面向数据的全球地理底图编制及建库

ISSN1009-2722 CN37-1118/P海洋地质动态M arine Geolog y Letter s第26卷第6期Vol26No6文章编号:1009-2722(2010)06-0044-06面向数据的全球地理底图编制及建库杨金玉1,2,戴勤奋1,2,杨丽丽3,岳来群3(1国土资源部海洋油气与环境地质重点实验室,青岛266071;2青岛海洋地质研究所,青岛266071;3国土资源部油气资源战略研究中心,北京100034)摘要:以全球油气地质综合研究项目的地理底图编制和数据库建设为例,介绍了以数据为中心的地图编制方法,以及建库、成图的一体化流程。

该流程使编图工作在有序的规范化进程中快速推进,同时保证地图的成图质量,并实现地图数据的可重利用。

数据描述框架采用ESRI A rcGIS的地理数据库Geodatabase,基础地理数据采用美国军方的1B100万全球地图数据库数据V Map0。

关键词:数据库;地理底图;全球中图分类号:T P392文献标识码:A长期以来,我们的编图工作方式多是直奔目标式的为编图而编图,关注最终的地图图面展示,而对支撑地图的基础数据往往不够重视,重复的数据采集及分散式的地图编辑工作不仅加大了编图工作量,也拉长了编图的工作周期。

面向数据的编图方式以数据为中心,把成图视作数据的一种表达方式,编图前期由设计部门对地图内容及表现方式提出规范化要求并统一定制地图模板,后期的编图工作则着重于数据的采集及规范化处理,规范化数据导入地图模板即可见数据的图面表现,与此同时,规范化数据导入数据库也实现了今后的数据可重利用,由此进入数据)地图)数据的良性循环。

本文以国土资源部全球油气地质综合研究项目的地理底图编制和数据库建设为例,描述了面向数据的地理底图编制过程。

全球油气地质综合研究项目将全球划分为亚太、中东、前苏联、非洲、南美、北美、欧洲和极地8个大区¹,然后按照地质单元和地理区域又将大区划分为25个研究区,要求在全球、大区、研究区收稿日期:2010-01-26基金项目:全球油气选区专项下属/全球油气资源图件底图编制及投影问题研究0作者简介:杨金玉(1973)),女,副研究员,主要从事海洋重磁数据处理和解释研究工作.E-mail:jydd@ 3个级别的区域绘制不同比例尺的专题图件,其中研究区图件的比例尺为1B200万)1B500万、大区图件为1B500万)1B1000万、全球图件为1B1500万。

针对多尺度的编图要求,我们的方案是尽量采用现有的国内外基础地理数据库数据产品,将数据库建设和编图相结合,并通过GIS技术实现建库成图一体化。

编图采用的数据以美国的VM ap0为主[1],我国的1B400万基础地理数据[2]、中国海底地形图及Etopo2、Etopo5、Gto po30、SRTM等水深与高程资料作为补充,地图出版社、星球出版社最新出版的世界分国地图集以及地名手册等用于地理要素名称的中文译名参考[3-6]。

VMap0源自全球地图数据库DCW(Digital Chart o f the W orld)[7]。

1991)1993年美国国家图像测绘局(NIM A,N ational Im ag ery and Map-ping Ag ency)为美国军方建立了全球地图数据库DCW,DCW数据经更新扩充后形成VM ap0,数据精度为1B100万,现势性达到2006年。

DCW 的原始数据源包括:美国国防测绘局(DMA,de-fense mapping agency)的1B100万航海作业图¹杨金玉,杨丽丽,戴勤奋,等.全球油气资源图件底图编制及投影问题研究报告.青岛海洋地质研究所,2009.第26卷第6期杨金玉,等:面向数据的全球地理底图编制及建库(由美国、加拿大、澳大利亚、英国等国联合制作),数据精度可达到2km;美国国防测绘局的1B100万操作导航系列图(ONCs)和南极洲飞行导航图(JNCs);美国国防测绘局的数字航空飞行情报文件(DAFIF);美国的先进特高分辩率雷达(AVH RR)图像以及国防情报机构指南(DIA M)等。

V Map0包含十多类地理要素,按照点、线、面数据形式储存为SH P格式文件。

数据为全球无缝连接,大部分数据属性完备,数据一致性好,无拓扑错误。

这些VM ap0数据特征为底图编制奠定了良好的数据基础。

为保证中国区数据的权威性,我们收集了国家测绘局基础地理信息中心发布的1B400万矢量化中国地理信息数据,国家海洋信息中心制作的1B200万中国海底地形图,用来补充中国及邻海的VM ap0数据。

最后建立1B100万、1B500万以及1B1500万3个尺度的全球底图数据库。

小比例尺数据库通过大比例尺数据简化而成,大区和研究区数据库在相应尺度的全球数据库内进行数据裁切。

1设计地理底图的空间数据描述框架采用ESRI ArcGIS的地理数据库Geo database。

用ArcGIS 制图关键是前期的设计,前期要明确图中需要表达的各要素类以及每个要素类中的要素分类,建好模板,后续的制图工作基本上是批量生产。

设计工作流程包括:定义要素类y要素分类编码y创建数据库y创建样式库y创建地图模板1.1定义要素类定义要素类就是定义编图的具体内容。

要素类是数据存储范畴的称谓,在数据显示范畴要素类对应地图图层,要素类与图层不完全是一一对应,一个要素类可以表现为多个图层。

根据小比例尺地理底图的编图要求,选择表1中的基础地理要素类作为成图图层,图1为相应的基础地理要素实体关系图。

1.2要素分类编码要素分类编码就是定义每一个要素类可能包含的地图要素,要素编码是为了规范化。

要素也是数据存储范畴的称谓,在数据显示范畴要素对应地图图层中的图元,要素分类编码与图元的图式是一一对应的。

基础地理要素分类与代码有国家标准,标准号GB/T13923)2006。

1.3创建数据库数据库的空间数据总体结构见图2。

数据库在ArcGIS中用ArcCatalog创建,后台数据库可表1地理底图要素类及代码T able1F eat ur e class and co de o f the g eog raphic basic map数据集数据类要素类要素类名几何类型内容基础地理定位基础(C)坐标网CPTL线内外图廓线、坐标网线、南北回归线、南北极圈线水系(H)水系线HYDL线单线河流、运河、干渠水系面H YDA面湖泊、水库、双线河、沼泽居民地(R)居民点RESP点国家首都、重要城市、一般城市境界与政区(B)境界线BOUL线洲界、国界、海岸线、浅滩暗沙边线政区面BOU A面陆域与岛屿地形地貌(T)山峰点TE RP点山峰、火山地貌线TERL线大陆冰界、陆缘冰界、海洋冰界地貌面T ERA面沙漠海洋等深线TBYL线海洋等深线地理注记(A)地理注记线AALL线海洋、海峡、海湾、河口、半岛、山脉、沙漠等无实体对应的地理名称沿走向注记线45M ar ine Geolog y L etters 海洋地质动态 2010年6月图1 基础地理要素实体关系图F ig.1 T he entit y r elatio nship diagr am of basic geo gr aphic features以采用Access,也就是创建Perso nal Geodata -base 。

如果数据量比较大的话也可以选择File Geodatabase,File Geodatabase 是ArcGIS 912引入的新特征,用于摆脱A ccess 的局限性。

File Geodatabase 在一个文件夹里存放数据集,每个数据集占用的磁盘空间可以达到1T B,而且File Geodatabase 可以跨平台、压缩和加密。

创建数据库具体包括:¹创建地理数据库;º创建域,按照已定义的分类代码,输入数据库的属性域;»创建要素集,定义要素集的坐标系及其投影,这里选择用WGS84经纬度存储地理坐标数据,投影是数据显示时的选择,因此留待地图模板中定义。

在要素集中定义空间参照系是为了让同一要素集中的要素类享有同一空间参照系,这样要素集内的要素类之间才可以建立拓扑关系;¼创建要素类,分别定义点、线、面各要素类,并在各要素类的属性页面输入要素类的属性,同时按设计要求选择属性的约束条件,包括是否可以为空、确省值以及属性的域等。

1.4 创建样式库样式库是一个ESRI Style 类型的文件,可以把需要用到的图元图式集中起来放到一个ESRI Style 文件中,以便统一管理及分发。

创建样式库的工具是Style Manager,可以通过ArcMap 调用。

1.5 创建地图模板地图模板在A rcM ap 下创建,地图模板是一个ESRI m xd 文件。

创建地图模板前,地图的比例尺以及地图投影必须是已知的。

模板创建过程包括:¹创建数据框:一般情况下只需要一个数据框,如果有图外图或图中图,例如中国行政区划图中常见的南海诸岛,或地质图中常见的剖面图、综合柱状图,就需要创建多个数据框;º定义地图投影:地图投影分两部分,其一是大地基准面,例如WGS 84,其二是平面投影方式,例如兰勃特等角割圆锥投影Lam bert _Confor mal_Conic;»添加地图图层:将数据库中的要素类按叠盖次序先后46第26卷第6期 杨金玉,等:面向数据的全球地理底图编制及建库图2 空间数据总体结构UML 类图Fig.2 U M L class diag ram of the ov erall str ucture o f the spatial data添加到数据框中,一个要素类可以表现为多个图层,同一个要素类的图层显示内容通过SQL 语句限定,例如在水系图层中只显示3级以上的河流;¼定义各图层的显示方式,选择需要图示的数据字段以及图示方法,显示样式从前面创建的样式库中提取;½定义地图标注类,ArcGIS 912在注记方面有较大的改进,添加了标注扩展模块M a -plex 、标注类以及标注管理器(Label Manager),用于比较复杂的地图注记。

模板创建完成后就可以提供给制图人员使用,如果后期有改动只要替换模板即可,不需要改动客户端的原始数据。

2 制图制图工作流程包括:图形编辑y 数据入库y 挂接模板y 标注转注记y 添加图外要素图3为面向编图人员的数据处理与质量控制活动图。

面向数据的编图过程让编图人员更多地关注数据本身、数据规范化以及数据质量,从源头开始将地图成图的质量控制贯彻落实到地图数据处理的各个环节,在有序的规范化进程中保证地图的动态质量,从而保障地图产品的最终静态质量,与此同时实现制图与数据库建库一体化,即数据库协同地图产品同期完成,这样既保障了原始成图数据的数据质量,也实现了今后的数据可重利用。