论文部分内容阅读
【摘要】地形图成果管理是工程管理重要内容，本文提出了基于ArcGIS的地形图成果信息化解决方案。以地形测量范围面域矢量数据为对象，在统一参考框架下融合栅格影像数据，通过ArcGIS平台地形图成果资料及元数据表建立关联，实现了地形图的矢量查询与检索，展现了信息化技术在工程管理领域的应用。
【关键字】ArcGIS，地形图，属性数据，矢量查询，信息化，成果管理
中图分类号： P2 文献标识码： A
1 引言
地形测量贯穿着港口建设规划选址、施工设计、运行管理等各个环节，测量成果图为各阶段项目执行与决策分析提供了极为重要的基础地理信息数据服务。随着港口水运建设日益繁忙，现场变化快、测图频率高、累积图纸多是当前工程地形图测绘最为显著的特点。加强地形图成果管理的信息化建设，提高成果分类、检索查询与日常调用效率，是实现地形图成果管理统一化与标准化的重要手段。
ArcGIS是当今最为主流的GIS平台之一，具有强大的地图编辑、数据管理与分析功能。基于ArcGIS平台，以地形测量范围面域矢量数据为对象，经过标准化格式转换，对地形图元数据以数据表形式管理并与矢量图形、成果文件建立一致关联，能够实现传统的表格化管理到矢量与数据库结合管理的转变。
2 执行方案
基于ArcGIS的地形图成果管理方案主要结构如图1。
图1 地形图成果管理结构图
2.1 空间参考框架的统一
在进行地形图成果管理时，以地形测量范围面域矢量数据为管理对象，以实现对成果图的快速检索与日常管理。
地形图矢量数据均是存在于一定的空间参考框架下的，要对多时空数据进行集中化管理，务必拟定统一的参考框架。ArcGIS平台中即是统一的地理空间坐标系。根据总体区域的不同以及工程建设情况，可以选用某一特定的地理空间坐标系作为统一的参考框架。比如天津沿海港区地形图数据均采用1990年天津市任意直角坐标系，实际工程建设、规划审批等均多采用该坐标系，因此在对天津沿海港区地形图成果进行管理时，应选用1990年天津市任意直角坐标系作为成果管理的统一参考框架，对于其它非该坐标系成果，在进行管理入库前应进行坐标转换。
2.2 背景栅格数据的地理空间配准[2]
各类多波段的影像数据是现实地面最为直观的表达，在矢量数据中融入高清晰影像作为矢量背景数据，对于宏观性全局掌握建设布局与态势、促进工程决策能发挥积极有效的作用。
为充分保证影像数据与矢量数据融合精度，需对这类栅格图形进行适当变形纠正与空间配准，以便通过栅格图面能够快速提取平面坐标信息。
ArcGIS平台针对栅格类影像数据有强大的编辑功能，无论是数据转换，还是地理配准，均有专业模块能够快速实现所述所需功能。
2.3 成果文件与矢量数据的匹配
目前地形图均采用CASS等成图软件编制，使用單位也大都采用基于CAD平台的绘图工具进行查看图形或进行相关数据统计，其余文件通常以文档格式储存，成果数据标准与ArcGIS存在一定差异。为充分保证工程地形图的通用性，该管理方案不对文件格式进行改变，仅与面域矢量数据建立超链接等关联，如此还减少检索数据库冗余信息，提升项目检索速度。
2.4 元数据库建设
元数据是对成果数据及面域矢量数据进行描述的数据，根据管理目的与实际需求灵活设定，如添加项目负责人、技术负责人、成图日期、使用高程基准面、成果保管人等信息作为附属数据。
基于ArcGIS进行地形图管理时，所有元数据将以数据表形式储存，其字段、数据类型、数据长度、主键设置等均所添加元数据情况与数据库基本操作执行[3]。管理时，元数据以属性表形式与对应面域矢量数据进行并联。
2.5 ArcGIS集成处理
在ArcGIS平台中添加面域矢量SHP文件与配准后多光波段影像数据，完成元数据向属性表的数据入库，编辑成果文件路径链接，即以图形化界面同步显示相关数据层，保存的*.mxd文件将记录所添加的文件信息与路径，有效避免每次对数据进行添加[2]。采用ArcGIS各类查询与编辑工具可快速实现对成果数据的检索与更新。
3 案例分析
以天津港区域为例，地形图成果数据采用2012年-2013年部分地形测量项目数据，背景栅格数据选用港区某期RGB波谱影像数据，统一空间参考框架选用1990年天津市任意直角坐标系，将项目名称、项目负责、技术负责、成图时间、高程基准、测量面积、比例尺、保管人员等信息作为元数据纳入了属性表。
各类数据按照上述方法进行了处理，并完成了元数据的自动录入。面域矢量数据图形化管理界面如图2，与地理配准后的栅格影像图叠加后效果如图3。
界面图中不同颜色显示为不同项目，根据查询目的，可根据属性各个字段灵活设置显示样式、颜色与显示内容的筛选[2]。在对项目进行查询时，可采用矢量化查询方式，在图中指定任意点可显示包含该点在内的所有已完成测量项目。如图4所示，在图中点击蓝色区域点时，即可可查看包含该区域的历史测图，同时对于每个项目的详细属性表信息在下方均予以显示列出。本例子中检索到3个历史测图，分别为天津港东疆港区新港八号路北侧吹填区泥面地形图、天津港东疆港区地形图、天津港东疆港区新港九号路软基加固工程地基处理地形图。
图4 矢量化成果查询
4 结论
基于ArcGIS 的地形图成果管理，以矢量图形为管理对象，整合了栅格数据、项目实体文件、元数据表于一体。经实例验证方法可行，操作简单。是信息化技术服务于工程管理中的具体应用，该方法有效加强了地形图成果的日常管理秩序，提高了历史资料查询、成果信息检索速率，同时能够为后期区域普查测绘工作的决策分析提供了翔实可靠且直观的数据服务，有利于工程管理工作高效而有序的推进。
【参考文献】
[1] 周园．地图与地图制图[M]．武汉：武汉大学出版社，2011
[2] ESRI．ArcGIS 10 Help[Z]．USA
[3] 求是科技．SQLServer 2000数据库管理与开发技术大全[M]．北京：人民邮电出版社，2004
作者简介：
1.张瑞霞(1984)，女，本科学历，助理工程师。毕业至今就职于交通运输部天津水运工程科学研究院，主要从事工程测量、海洋测绘及地理数据信息化建设。
2.胡译文 （1986）女，本科学历，助理工程师。
【关键字】ArcGIS，地形图，属性数据，矢量查询，信息化，成果管理
中图分类号： P2 文献标识码： A
1 引言
地形测量贯穿着港口建设规划选址、施工设计、运行管理等各个环节，测量成果图为各阶段项目执行与决策分析提供了极为重要的基础地理信息数据服务。随着港口水运建设日益繁忙，现场变化快、测图频率高、累积图纸多是当前工程地形图测绘最为显著的特点。加强地形图成果管理的信息化建设，提高成果分类、检索查询与日常调用效率，是实现地形图成果管理统一化与标准化的重要手段。
ArcGIS是当今最为主流的GIS平台之一，具有强大的地图编辑、数据管理与分析功能。基于ArcGIS平台，以地形测量范围面域矢量数据为对象，经过标准化格式转换，对地形图元数据以数据表形式管理并与矢量图形、成果文件建立一致关联，能够实现传统的表格化管理到矢量与数据库结合管理的转变。
2 执行方案
基于ArcGIS的地形图成果管理方案主要结构如图1。
图1 地形图成果管理结构图
2.1 空间参考框架的统一
在进行地形图成果管理时，以地形测量范围面域矢量数据为管理对象，以实现对成果图的快速检索与日常管理。
地形图矢量数据均是存在于一定的空间参考框架下的，要对多时空数据进行集中化管理，务必拟定统一的参考框架。ArcGIS平台中即是统一的地理空间坐标系。根据总体区域的不同以及工程建设情况，可以选用某一特定的地理空间坐标系作为统一的参考框架。比如天津沿海港区地形图数据均采用1990年天津市任意直角坐标系，实际工程建设、规划审批等均多采用该坐标系，因此在对天津沿海港区地形图成果进行管理时，应选用1990年天津市任意直角坐标系作为成果管理的统一参考框架，对于其它非该坐标系成果，在进行管理入库前应进行坐标转换。
2.2 背景栅格数据的地理空间配准[2]
各类多波段的影像数据是现实地面最为直观的表达，在矢量数据中融入高清晰影像作为矢量背景数据，对于宏观性全局掌握建设布局与态势、促进工程决策能发挥积极有效的作用。
为充分保证影像数据与矢量数据融合精度，需对这类栅格图形进行适当变形纠正与空间配准，以便通过栅格图面能够快速提取平面坐标信息。
ArcGIS平台针对栅格类影像数据有强大的编辑功能，无论是数据转换，还是地理配准，均有专业模块能够快速实现所述所需功能。
2.3 成果文件与矢量数据的匹配
目前地形图均采用CASS等成图软件编制，使用單位也大都采用基于CAD平台的绘图工具进行查看图形或进行相关数据统计，其余文件通常以文档格式储存，成果数据标准与ArcGIS存在一定差异。为充分保证工程地形图的通用性，该管理方案不对文件格式进行改变，仅与面域矢量数据建立超链接等关联，如此还减少检索数据库冗余信息，提升项目检索速度。
2.4 元数据库建设
元数据是对成果数据及面域矢量数据进行描述的数据，根据管理目的与实际需求灵活设定，如添加项目负责人、技术负责人、成图日期、使用高程基准面、成果保管人等信息作为附属数据。
基于ArcGIS进行地形图管理时，所有元数据将以数据表形式储存，其字段、数据类型、数据长度、主键设置等均所添加元数据情况与数据库基本操作执行[3]。管理时，元数据以属性表形式与对应面域矢量数据进行并联。
2.5 ArcGIS集成处理
在ArcGIS平台中添加面域矢量SHP文件与配准后多光波段影像数据，完成元数据向属性表的数据入库，编辑成果文件路径链接，即以图形化界面同步显示相关数据层，保存的*.mxd文件将记录所添加的文件信息与路径，有效避免每次对数据进行添加[2]。采用ArcGIS各类查询与编辑工具可快速实现对成果数据的检索与更新。
3 案例分析
以天津港区域为例，地形图成果数据采用2012年-2013年部分地形测量项目数据，背景栅格数据选用港区某期RGB波谱影像数据，统一空间参考框架选用1990年天津市任意直角坐标系，将项目名称、项目负责、技术负责、成图时间、高程基准、测量面积、比例尺、保管人员等信息作为元数据纳入了属性表。
各类数据按照上述方法进行了处理，并完成了元数据的自动录入。面域矢量数据图形化管理界面如图2，与地理配准后的栅格影像图叠加后效果如图3。
界面图中不同颜色显示为不同项目，根据查询目的，可根据属性各个字段灵活设置显示样式、颜色与显示内容的筛选[2]。在对项目进行查询时，可采用矢量化查询方式，在图中指定任意点可显示包含该点在内的所有已完成测量项目。如图4所示，在图中点击蓝色区域点时，即可可查看包含该区域的历史测图，同时对于每个项目的详细属性表信息在下方均予以显示列出。本例子中检索到3个历史测图，分别为天津港东疆港区新港八号路北侧吹填区泥面地形图、天津港东疆港区地形图、天津港东疆港区新港九号路软基加固工程地基处理地形图。
图4 矢量化成果查询
4 结论
基于ArcGIS 的地形图成果管理，以矢量图形为管理对象，整合了栅格数据、项目实体文件、元数据表于一体。经实例验证方法可行，操作简单。是信息化技术服务于工程管理中的具体应用，该方法有效加强了地形图成果的日常管理秩序，提高了历史资料查询、成果信息检索速率，同时能够为后期区域普查测绘工作的决策分析提供了翔实可靠且直观的数据服务，有利于工程管理工作高效而有序的推进。
【参考文献】
[1] 周园．地图与地图制图[M]．武汉：武汉大学出版社，2011
[2] ESRI．ArcGIS 10 Help[Z]．USA
[3] 求是科技．SQLServer 2000数据库管理与开发技术大全[M]．北京：人民邮电出版社，2004
作者简介：
1.张瑞霞(1984)，女，本科学历，助理工程师。毕业至今就职于交通运输部天津水运工程科学研究院，主要从事工程测量、海洋测绘及地理数据信息化建设。
2.胡译文 （1986）女，本科学历，助理工程师。