学版),2012,05:505-512+502.[5] 罗名海.武汉市地理国情普查的基本思路[J].地理空间信息,2013,06:1-2+8+202.[6] 程滔,周旭,刘若梅.面向地理国情监测的地表覆盖信息提取方法[J].测绘通报,2013,08:84-86.[7] 汤育红.地理国情普查地表覆盖与国情要素信息的提取方法探讨[J].测绘与空间地理信息,2013,12:89-91+95.

第四篇：基于WJ―III地图工作站的地理国情普查数据缩编制图规则研究

基于WJ―III地图工作站的地理国情普查数据缩编制图规则

研究

文章编号：1672-5603（2018）02-085-6

摘 要 地理国情普查成果图集制作是地理国情普查成果重要应用之一。本研究以湖南省宁远县为例，根据GIS无级比例尺的思想，利用WJ-III地图工作站，建立缩编规则库，实现了宁远县地理国情普查数据从1：10000到1：50000，1：100000，1：150000的无级自动化缩编制图。并采用面积变化对比法对缩编结果进行验证，缩编制图后各类面积变化量均没有超过10%，制图效果良好。研究成果进一步肯定了利用计算机制图的可行性，可为地理国情普查数据向其他比例尺的缩编制图工作提供参考价值。

关键词 地图缩编；自动制图；地理国情普查数据；WJ-III地图工作站

中图分类号：P283 文献标识码：A

The Research of Geographical Conditions Census Data’s Automatic Downsizing Based on WJ-III Map Workstation

Sun Jingyu，Li Junxiao，Li Xifeng

（The Third Survering and Mapping Institute of Hunan Province，Changsha Hunan 410000）

Abstract： The production of atlas of geographic national census results is one of the important applications of geographical national census results.Taking Ningyuan County in Hunan Province as an example，this paper uses the Map Workstation ofWJ-III to establish a map down rule base according to the concept of GIS without scale，and realizes the stepless automation reduced drawing of geographic national survey data of Ningyuan County from 1：10000 to 1：50000，1：100000 and 1：150000.The comparison of area changes was used to verify the drawdown results.After the drawdown，the area change amount did not exceed 10% and the mapping effect was good.The research results further confirmed the feasibility of using computer graphics to provide reference value for the census data of geographical national conditions to other scales.Keywords： map of downsizing； automatic mapping； geographical conditions census data； Map Workstation of WJ-III

0引言

地理??情普查项目是国务院为全面掌握我国地理国情现状，满足经济社会发展和生态文明建设的需要而开展的工作[1]。目前湖南省已经全面完成全省地理国情普查数据采集、入库的工作，建立了大比例尺1：10000地理国情普查数据库，正在开展《湖南省地理国情普成果图集》的编制工作。由于不同地区面积大小的不同，制图时对不同地区的数据比例尺提出了不同的需求，因此需要对各市、各县、各乡镇的地理国情数据进行制图缩编，以形成最好的制图成果。地图缩编是利用已有的大比例尺数据，通过计算机制图缩编技术生成小比例尺数据的过程，是新形势下的制图综合[2]。专家们提出了无级比例尺GIS的概念，即是以一个大比例尺单精度空间数据库为基础数据源，在一定空间区域内通过空间对象的信息量随比例尺的变化自动增减的方法，来使GIS空间信息的压缩和复现与比例尺实现自适应的一种信息处理技术[3-5]，这种信息处理技术为湖南省省、市、县、乡四级的地理国情普查制图提供了新的办法。因此，本研究选取湖南省宁远县为试验区域，利用WJ-III地图工作站，建立宁远县地理国情普查数据缩编规则库，开展1：1万地理国情普查数据到1：5万、1：10万、1：15万的数据缩编制图研究。研究方法

1.1 WJ-III地图工作站

WJ-III地图工作站是一款由中国测绘科学研究院研制，北京四维空间数码科技有限公司进行成果转化的智能综合制图软件。该软件采用面向信息化的无级式变焦地图理念，实现了多级比例尺或跨尺度自动缩编，基于建库基础地理信息数据，提供了纯数字化快速制图方案。

相比较于常规制图软件Coreldraw Graphics Suite和基于GIS技术的制图软件ARCGIS，WJ-III地图工作站采用智能综合、制图一站式解决方案，综合定制多种全要素综合与制图知识库，能够快速实现地图分层、要素叠盖关系处理、自动注记、图层重命名、要素符号化等功能。因此，本文选取WJ-III地图工作站作为地理国情制图的软件平台，以“软件平台+综合算法+缩编规则+人机交互”的模式，大大提高了地理国情普查数据制图综合的效果和效率。

1.2 地图缩编规则库

WJ-III地图工作站提供了地理国情普查数据综合制图的软件平台，按照国地普办《地理国情普查成果图技术规定》[6]的要求，我们需要根据试验区的地形地貌特点，开展缩编规则库研究。规则库主要根据地理要素的空间属性特征和重要程度，对各要素缩编方法和缩编指标进行约束，例如选取长度、图斑合并大小等。本研究主要对地理国情普查数据中的道路、水系、构筑物、地理单元、地表覆盖进行了缩编规则库的研究。

（1）道路要素

地理国情普查数据中的道路要素包括?F路（LRRL）、公路（LRDL）、城市道路（LCTL）和乡村道路（LVLL）四个图层。道路要素的缩编技术指标主要是对道路要素内容和基础地理信息分类码（GB）、公路技术等级（RTEG）、道路类型（TYPE）、道路长度（LEN）等属性项的约束。对道路要素进行缩编主要包括道路拓扑连接、道路选取、道路网构建、道路网层次选取、道路几何化简，道路附属设施的相关处理等。

缩编时，铁路一般不作取舍和化简。公路选取时，采用基于拓扑相似性的道路网综合算法，要按照由高级到低级、由重要到次要的原则进行，并保持道路网的密度差别和形状特征。比如：道路的最小上图长度为12 mm；最小弯曲是0.5×0.6 mm；铁路应全部表示；公路类型以比例尺选取。综合过后的道路信息需进行道路拓扑处理并进行相应化简，最后拓扑连接。

例如，以下是规则库中保持拓扑关系的几何化简的算法。

//1：100000规则库中保持拓扑关系的几何化简的算法

拉斯； 4 Li-OpenShaw； 5 弧比弦（ThreePoint Length）； 6 弧比弦（ThreeLengthRatio）； 7 三点角度（ThreePointAngle）； 8 建筑物直角特征化简”>8

100000

0.3

true

0.001

0.00001

0.001

false

（2）水系要素

地理国情普查数据中的水系要素包括水域线（HYDL）和水域面（HYDA）两个图层。水系要素的缩编技术指标主要是对基础地理信息分类码（GB）、水系类型（TYPE）、水系面积（AREA）、水系长度（LEN）等属性项的约束。对水系要素进行缩编主要包括水系要素拓扑预处理、水系面选取、水系线选取、河流渐变、拓扑连接、河流附属设施选取等处理。

表1是水系要素的几个主要缩编指标。

水系线选取之后，为真实地反应河流的实际情况，达到出图美化效果，通常需要进行河流渐变的算法操作。河流渐变会按照河流的长度、方向确定渐变的方向及渐变宽度，以下是规则库中河流渐变的算法。

//1：100000规则库河流渐变的算法

100000

/*按照比例尺计算河流长度，渐变宽度*/

0.1

0.4

10，20，40，60

0.15，0.2，0.25，0.3 /*自动计算平均长度，渐变开始时渐变较慢，之后渐变加快，非均匀渐变，能实现更好的成图效果*/

（3）构筑物要素

地理国情普查数据中的构筑物要素包括构筑物点（SFCP）、构筑物线（SFCL）和构筑物面（SFCA）三个图层，主要是道路附属设施和水系附属设施。构筑物要素的缩编技术指标主要是对基础地理信息分类码（GB）、构筑物类型（TYPE）、构筑物面积（AREA）、构筑物长度（LEN）等属性项的约束。

构筑物点是通过设置格网的大小和选取比例进行缩编；构筑物线是通过约束上图长度进行缩编，比如：隧道的最小上图长度为1 mm；构筑物面是通过上图面积进行所办，比如：码头的最小上图面积为2 mm2。

（4）地理单元要素

地理国情普查数据中的地理单元要素包括行政区划与管理单元、社会经济区域单元、自然地理单元、城镇综合功能单元（BUCP、BUCA）等27个图层。地理单元要素的缩编技术指标主要是对要素分层和基础地理信息分类码（GB）、面积（AERA）等属性项的约束。

缩编时，主要包括对行政界线的选取和对居民点数据的选取。行政界线包括乡镇界、市界、省界、国界，当不同等级境界线重合时，按最高级境界线表示[11]；居民点数据的选取同构筑物点的数据，通过设置格网的大小和选取比例进行缩编。例如，以下是规则库中居民点选取算法。

//选取居民点：通过建立格网，设置格网的大小和要素的选取比例，从而达到点选取的目的。

1000

（5）地表覆盖数据

地表覆盖数据存储在LCA图层中，其缩编技术指标主要是对地理国情信息分类码（CC）、面积（AREA）等属性项的约束。图斑合并是把相互靠得很近的面状要素拼合在一起表示，是地物缩编的重要环节之一，它是基于多边形间空间邻近关系的合并。表2是地表覆盖数据的几个主要缩编指标。

//图斑合并：通过设置要素类型、面积阈值，从而达到图斑合并的目的。

0500

2?稻菔匝橛虢峁?

2.1数据源

宁远县位于湖南省南部（如图1），地处东经110°42′～112°27′，北纬25°11′～26°08′之间，南北长104.7千米，东西宽52.2千米，总面积2526平方千米。本次试验以宁远县地理国情普查数据为例，主要包括宁远县地理国情普查要素数据和地表覆盖分类数据。数据采用2000国家大地坐标系和1985国家高程基准，按图层统一存储在ArcGIS GeoDataBase 数据集中。

2.2制图结果与分析

（1）成图效果

利用WJ-III地图工作站，根据我们建立的自动缩编规则库，开展了数据的制图缩编工作。制图缩编后，在地图编辑模块，对于个别注记点压盖情况，需进行人工编辑。宁远县不同地区的缩编制图前后结果如图2所示，成图效果基本满足图集制作需求。

（2）面积变化检查

为验证制图结果的可靠性，我们采用地类面积变化对比法对数据结果进行验证。以地表覆盖1：100000缩编结果为例，通过自动缩编前后面积对比表（表3）可以看出，变化量最大的为耕地，增加了2.55%，变化量最小的为构筑物，减少了0.21%。各类面积变化量均没有超过10%。

3结束语

本文利用WJ-III地图工作站，采用无级比例尺GIS处理技术，根据湖南省宁远县地理国情普查数据的特点，制定了地图自动缩编知识库，实现了宁远县地理国情普查数据由1：10000-50000-100000-150000的无级缩编制图。该成果可以为《湖南省地理国情普查成果图集》的编制提供技术方法，也可为湖南省不动产统一登记基础数据等其他系列比例尺的缩编制图提供方法依据，提高制图效率。但是，由于制图工作本身的复杂性，尽管国内外已有大量的关于利用计算机自动缩编技术的研究和成果，目前的计算机制图并没有完全实现自动化，因此，地图缩编技术仍然是一项需要不断完善、不断深入研究的重要任务。

参考文献/References

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