CN102760160B - 一种在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地形图绘制技术领域，具体涉及一种在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，由服务器以及客户端系统组成，所述客户端系统用于显示发布地形图，所述服务器系统包括：地形图数据库，空间数据库，临时数据库，数据库系统，地形图处理建库一体化模块，全自动缩编模块，半自动缩编模块，基础地理信息模块等，通过API对所述数据库系统中存储的图形数据进行缩编和交换，包括数据更新以及发布到客户端系统。本发明结束系列比例尺地形图只能靠传统测绘或数字化图编绘的历史，颠覆传统图形(图幅)缩编技术思路和方法，使地图制图产生质的飞跃，具有成本低、速度快、精度高、通用性强、按需供图的优点，有广泛的社会推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及地行图绘制技术领域，具体涉及一种在空间信息库中进行的多尺度地形图缩编系统。
背景技术
地图学是一门古老而新兴的学科，完成各种比例尺地形图生产和建库，是社会发展和经济建设的需要。各种比例尺地形图担负着不同的社会、经济职能，多尺度地形图生产和建库，是基础地理信息系统建设的重要内容，也是信息库建设的重点和难点。获取不同比例尺地形图成果一般有两种途径，一种方法是运用现代测绘技术，按比例尺尺度划分规则分别进行测绘、建库；另一种方法是利用计算机、测绘、信息原理和技术，由基本比例尺地形图缩编获得更小比例尺地形图，后者是一种更经济、适用、快捷、优质的科学、技术方法，如何利用不同比例尺地形图之间的内在联系，建立一套科学、经济、实用的转换关系，获得系列图形数据成果，是测绘工作者努力的目标。当前地形图缩编采用两种技术方法：一是利用计算机制图综合软件缩编，例如在Auto CAD平台上进行二次开发的南方CASS软件图形绘制和缩编，按比例尺不同，梯次逐级综合编制、标准化、建库。二是利用计算机制图综合软件与地形图数据库交互式访问缩编，即先建立基本比例尺(如1∶500)地形图数据库，在数据库中整体缩小一级(如1∶1000)，导出地形图数据，再由制图综合软件标准化处理，重新入库，例如武汉大学研制的地图数据综合缩编软件AutoMAP、福州市勘测设计研究院研制的地形图自动缩编程序MapGeneralizer。两种方法的实质是利用制图综合软件对数字化图进行编绘，存在效率低、时间长、更新困难、质量因人而异、不适宜批量生产的弊端。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动化程度高、绘制周期短、智能化、快速精准的在空间信息库中进行的多尺度地形图缩编系统。
为了解决上面提出的，本发明采用如下技术方案：一种在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，由服务器系统以及客户端系统组成，所述客户端系统用于显示发布的地形图，所述服务器系统提供海量图形数据网络服务，所述服务器系统包括：
地形图数据库：用于存储CAD格式的标准分幅地形数据；
空间数据库：用于存储GIS格式的地形图数据；
空间数据库智能化缩编模块：完成系列比例尺地形图缩编工作；
梯级比例尺缩编模块：建立各个比例尺的层级关系缩编，其中1∶500、1∶1000、1∶2000为第一层级，称之为相近比例尺；1∶5000、1∶10000为第二层级；1∶25000、1∶50000为第三层级；1∶10万、1∶25万、1∶50万为第四层级；
跨比例尺缩编模块：不执行比例尺的层级关系，系统进行跨越相近比例尺的缩编工作；
任意比例尺缩编模块：完成非常规比例尺缩编，将所述缩编后的数据存储于基本比例尺地形图数据库；
图形无缝衔接模块：当基本比例尺地形图数据库满足线、面整体一致性，图属一致性、相关性，无空隙和重叠时，将所有同比例尺图拼接成一张大图。
智能化纠错模块：提供智能化的检查、纠正缩编后数据图的图形和属性正确性功能，保证最终成果满足本比例尺标准要求；
临时数据库：用于存储系统在缩编处理过程中的临时地形图数据；
数据库系统：用于管理各种比例尺地形图信息数据；
地形图处理建库一体化模块：将地形图数据库中的CAD数据转换为GIS数据格式并存储于空间数据库中；
全自动缩编模块：对CAD格式的1∶500、1∶5000比例尺地形图数据处理转换为GIS格式1∶2000以及1∶10000空间图形数据库；
半自动缩编模块：对CAD格式的1∶2000、1∶10000比例尺地形图数据转换为GIS格式1∶5000、1∶25000空间图形数据库；
级联缩编模块：根据基本比例尺数据，依次自动由较大比例尺向较小比例尺级联缩编；
缩编规则库模块：基于基本比例尺图形数据库，利用空间数据库智能化完成相近比例尺缩编、跨比例尺缩编及任意比例尺缩编，并自动建立相应比例尺标准图形数据库；
自适应规则库模块：根据数据的行业应用要求，自动查找规则库中的业务规则，满足缩编的行业规则要求，缩编专业应用信息地形图；
特征编码库模块：依据点、线、面、体图元类型及文字描述信息，给信息库中每个对象创建具有唯一识别标志的编码，用于识别、增删、修改、变换、综合、缩编和应用；
动态更新模块：地形图数据库内的数字化地形图与空间数据库内的信息库地形图联动更新，对数字化地形图发生的任何变化，信息库对应比例尺地形图自动更新，信息库中系列比例尺地形图也随着自动更新；
基础地理信息模块：通过API数据结构对所述数据库系统中存储的缩编后的数据进行处理，包括数据更新以及发布到客户端系统；
图形服务模块：包括用数字(信息)图、网络服务和前置服务的形式提供普遍或特定用户使用。
优选的，本发明的在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，系统数据生产流程为，开始地形图数据库中包括1∶500比例尺地形图数据，使用地形图入库模块将1∶500比例尺地形图数据转化为1∶500空间数据库，在空间数据库中由大比例尺图缩编成小比例尺图，自动缩编模块将1∶500空间数据库自动转化为GIS格式的1∶1000和1∶2000空间数据库，在1∶2000空间数据库基础上智能化缩编，建立1∶5000临时数据库，再由GISidMAP图形编制功能处理GIS格式的1∶5000信息图，完成1∶5000标准化图形数据建库工作，由缩编模块将1∶5000空间数据库自动转化为1∶10000空间数据库。
优选的，本发明的在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，数据动态更新流程为，当需要对空间数据库中1∶500比例尺地形图更新时，地形图处理建库一体化模块完成1∶500更新入库工作，自大至小逐级建立1∶2000、1∶5000、1∶10000、1∶25000空间数据库。
本发明具有如下有益效果：
1、改变各比例尺地形图只能靠传统测绘或数字化图形编绘的历史，绝大部分工作由计算机全自动化完成，在质量、效率和效益上取得重大突破；
2、系统具有缩编简练、快速、精度高、成本低、通用性强、按需供图、更新维护方便的特点优点，尤其适用于现代化的国民经济建设、国防建设和社会发展的需求。
附图说明
图1是本发明的多尺度地形图缩编的系统框架图。
图2是本发明的数据标准化处理及建库系统流程图。
图3是本发明的多尺度地形图缩编的系统数据流程图。
图4是本发明的多尺度地形图缩编的系统数据更新流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1-4所示，本发明提供一种在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，基础地形图数据从生产、管理到发布的整个过程，实质上是数据生产的过程，所有工作都是基于空间数据库的智能化缩编，1∶500基本比例尺地形图数据通过标准化处理入库，建立了基本比例尺图形数据库，其他系列比例尺图都是1∶500基本比例尺地形图的衍生产品。系统由服务器端以及客户端系统组成。
①建立系列比例尺图形数据标准化处理、入库、出库、发布、应用体系，建立符合标准规范的基本比例尺图形数据库，建立数字化地形图与信息库地形图动态更新机制。
②颠覆传统地形图按图幅(区域)进行地图缩编(综合)软件的理论和方法，创造性提出了基于空间数据库的智能化缩编理念、体系、架构、方法和系统，所有缩编工作均由计算机在空间信息数据库中自动完成。
③在空间信息数据库中完成从1∶500地形图到1∶25000地形图系列比例尺的计算机智能化缩编，相近系列比例尺图满足全自动化缩编，跨系列比例尺图智能化缩编。
④基于基本比例尺图形数据库，编制点、线、面、体及文字缩编规则，创建区域范围抽稀法、数量资格抽稀法、质量资格抽稀法、特征点比对取舍法、权重综合法、双线综合法、要素合并法、图形简化法、曲线光滑拟合法、线性重构比对法等新型缩编算法，构建缩编规则库。
⑤依据点、线、面、体图元类型及文字描述信息，创建具有唯一识别标志的特征编码库(ID号)，满足图形识别、增删、修改、变换、综合和发布需求。
⑥基于基本比例尺图形数据库，充分利用空间数据库的整体性、适应性、算法的先进性和超强的空间分析能力，建立复杂的空间图形拓扑关系，智能化完成相近比例尺缩编、跨比例尺缩编及任意比例尺缩编，并自动建立相应比例尺标准图形数据库。
⑦支持整体或指定范围的智能化、自动化缩编。
⑧相比传统手工或半自动化的图幅(区域)缩编软件，可全自动、智能化、整体性地完成地形图缩编，图形无缝衔接。
⑨在满足标准规范的前提下，以自适应规则库体现人工智能，建立专题图形数据库，使得缩编成果可同时满足各行各业对图形的特殊应用需求。
⑩建立系列比例尺级联自动缩编机制，保证缩编成果与原始成果的实时性、一致性，提高缩编成果更新的效率。
(11)缩编形成的系列比例尺信息数据图，对照相应比例尺的标准规范智能化纠错。
(12)建立系列比例尺信息数据标准图，满足数字城市、数字省份对空间信息资源的需求；自动转换生成真实地表模型全色图(DSM)，作为艺术城市、艺术省份、湘图乐园(以图形空间框架建立的公共网站)的图新图像底层支撑数据图，并以DSM作为三维城市、三维省份空间数据模型的地表基础图。
(13)建立数据管理、应用的安全保障机制和软件功能，如数据加密认证、授权监管、图元要素水印等技术措施，全方位地提供信息服务。
一种在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，由服务器系统以及客户端系统组成，所述客户端系统用于显示发布的地形图，所述服务器系统提供海量图形数据网络服务，所述服务器系统包括：
地形图数据库，用于存储CAD格式的标准分幅地形数据；
空间数据库，用于存储GIS格式的地形图数据；
空间数据库智能化缩编模块，完成系列比例尺地形图缩编工作；
梯级比例尺缩编模块，建立各个比例尺的层级关系缩编，其中1∶500、1∶1000、1∶2000为第一层级，称之为相近比例尺；1∶5000、1∶10000为第二层级；1∶25000、1∶50000为第三层级；1∶10万、1∶25万、1∶50万为第四层级；
跨比例尺缩编模块，不执行比例尺的层级关系，系统进行跨越相近比例尺的缩编工作；
任意比例尺缩编模块，完成非常规比例尺缩编，将所述缩编后的数据存储于基本比例尺地形图数据库；
图形无缝衔接模块：当基本比例尺地形图数据库满足线、面整体一致性，图属一致性、相关性，无空隙和重叠时，将所有同比例尺图拼接成一张大图。
智能化纠错模块：提供智能化的检查、纠正缩编后数据图的图形和属性正确性功能，保证最终成果满足本比例尺标准要求；
临时数据库，用于存储系统在缩编处理过程中的临时地形图数据；
数据库系统，用于管理各种比例尺地形图信息数据；
地形图处理建库一体化模块，将地形图数据库中的CAD数据转换为GIS数据格式并存储于空间数据库中；
全自动缩编模块，对CAD格式的1∶500、1∶5000比例尺地形图数据处理转换为GIS格式1∶2000以及1∶10000空间图形数据库；
半自动缩编模块，对CAD格式的1∶2000、1∶10000比例尺地形图数据转换为GIS格式1∶5000、1∶25000空间图形数据库；
级联缩编模块，根据基本比例尺数据，依次自动由较大比例尺向较小比例尺级联缩编。
缩编规则库模块，基于基本比例尺图形数据库，利用空间数据库智能化完成相近比例尺缩编、跨比例尺缩编及任意比例尺缩编，并自动建立相应比例尺标准图形数据库；
自适应规则库模块，根据数据的行业应用要求，自动查找规则库中的业务规则，满足缩编的行业规则要求，缩编专业应用信息地形图；
特征编码库模块，依据点、线、面、体图元类型及文字描述信息，给信息库中每个对象创建具有唯一识别标志的编码，用于识别、增删、修改、变换、综合、缩编和应用；
动态更新模块，地形图数据库内的数字化地形图与空间数据库内的信息库地形图联动更新，对数字化地形图发生的任何变化，信息库对应比例尺地形图自动更新，信息库中系列比例尺地形图也随着自动更新；
基础地理信息模块，通过API数据结构对所述数据库系统中存储的缩编后的数据进行处理，包括数据更新以及发布到客户端系统；
图形服务模块，包括用数字(信息)图、网络服务和前置服务的形式提供普遍或特定用户使用。
系列新型缩编算法，对点、线、面、体、文字等各要素进行综合、取舍、让位、重构等算法，包括区域范围抽稀法、数据资格抽稀法、质量资格抽稀法、特征点比对取舍法、权重综合法、双线综合法、要素合并法、图形简化法、曲线光滑拟合法、线性重构比对法；
区域范围抽稀法，根据要素相关性，在区域范围内按规则进行取舍、综合；
数量资格抽稀法，根据各类要素的数量，按规则进行取舍、综合；
质量资格抽稀法，根据各类要素的精准度，按规则进行取舍、综合；
特征点比对取舍法，根据同类点状要素相关性和位置特征，按规则进行取舍、综合；
双线综合法，根据同类双线条要素相关性和位置特征，按规则进行取舍、综合；
要素合并法，根据同类要素相关性和位置特征，按缩编后图形要求进行要素重构，主要解决数量特征概括问题；
图形简化法，根据同类要素相关性和位置特征，按缩编后图形要求进行要素合并，主要解决形状特征概括问题；
曲线光滑拟合法，根据同类曲线要素相关性和位置特征，按规则进行取舍特征点，进行曲线重构，主要解决质量特征概括问题；
线性重构比对法，根据同类线性要素相关性和位置特征，按规则合并为上一级要素并进行比对，主要解决质量特征概括问题。
所述系统数据生产流程为，开始地形图数据库中包括1∶500比例尺地形图数据，使用地形图入库模块将1∶500比例尺地形图数据转化为1∶500空间数据库，在空间数据库中由大比例尺图缩编成小比例尺图，缩编模块将1∶500空间数据库自动转化为GIS格式的1∶1000和1∶2000空间数据库，在1∶2000空间数据库基础上智能化缩编，建立1∶5000临时数据库，再由GISidMAP图形编制功能处理GIS格式的1∶5000信息图，完成1∶5000标准化图形数据建库工作，在此基础上，由缩编模块将1∶5000空间数据库自动转化为1∶10000空间数据库。
所述数据动态更新流程为，当需要对空间数据库中1∶500比例尺地形图更新时，地形图处理建库一体化模块完成1∶500更新入库工作，图形无缝衔接，满足图形接边及构面处理要求，系统自动记录1∶500图更新内容、范围和时间，由图形缩编规则库、级联缩编规则库、自适应规则库、智能化纠错等功能模块，自动完成更性范围内的1∶500缩编工作，自大至小逐级建立1∶2000、1∶5000、1∶10000、1∶25000空间数据库，建立各系列比例尺级联自动缩编机制，保证缩编成果更新的一致性、现势性、实用性，缩短缩编成果更新周期、保障缩编质量、提高应用效益。
本发明的系统GISidMAP具有以下的优点：
1、本系统是基于空间信息库进行的多尺度地形图智能化缩编，是一种全新的理论体系、技术方法和应用系统。其数据标准化处理、建库、管理、动态更新、发布与应用一体化系统，各种规则库，特征编码库，新型算法，级联及自适应缩编，图形库编制功能是本系统的核心内容。
2、全自动完成1∶500到1∶1000、1∶2000以及1∶5000到1∶1000地形图缩编和建库，智能化纠错；自动建立1∶2000、1∶5000标准化地形图库。
3、半自动完成1∶2000到1∶5000以及1∶10000到1∶25000地形图缩编和建库，自动化程度达到80％以上，余下约20％工作量借助开发的图形库编制软件由人工辅助完成，全自动建立1∶25000标准化数字地形图。
4、全自动完成1∶5000到1∶10000比例尺地形图缩编和建库，智能化纠错。
5、全自动完成1∶500至1∶25000内任何比例尺地形图缩编和建库，智能化纠错。
6、系列比例尺地形图依据1∶500基础地形图数据库同步动态更新。
7、缩编完成的系列比例尺标准化数字化图和信息化图，可以数字(信息)图、网络服务、前置服务的形式提供普遍或特定用户使用。
8、依据点、线、面、体图元类型及文字描述信息，依据特征编码库，针对信息库中系列比例尺特有图元对象，创建具有唯一标志的编码，用于识别、增删、修改、变换、综合、缩编、属性扩展和应用。
上述实例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，由服务器系统以及客户端系统组成，所述客户端系统用于显示发布的地形图，其特征在于：所述服务器系统提供海量图形数据网络服务，所述服务器系统包括：
地形图数据库：用于存储CAD格式的标准分幅地形数据；
空间数据库：用于存储GIS格式的地形图数据；
空间数据库智能化缩编模块：完成系列比例尺地形图缩编工作；
梯级比例尺缩编模块：建立各个比例尺的层级关系缩编，其中1∶500、1∶1000、1∶2000为第一层级，称之为相近比例尺；1∶5000、1∶10000为第二层级；1∶25000、1∶50000为第三层级；1∶10万、1∶25万、1∶50万为第四层级；
跨比例尺缩编模块：不执行比例尺的层级关系，系统进行跨越相近比例尺的缩编工作；
任意比例尺缩编模块：完成非常规比例尺缩编，将所述缩编后的数据存储于基本比例尺地形图数据库；
图形无缝衔接模块：当基本比例尺地形图数据库满足线、面整体一致性，图属一致性、相关性，无空隙和重叠时，将所有同比例尺图拼接成一张大图；
智能化纠错模块：提供智能化的检查、纠正缩编后数据图的图形和属性正确性功能，保证最终成果满足本比例尺标准要求；
临时数据库：用于存储系统在缩编处理过程中的临时地形图数据；
数据库系统：用于管理各种比例尺地形图信息数据；
地形图处理建库一体化模块：将地形图数据库中的CAD数据转换为GIS数据格式并存储于空间数据库中；
全自动缩编模块：对CAD格式的1∶500、1∶5000比例尺地形图数据处理转换为GIS格式1∶2000以及1∶10000空间图形数据库；
半自动缩编模块：对CAD格式的1∶2000、1∶10000比例尺地形图数据转换为GIS格式1∶5000、1∶25000空间图形数据库；
级联缩编模块：根据基本比例尺数据，依次自动由较大比例尺向较小比例尺级联缩编；
缩编规则库模块：基于基本比例尺图形数据库，利用空间数据库智能化完成相近比例尺缩编、跨比例尺缩编及任意比例尺缩编，并自动建立相应比例尺标准图形数据库；
自适应规则库模块：根据数据的行业应用要求，自动查找规则库中的业务规则，满足缩编的行业规则要求，缩编专业应用信息地形图；
特征编码库模块：依据点、线、面、体图元类型及文字描述信息，给信息库中每个对象创建具有唯一识别标志的编码，用于识别、增删、修改、变换、综合、缩编和应用；
动态更新模块：地形图数据库内的数字化地形图与空间数据库内的信息库地形图联动更新，对数字化地形图发生的任何变化，信息库对应比例尺地形图自动更新，信息库中系列比例尺地形图也随着自动更新；
基础地理信息模块：通过API数据结构对所述数据库系统中存储的缩编后的数据进行处理，包括数据更新以及发布到客户端系统；
图形服务模块：包括用数字(信息)图、网络服务和前置服务的形式提供普遍或特定用户使用。
2.根据权利要求1所述的在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，其特征在于：系统数据生产流程为，开始地形图数据库中包括1∶500比例尺地形图数据，使用地形图入库模块将1∶500比例尺地形图数据转化为1∶500空间数据库，在空间数据库中由大比例尺图缩编成小比例尺图，自动缩编模块将1∶500空间数据库自动转化为GIS格式的1∶1000和1∶2000空间数据库，在1∶2000空间数据库基础上智能化缩编，建立1∶5000临时数据库，再由GISidMAP图形编制功能处理GIS格式的1∶5000信息图，完成1∶5000标准化图形数据建库工作，由缩编模块将1∶5000空间数据库自动转化为1∶10000空间数据库。
3.根据权利要求2所述的在空间信息库中进行多尺度地形图缩编的系统，其特征在于：数据动态更新流程为，当需要对空间数据库中1∶500比例尺地形图更新时，地形图处理建库一体化模块完成1∶500更新入库工作，自大至小逐级建立1∶2000、1∶5000、1∶10000、1∶25000空间数据库。
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