DLG数据库前处理技术研究

米思莹 蔡建德

（1.浙江臻善科技股份有限公司，浙江 杭州 310005；2.河南省测绘发展研究中心，河南 郑 州 450008）

1 引言

随着国家自然资源国土空间数据整合，数字线划图（Digital Line Graphs，通称DLG）是当前使用最多的地理信息数据格式。作为基础地理信息数据类型之一，DLG 既保存要素的空间信息，也承载着其属性信息，是数据库数据的主要来源。为规范地理信息数据的提取、分析和使用，如何将现有DLG 数据转换成标准的地理空间数据成为数据入库的关键。本文基于现时背景，结合相关文献和实践经验，探讨DLG 数据入库问题及出现的原因，并提出技术优化建议。

2 DLG 数据入库问题研究

AutoCAD 作为一款较成熟的DLG 数据处理软件，在自然资源、交通、电力、不动产等领域得到广泛应用[1]。本文以市场使用最为普遍的两种数据格式，即AutoCAD 中 的DWG 和Microsoft Access 中 的MDB[2]，对DLG 数据入库问题进行研究，找出格式转换过程中出现的问题及原因，从而提高DLG 数据入库速度，优化入库质量，增加数据可信性。现将DLG 数据转换过程 中出现的问题归为以下三类。

（1）要素图层归类差异

AutoCAD 数据在对要素进行图层归类时缺乏严谨性，如点要素“泉”“井”和面要素“池塘”“沟渠”在AutoCAD 中均属于水系要素（如图1 所示），这使得原本在GIS 数据中属于点要素的“井”或属于面要素的“池塘”，在转换过程中易归错图层，从而造成点要素信息缺失或面要素无法闭合的现象。

（2）属性信息不完善

转换后的数据在属性信息方面易出 现以下两种情况：①缺少要素成分，如GIS 数据库缺 少应该入库的元素（房屋等）；②缺少要素属性值，如GIS 数据库中各要素属性值为空（高压电力线无高压伏数）[3]。由于不同属性道路间无明确的道路铺装地类界，致使两条不同的路在自动构面时被赋予同样属性，如图2所示。

图1 常规CAD图层划分模式

图2 不同道路之间无明确界限

（3）几何结构不完整

DLG 数据缺乏规范性，忽略了图形间的拓扑关系。以居民地为例，易出现房屋线划图线条重复、部分房屋边线不封闭问题，对数据质量、系统负荷量造成一定影响。地类界节点处存在悬挂现象如图3 所示，居民地未闭合如图4 所示。

图3 地类界节点处悬挂现象

图4 居民地未闭合

3 DLG 数据入库技术优化

DLG 数据整理中，已有的AutoCAD 数字地形图是以出图为目的，要想以CAD 数据为GIS 基础数据源，将CAD 数据规范化入库，需要满足以下要求：①注记标准化；②线性要素完整，避免悬挂；③对多边形进行封闭 ；④对水渠、道路等用线编辑的面要素进行处理；⑤对地理要素编码和属性赋值；⑥保证拓扑关系正确；⑦其他特殊情况处理等。

基于上述要求，可以从以下四个技术层面对要素进行处理。

（1）几何结构检查与处理

从几何结构入手，逐一检查各个图层，并针对每个图层特有的情况进行几何修整和几何实体规范，以避免线转面或其他步骤出现问题。大致包括各图层去除伪节点；水渠、陡坎、围墙等面状、现状地物各图层线相交检查、折返线检查、线悬挂检查及处理，以及居民地、水系要素面中未封闭面检查等。

（2）实体属性检查与处理

CAD 格式数据中，对于带状地物，比如河流、道路等要素，野外调绘并没有提供宽度，需要内业人员在图上量距，然后赋值。此外，园地等植被层也应按国家规定对“梨”“桃”等带有属性的园地进行赋值。 （3）图层检查与处理

图层检查主要指对不同要素在数据库中的位置进行检查，其中，注记在DLG 数据整理中出现错误最为频繁。如主要道路、次要道路等道路名称未被归到“道路注记”层等。此外，还应仔细检查是否存在未被归类的要素，核对完后，根据要求对其进行分层。

（4）其他细节检查与处理

这通常为最后一步，主要用来弥补之前未进行修改和忽略的地方。包括首曲线、计曲线等类似等高线和高程点的“ELEV”不能为空值，居民地、池塘中不能出现高程点等细节问题。

4 DLG 数据库前处理

DLG 数据入库前存在大量问题需要处理，要把控好数据处理时间。DLG 数据库前处理分为 ：DLG 图形端、“桥梁”软件下、数据库端等三种数据格式入库技术。对这三种模式进行分析，以求找到最合适阶段进行数据库前处理。

（1）DLG 图形端的数据入库

在AutoCAD 中地面建筑物的图 形存在无法完全封闭等一系列问题。GIS 软件有图像编辑与处理功能，但这种功能无法和AutoCAD 相比。如果要提高Auto CAD 向GIS 进行数据转化时的速度与精度，必须从数据源头——AutoCAD 入手，对这些数字化图形进行编辑与修改[4]。基于DLG 图形端的入库是指对待入库数据在格式转换前进行数据加工和处理。数据入库技术原理如图5 所示。

图5 数据入库技术原理

AutoCAD 的数据编辑和修改比GIS 软件的编辑功能及精度更高，在CAD 数据转换前，首先要检查数据分层是否正确，保证各种地物放置在对应图层。其次，在检查处理图形数据时，要修改不符合GIS 拓扑结构的要素。基于DLG 图形端的入库优点是制图软件具有强大的图形编辑功能，便于数据的更新、修改，尤其是大批量的DLG 数据在图形编辑及修改时比较方便，且精度较高。

（2）“桥梁”软件的数据入库

基于“桥梁”软件的数据入库特点是大量加工处理的数据都放在其他各种软件中，要在GIS 软件平台完成。数据入库原理如图6 所示。

CAD 的数据直接转换成GIS 软件格式的数据，会造成数据信息丢失，因而在数据入库时，可选择Geoway 软件作为基础CAD 数据转入GIS 数据的“桥梁”软件，这样可解决数据信息丢失的现象，满足GIS 入库要求。基于其他各种软件的数据入库技术的优点是：国产GIS 平台管理功能强大，作业员在生产作业过程中对图形编辑功能比较习惯，可以快速对数据进行编辑和处理，提高数据入库效率。但这种技术方法也存在一定缺点：①数据需要经过两次转换，涉及各种软件的符号库，存在数据容易丢失、符号错误等现象 ；②其他各种软件端二次开发强度较大；③存在图库分离现象。

图6 “桥梁”软件的数据入库原理

（3）数据库端的数据入库

基于数据库端的入库技术是大批量数据放入数据库端的GIS 软件中去完成。入库技术原理如图7 所示。

图7 数据入库的技术原理

数据入库中，CAD 数据转换入库（GIS）过程中的数据转换、数据处理，应该先在AutoCAD 中进行，以减少转换后的处理技术难度，再利用File Geodatabase 中图层数据及属性表的相互关系嵌入软件，提取对应信 息，生成点、线、面、注记四层Shapefile 文件。建立空数据库，将数据由DWG 格式转成Shapefile 格式，然后再将数据继续详细分层、检查处理，使数据达到入库标准规范[5]。数据入库流程如图8 所示。

图8 数据入库流程

基于数据库端的入库数据操作均基于GIS数据库，优点是多次转换过程中数据不会丢失。对入库数据，除要在技术层面加强规范外，理论层面也应加强研究。

① 回避风险比解决问题更有价值。对于DLG 数据入库过程中出现的问题，部分学者从不同角度进行了归纳和总结，并提出有效的解决方案及措施方法。但在论文撰写过程中，并未给出数据处理过程中避免此类问题发生的方法。对于内外业处理人员和质量检查人员来说，避免此类问题的出现比解决问题更具有实际意义。

② 主客观因素应“一视同仁”。国内学者在研究DLG 数据入库问题时，均选择把焦点聚集在“硬件”问题上，即只考虑问题存在的客观因素，如CAD 数据与GIS 的本质差异、每个软件不可避免的漏洞和缺点等，而忽略了外业调绘人员和内业处理人员的本身问题。因此，模式的选择更应基于实践，结合操作的难易程度、准确度进行判断。

此外，就DLG 数据入库目前的发展状况来看，全要素数据入库的关键是CAD 数据标准化的整理，但目前还没有一种很好的方法可以将未处理的CAD 数据直接转入数据库并满足生产要求。

5 结束语

近年来，随着数字经济的飞速发展，国土空间规划基础地理信息平台和国土空间规划“一张图”信息系统建设愈加重要，而DLG 数据入库前质量则是保证平台数据可靠性与规范性的基础。研究发现，DLG 数据入库问题主要是由CAD 数据与GIS 数据侧重点不同造成的，因此，只有就数据格式转换建立统一的数据标准，才能达到入库数据的规范要求。