ArcGIS軟件在測繪數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

1、ArcGIS軟件在測繪數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc354778346 摘要(1) HYPERLINK l _Toc354778347 0 引言(1) HYPERLINK l _Toc354778348 1 CASS數(shù)據(jù)向ArcGIS轉(zhuǎn)換的解決方案(2) HYPERLINK l _Toc354778349 11 幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(2) HYPERLINK l _Toc354778350 12 屬性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(3) HYPERLINK l _Toc354778351 2 基于ArcGIS Survey Analyst模塊的測繪數(shù)據(jù)處理(4) H

2、YPERLINK l _Toc354778352 21 ArcGIS Survey Analyst模塊概述(4) HYPERLINK l _Toc354778353 22 基于ArcGIS Survey Analyst模塊的數(shù)據(jù)處理(5) HYPERLINK l _Toc354778354 2.2.1測量數(shù)據(jù)編輯(6) HYPERLINK l _Toc354778356 2.2.2測量數(shù)據(jù)計算(7) HYPERLINK l _Toc354778357 23 ArcGIS對矢量測繪數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制( PAGEREF _Toc354778357 h 8) HYPERLINK l _Toc354778

3、358 2.3.1 ArcGIS對圖形拓?fù)潢P(guān)系的質(zhì)量檢查( PAGEREF _Toc354778358 h 8) HYPERLINK l _Toc354778359 2.3.2 ArcGIS對屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查( PAGEREF _Toc354778359 h 9) HYPERLINK l _Toc354778360 2.3.3 ArcGIS對圖屬一致性的質(zhì)量檢查( PAGEREF _Toc354778360 h 9) HYPERLINK l _Toc354778361 3 結(jié)論與討論( PAGEREF _Toc354778361 h 9) HYPERLINK l _Toc354778362

4、參 考 文 獻( PAGEREF _Toc354778362 h 10) HYPERLINK l _Toc354778362 Abstract( PAGEREF _Toc354778362 h 10)第 頁 (共 11頁)ArcGIS軟件在測繪數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用0 引言 ArcGIS產(chǎn)品線為用戶提供一個可伸縮的，全面的GIS平臺。ArcObjects包含了大量的可編程組件，從細(xì)粒度的對象（例如，單個的幾何對象）到粗粒度的對象（例如與現(xiàn)有ArcMap文檔交互的地圖對象）涉及面極廣，這些對象為開發(fā)者集成了全面的GIS功能。每一個使用ArcObjects建成的ArcGIS產(chǎn)品都為開發(fā)者提供了一個應(yīng)用開

5、發(fā)的容器，包括HYPERLINK /view/79807.htm桌面GIS（ArcGIS Desktop），嵌入式GIS（ArcGIS Engine）以及服務(wù)端GIS（ArcGIS Server）。 ArcGIS作為一個可伸縮的平臺，無論是在HYPERLINK /view/79807.htm桌面，在服務(wù)器，在野外還是通過Web，為個人用戶也為群體用戶提供GIS的功能。ArcGIS 9是一個建設(shè)完整GIS的HYPERLINK /view/37.htm軟件集合，它包含了一系列部署GIS的框架：ArcGIS Desktop一個專業(yè)GIS應(yīng)用的完整套件ArcGIS Engine為定制開發(fā)GIS應(yīng)用的嵌

6、入式開發(fā)組件服務(wù)端GISArcSDE，ArcIMS和ArcGIS Server移動GISHYPERLINK /view/1279038.htmArcPad以及為平板電腦使用的ArcGIS Desktop和Engine ArcGIS 在我國國土部門的占有率已高達(dá)50%以上，和同類產(chǎn)品相比占有絕對優(yōu)勢。盡管在GIS 數(shù)據(jù)管理方面，ArcGIS 使用率較高，但在數(shù)字化成圖方面，其簡便性、高效性與本土化方面遠(yuǎn)不如南方CASS。故此，CASS 數(shù)據(jù)向ArcGIS 格式的轉(zhuǎn)換已成為我國地形、地籍測繪任務(wù)必不可少的一道工序。 與此同時在實際生產(chǎn)的矢量測繪數(shù)據(jù)隨生產(chǎn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和目的不同差別較大， 類型復(fù)雜， 而

7、且不同特性不同類別的數(shù)據(jù)， 其質(zhì)量特性也有所不同，因此利用軟件來實施測繪數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查時，針對不同類型的數(shù)據(jù)檢查的內(nèi)容也不盡相同， 例如在土地利用現(xiàn)狀圖斑數(shù)據(jù)檢查中除進行相互交疊檢查外還必須進行縫隙的拓?fù)潢P(guān)系正確性檢查。一般地，圖形拓?fù)潢P(guān)系正確性檢查、屬性表述與內(nèi)容正確性、完整性檢查和圖屬一致性檢查是矢量測繪數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中最常進行的檢查內(nèi)容，也是重點。因此 ArcGIS在矢量測繪數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中的應(yīng)用的顯得尤為重要。本文將重點介紹CASS數(shù)據(jù)向ArcGIS的轉(zhuǎn)換方案和ArcGIS的測量分析模塊，以及ArcGIS對于矢量測繪數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制的解決方法。1 CASS數(shù)據(jù)向ArcGIS轉(zhuǎn)換的解決方案11

8、 幾何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 形狀即幾何數(shù)據(jù)。CASS 中的點狀要素一般是文字（AcDbText ）、多行文字（AcDbMText）、塊參照（AcDbBlockRefence）、小圓圈（AcDbCirle）（如界址點圓圈），它們具有相應(yīng)的定位點（如插入點、圓心等），可以對應(yīng)ArcGis 的shapefile 中的點，線狀要素如直線（AcDbLine）、多線段（AcDbPolyline）、二維多線段（AcDb2dPolyline）（如等高線）則對應(yīng)shapefile 中的線，面則對應(yīng)CASS 中的封閉的多線段、二維多線段（如宗地）等。在shapefile 中，文件shp、shx 存儲了要素的形狀信息，文件格式

9、見ESRI 發(fā)布的shapefile 格式白皮書，此處限于篇幅不再詳細(xì)介紹。在本套解決方案中文件格式的解析也略去不講， 而采用互聯(lián)網(wǎng)上開源項目shapelib 的代碼來實現(xiàn)讀寫功能。 在對應(yīng)規(guī)則建立之前，建立條件約束，不同圖層上不同CASS 編碼的要素可以轉(zhuǎn)換到同一shapefile 里面去。而每一個要素也可以轉(zhuǎn)換到不同的shapefile 里，由此則可以實現(xiàn)讓各類政府部門諸如國土、市政、房產(chǎn)、環(huán)境等根據(jù)自己的需要進行轉(zhuǎn)換，卻只需要修改配置文件，無需修改源程序。鑒于此，則每一要素都要判斷是否在某一shapefile 中出現(xiàn)，即所作判斷次數(shù)由如下計算可得：pdCount = ysCount *

10、shpCount其中pdCount 為判斷次數(shù)，ysCount 為要素個數(shù)，shpCount 為shapefile 文件個數(shù)。判斷次數(shù)是固定的，要么得到某一要素信息，然后判斷在哪些shapefile 中出現(xiàn)并寫入，要么打開文件一次，將屬于該文件的信息全部寫入后關(guān)閉。由于shapefile 文件數(shù)一般遠(yuǎn)比要素種類少，為不使同時操作多個文件的繁雜情況出現(xiàn)，本方案選擇后者。如此，則每一個shapefile 要先收集屬于它的要素的信息，然后根據(jù)該shapefile 對應(yīng)的屬性結(jié)構(gòu)表查詢每一個要素的屬性信息同時將要素形狀和屬性寫入文件，直到該文件所收集的要素處理完畢，再進行下一shapefile 的同樣

11、操作，循環(huán)直至所有的shapefile 文件創(chuàng)建寫入完成。有了此一思路則不難設(shè)計出如下配置文件格式：*shapefile 文件名，shp 類型，對應(yīng)關(guān)系，注記（可選）ACAD 圖層1，CASS 編碼1，注記，參數(shù)1，ACAD 圖層2，CASS 編碼2，注記，參數(shù)1，這是每一shapefile 對文件名、shp 類型、屬性表對應(yīng)關(guān)系以及和CASS 要素對照表的定義。所有的shapefile 的信息（除屬性結(jié)構(gòu)表對照關(guān)系外，為使架構(gòu)清晰和搜索速度提高，將屬性結(jié)構(gòu)表定義放在另外一個文件里）都放在一個文件。12 屬性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 各類要素各項屬性的轉(zhuǎn)換關(guān)鍵在于如何將CASS 中要素的各項屬性轉(zhuǎn)換為shap

12、efile 的對應(yīng)的字段值。既然是CASS 屬性到ArcGIS 屬性的轉(zhuǎn)換，即有必要對此一概念進行澄清。CASS 中要素的屬性，全部是用AutoCAD 對象的擴展屬性機制來實現(xiàn)的。何謂擴展屬性？即一個要素除了具有圖層、顏色、線型、線寬、可見性等公共屬性以外，還具有的擴展的屬性。如圖1所示。 圖1CASS要素的擴展屬性圖 圖中房屋要素（多線段）除了具有公共屬性外，還具有層數(shù)、房屋結(jié)構(gòu)等信息，而這一信息是不被文字顯示的“A5”所制約的，即刪除“A5”文字要素后，這個用多線段表示的房屋仍舊有擴展屬性如層數(shù)、房屋結(jié)構(gòu)，且屬性值不變，這就是刪除注記后用南方重構(gòu)實體命令“RECASS”仍然可以在房屋內(nèi)部重

13、新生成一個“A5”注記來的原因。擴展屬性是不隨AutoCAD或CASS 的版本而改變的。用簡單的Auto LISP 語句或者ObjectARX 插件即能查看要素的所有屬性。如上圖：信息輸出欄里諸如“組碼XXXX 的數(shù)據(jù)為XXX。”即是用插件偵測到的實體的擴展屬性。擴展屬性是用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中一種叫鏈表的方式存儲的，需記得每逢組碼1001 時，即是擴展屬性字段名，緊隨組碼1001 下出現(xiàn)的1000、1040、1070 等數(shù)據(jù)即為其屬性值，類型分別為字符串型、浮點型和整型。對CASS 屬性基本了解后，對于ArcGIS 要素的屬性，在此也做一簡介。ArcGIS 要素屬性值全部在dbf 文件中，字段類型有字

14、符串型、整型、浮點型、邏輯型和日期型之分。每一字段又有長度和精度的概念，所謂精度當(dāng)然是針對浮點數(shù)而言了，其他精度均應(yīng)設(shè)置為0。對應(yīng)關(guān)系格式如下： 擴展數(shù)據(jù)名1，數(shù)據(jù)類型，序數(shù)，SHP 字段名1，字段類型，長度，精度，缺省值，注記。 擴展數(shù)據(jù)名2，數(shù)據(jù)類型，序數(shù)，SHP 字段名2，字段類型，長度，精度，缺省值，注記。 在CASS 要素中查詢每個實體的相應(yīng)的擴展數(shù)據(jù)，寫入shapefile的dbf文件，循環(huán)直至屬性對應(yīng)表處理完畢。2 基于ArcGIS Survey Analyst模塊的測繪數(shù)據(jù)處理21 ArcGIS Survey Analyst模塊概述通過ArcGIS測量分析模塊，用戶可以管理復(fù)雜

15、的測量數(shù)據(jù)庫，并把他們集成到GIS中，而且可以通過新增的測繪數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)更新和提高原有數(shù)據(jù)精度。測量系統(tǒng)中的相對精確度和錯誤可在任何一個測量定位點上顯示。除此之外，使用者可以把要素的位置配準(zhǔn)到測量系統(tǒng)中的測量點，從而對要素的幾何位置進行校正。（1）功能： 增強和改進工作流，提高幾何特征的空間質(zhì)量，評估 GIS 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性集成能力，將測量數(shù)據(jù)與 GIS 集成，滿足空間數(shù)據(jù)的多種格式。（2）應(yīng)用： 在同一個應(yīng)用中允許特征鏈接和調(diào)節(jié)，在 GIS 中管理測量數(shù)據(jù)，在 GIS 中創(chuàng)建一個測繪信息系統(tǒng)。（3）創(chuàng)建報告 為測繪項目組織測繪數(shù)據(jù)，提高 GIS 測繪項目的空間精度。（4）制圖 繪制地圖是一門科

16、學(xué)。 應(yīng)用包括：（1）數(shù)據(jù)管理：基于數(shù)據(jù)庫的地圖生產(chǎn)系統(tǒng)可以生產(chǎn)出表現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的多種地圖產(chǎn)品。（2）數(shù)據(jù)采集和編輯： ArcGIS 為數(shù)據(jù)采集和操作提供了方便易用的集成化的工具集。（3）數(shù)據(jù)處理和編輯： ArcInfo 強大的地理處理工具可以為不同目的的地圖用戶提供方便的預(yù)處理數(shù)據(jù)工具。（4）地圖編輯和符號： ArcGIS 可以方便的編輯、創(chuàng)建符號，也可以方便的從其他軟件包中引入符號。22基于ArcGIS Survey Analyst模塊的數(shù)據(jù)處理2.2.1測量數(shù)據(jù)編輯編輯數(shù)據(jù)和計算坐標(biāo)是Survey Analyst測量分析模塊的主要內(nèi)容。接下來對如何編輯相關(guān)測繪數(shù)據(jù)，如何計算點坐標(biāo)，做簡要概

17、述。（1）啟動編輯，設(shè)置編輯環(huán)境在進行計算之前，需要啟動編輯環(huán)境，設(shè)置目標(biāo)工程。（2）添加編輯任務(wù)點擊Editor菜單，單擊Start Editing。（3）創(chuàng)建一個新導(dǎo)線為了計算待測點的坐標(biāo)，兩條導(dǎo)線將被定義。創(chuàng)建第一條導(dǎo)線，生成了兩個新點：T1和T2。下面將創(chuàng)建第二條導(dǎo)線，為了計算T3-T7點的坐標(biāo)。相關(guān)的測量數(shù)據(jù)可假設(shè)從GSI文件中導(dǎo)入。將被用于計算建筑物拐角的坐標(biāo)，以及查找地塊角落的紀(jì)念碑。（4）設(shè)置目標(biāo)工程在定義新的導(dǎo)線之前，必須設(shè)置正確的測量工程。點擊Project下拉框，選擇Arizona - Carmel Bay。（5）縮放到Carmel Bay的測量區(qū)域點擊View-Book

18、marks菜單，點擊Survey AreaSurvey Area書簽改變地圖窗口的顯示位置，定位到第二條導(dǎo)線的區(qū)域。如圖2所示。 圖2軟件中導(dǎo)入的已知圖（6）定義第二條導(dǎo)線和支導(dǎo)線點擊tool面板的下拉箭頭，定位到TPS Computations按鈕，點擊Traverse。輸入“Control 02”作為導(dǎo)線的名稱。輸入“Traverse T02 to T01”作為備注（comment）。輸入“0 200”作為橫向閉合差，輸入“0 2”作為縱向閉合差。在Compute Tacheometry for every Traverse Station復(fù)選框中打勾，計算每個測站點的距離。點擊Setup

19、選項卡。在地圖上捕捉點擊T02。如圖3所示。圖3在地圖中撲捉點T02示意圖按Enter鍵兩次，接受默認(rèn)的名稱和Fixed選項。添加剩余的測站點（在地圖上顯示為紅色三角形符號的點），按照逆時針順序添加，到T01點結(jié)束。如圖4所示。圖4按逆時針添加剩余測站點圖在地圖上點擊T01，并且在Fixed選項打勾。雙擊T02點的Setup單元格，在選擇T02/2。雙擊T01點的Setup單元格，在選擇T01/2。2.2.3測量數(shù)據(jù)計算點擊Measurements選項卡。點擊Setup下拉框，選擇T02/2。在300420點的orientation單元格中打勾。點擊Adjustment method（平差方法

20、），選擇Compass。點擊Setup下拉框，選擇T01/2。在300420點的orientation單元格中打勾。單擊Survey Explorer工具欄上的Compute按鈕進行平差計算。如圖5所示。圖5待測點計算結(jié)果圖第二條導(dǎo)線的待測點坐標(biāo)已經(jīng)計算出來。測量點已有坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將用不同的符號表示。(8)查看導(dǎo)線的閉合差信息如果計算結(jié)果在設(shè)定的限差范圍內(nèi)，計算的數(shù)據(jù)被標(biāo)識為有效。在左下角通過一個綠色的勾表示。 2.3 ArcGIS對于矢量測繪數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制2.3.1ArcGIS對圖形拓?fù)潢P(guān)系的質(zhì)量檢查 對不同層要素拓?fù)潢P(guān)系正確性檢查，主要利用ArcMap 提供的“SelectByLocatio

21、n”功能來實現(xiàn)， 主要檢查內(nèi)容包括點與面、線與線、線與面、面與面等要素間不合法的相交、包含等。具體方法如下:(1)在ArcMap 中加載要檢查的不同要素層，執(zhí)行“Select By Location”功能；(2)在“Select By Location”對話框中點選“選擇要素層”，一般地在分析點與面、線與面要素間關(guān)系時通常選擇點或線要素層；(3)選擇適當(dāng)?shù)摹巴負(fù)潢P(guān)系”( 相交、包含、相鄰等等，在“that”下拉框) 和“關(guān)系要素層”( 在“the features in this layer”下拉框)，根據(jù)實際情況選擇合適的緩沖區(qū)域參數(shù)，完成后執(zhí)行選擇分析，輸出結(jié)果。2.3.2Ar cGIS

22、對屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查 屬性數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查包括屬性表結(jié)構(gòu)定義正確性、屬性內(nèi)容完整性和屬性內(nèi)容正確性等三個方面，利用ArcMap 或ArcCatalog 來查詢顯示要素屬性表結(jié)構(gòu)定義的詳細(xì)描述，具體方法如下:(1)加載數(shù)據(jù)，打開“Select By Attributes”對話框；(2)先對要檢查的屬性字段進行“Get UniqueValues”分析，以便能合理地設(shè)置查詢條件，做到有的放矢；(3)在條件查詢文本框內(nèi)輸入適當(dāng)?shù)腟QL 查詢條件對數(shù)據(jù)屬性內(nèi)容進行過濾提取， 如在檢查“XZDWMC” 屬性內(nèi)容是否完整時可以輸入XZDWMC = ； 在檢查“DLDM”屬性內(nèi)容是否為四位數(shù)字代碼時可以輸入ch

23、ar_Length(DLDM) 4 等；(4)將提取選擇的結(jié)果輸出保存； 上述輸出結(jié)果表明了屬性內(nèi)容不完整或不正確的圖屬對象，加載這些結(jié)果后即可參照對原數(shù)據(jù)進行修正。2.3.3 Ar cGIS對圖屬一致性的質(zhì)量檢查 在圖屬一體化的測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，常因數(shù)據(jù)處理或采集時圖形和與圖形相關(guān)屬性的非聯(lián)動修改，導(dǎo)致圖形和相應(yīng)的屬性不一致。利用ArcGIS 實施圖屬一致性的質(zhì)量檢查方法如下:(1)在ArcCatalog 中建立一個空的Geodatabase。(2)在ArcCatalog 或ArcMap 將需要檢查的要素層輸出到上述Geodatabase中， 此時ArcGIS會將圖形實際面積和長度以“Shap

24、e_Length”和“Shape_Area”屬性加載到數(shù)據(jù)屬性表中。(3)在加載圖形實際面積和長度屬性后，利用“Select By Attributes”功能對數(shù)據(jù)面積或長度屬性值與實際值進行比較分析，從而達(dá)到檢查數(shù)據(jù)圖屬是否一致的目的。3 結(jié)論與討論 由于ArcGIS 的廣泛應(yīng)用和其Shape 數(shù)據(jù)格式的公開， 使得許多非Shape 格式的數(shù)據(jù)可以方便地轉(zhuǎn)換到ArcGIS 中，通過靈活運用ArcGIS 豐富的空間查詢、拓?fù)浞治龊蛿?shù)據(jù)管理等各項功能，可以方便地實現(xiàn)矢量測繪數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢查，達(dá)到提高測繪數(shù)據(jù)質(zhì)量的目的。在CASS數(shù)據(jù)向ArcGIS轉(zhuǎn)換方面，通過配置文件即可實現(xiàn)要素“多對多”的轉(zhuǎn)換；

25、屬性表對照關(guān)系完全自定義，解決了所有擴展屬性的轉(zhuǎn)出，且轉(zhuǎn)義屬性名很容易擴展。在具體應(yīng)用ArcGIS處理測繪數(shù)據(jù)方面，本文對ArcGIS測量分析模塊對測量數(shù)據(jù)編輯和計算的操作過程做了簡要概述，同時在測量數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查方面，對ArcGIS在矢量測繪數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的功能及應(yīng)用也做了分析和說明。 ArcGIS作為一個功能完善、技術(shù)較為先進的GIS 產(chǎn)品，面向高端的系統(tǒng)集成應(yīng)用，能更有效地處理實際測量工作中類型復(fù)雜、海量的數(shù)據(jù)流，從而更好地滿足測繪發(fā)展的新要求。 參 考 文 獻1 譚福初,裴亞波，李廣蘭.ArcGIS在矢量測繪數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中的應(yīng)用J.北京測繪,2007，4(3):45-47.2 李學(xué)軍,利用

26、CASS地籍圖建立ArcGIS數(shù)據(jù)庫的方法研究J.測繪通報,2007,10(2):0056-033 譚焦生,趙合玲.地理信息系統(tǒng)在測繪中的應(yīng)用J.科技風(fēng),2011,7(5):43.4 李衛(wèi),李海平,李香莉.試析地理信息系統(tǒng)在測繪中的應(yīng)用J.民營科技，2012,4(1):87.ArcGIS Software Applications in Geomatics Abstract：Geomatics is moving in the direction of digitization, automation and modular development. Geographic Information System (GIS) is an im