CN117829100A - 一种基础地理实体数据的转换方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基础地理实体数据的转换方法及装置，针对各地测绘领域不同的数据需求，以及对不同行业数据来源的统筹考虑，为了实现二维地理实体数据达到高效、高质量转换生产，利用实体数据生产规范，结合数据映射、多源数据实体转化、实体构建、数据编辑、实体编码等功能，将基础地理要素数据等存量二维数据通过转换、派生、识别生成二维地理实体数据，再通过质检模块完成数据质量检查，最终实现标准化的基础地理实体数据。

Description

一种基础地理实体数据的转换方法及装置
技术领域
本发明涉及新型基础测绘领域，特别地，涉及一种基础地理实体数据的转换方法及装置。
背景技术
随着测绘技术的快速发展，新型基础测绘是以地理实体为视角和对象，以构建基础地理实体库为目标，实现的基础性、公益性的测绘行为，其中，地理实体是指现实世界中无法再划分出相同类别的地理现象。地理实体分为基础地理实体、组合地理实体、聚合地理实体三类。
基础地理信息要素数据转换生产基础地理实体是新型基础测绘的一项重要工作内容。基础地理信息要素转换生产基础地理实体数据的作业流程包括源数据收集分析、源数据预处理、映射转换、语义化处理、质量控制、成果归档、重要生产等环节。
现有的基础地理信息要素转换生产基础地理实体数据的方法存在以下问题：(1)数据现势性不一致，即生产过程中，存在二维与三维不统一，多种数据来源不统一的问题；(2)大规模生产效率缓慢；(3)成果数据质量不高；(4)不同的地方和单位对地理实体数据生产规范模板制作流程内容规范不统一、配置繁琐、提供格式不一致等；(5)实体构建方式复杂；以及(6)生产错误问题难以溯源。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基础地理实体数据的转换方法，针对各地测绘领域不同的数据需求，以及对不同行业数据来源的统筹考虑，为了实现二维地理实体数据达到高效、高质量转换生产，利用实体数据生产规范，结合数据映射、多源数据实体转化、实体构建、数据编辑、实体编码等功能，将基础地理要素数据等存量二维数据通过转换、派生、识别生成二维地理实体数据，再通过质检模块完成数据质量检查，最终实现标准化的基础地理实体数据。
一种基础地理实体数据的转换方法，包括以下步骤：步骤一、存量基础地理数据的收集与预处理：在进行实体生产前期对二维存量基础地理源数据进行收集分析及数据预处理；步骤二、地理实体生产的规范制定：在进行基础地理实体映射转换前，对基础地理实体数据生产规范模板设计，实现数据转换标准化配置；步骤三、映射配置及数据转换提取：将存量DLG矢量要素和基础地理实体生产模板进行映射配置，完成转换映射方案定制后，依据映射方案内容实现实体图元匹配、数据提取；步骤四、图元编辑及处理：对于数据预处理编辑及转换后数据缺失的二次编辑需求，针对点、线、面图元数据，提供几何图形编辑、对象创建、属性编辑及数据处理；步骤五、实体构建：按属性字段约束、多类型空间关系约束条件对多维图元构建实体进行构建规则的参数配置，完成实体构建方案定义，并基于该方案进行实体构建；步骤六、数据编码：定义实体编码码段，当完成所有实体构建生产后，对成果数据统一进行空间身份编码赋码；步骤七、数据质检：基于地理实体生产规范，对成果数据进行质检，并输出质检结果和质检报告；步骤八、成果导出：根据地理实体生产规范中的分类标准及地方数据组织要求和格式，将对应的地理实体数据从成果数据中拆分出来，提供多种格式的成果数据导出。
优选地，步骤一中的二维存量基础地理源数据包括各类比例尺基础地理信息要素数据、自然资源管理专题数据，以及导航和专项调查辅助数据。
优选地，步骤一中的数据预处理包括格式转换、坐标转换或图幅接边。
优选地，步骤六中的实体编码码段包括位置码、顺序码或分类码。
优选地，步骤七中的质检包括属性精度、几何拓扑或属性一致性质检。
优选地，步骤八中的格式包括gdb、gpkg、shp、kml、000、csv、dwg、Geojson或gml。
一种基础地理实体数据的转换装置，包括：存量基础地理数据的收集与预处理模块，用于在进行实体生产前期对二维存量基础地理源数据进行收集分析及数据预处理；地理实体生产的规范制定模块，用于在进行基础地理实体映射转换前，对基础地理实体数据生产规范模板设计，实现数据转换标准化配置；映射配置及数据转换提取模块，用于将存量DLG矢量要素和基础地理实体生产模板进行映射配置，完成转换映射方案定制后，依据映射方案内容实现实体图元匹配、数据提取；图元编辑及处理模块，用于对于数据预处理编辑及转换后数据缺失的二次编辑需求，针对点、线、面图元数据，提供几何图形编辑、对象创建、属性编辑及数据处理；实体构建模块，用于按属性字段约束、多类型空间关系约束条件对多维图元构建实体进行构建规则的参数配置，完成实体构建方案定义，并基于该方案进行实体构建；数据编码模块，用于定义实体编码码段，当完成所有实体构建生产后，对成果数据统一进行空间身份编码赋码；数据质检模块，用于基于地理实体生产规范，对成果数据的属性精度、几何拓扑、属性一致性进行质检，并输出质检结果和质检报告；成果导出模块，用于根据地理实体生产规范中的分类标准及地方数据组织要求和格式，将对应的地理实体数据从成果数据中拆分出来，提供多种格式的成果数据导出。
一种计算机设备，该计算机设备包括存储器及处理器，存储器存储有计算机程序，该计算机程序在处理器执行时，实现前述基础地理实体数据的转换方法。
一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现前述基础地理实体数据的转换方法。
本发明具有以下有益效果：
(1)利用软件中的“数据派生”功能，使用三维数据派生二位数据，面数据派生线数据等方式，最大限度降低了因数据现势性不一致导致的工作量，提升了数据质量；
(2)自动化处理流程大大提高了大规模存量基础地理要素转换效率；
(3)软件中完备的生产流程大大提高了地理实体成果数据质量和准确性，减少生产过程中数据可能出现的错误、偏差、不完整或不一致的情况；
(4)规范地理实体数据标准和格式，表面数据生产中格式和标准存在差异，大量地减少了繁琐容易出错的数据转换和处理工作；
(5)内置实体构建规则，将复杂的实体构建方法简单化，配置更灵活，适应各地方对实体构建的不同需求；
(6)软件中提供各种数据质检项，使得数据质检更高效，且更准确地锁定问题，并且，能够追溯是源数据问题还是生产过程中出现错误，以便人工交互纠正。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明的一种基础地理实体数据的转换方法的流程图；
图2是本发明的一种基础地理实体数据的转换装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行描述，本领域技术人员应当理解，这些实施例仅是说明性的，而非限制性的。
图1是本发明的一种基础地理实体数据的转换方法的流程图。
一种基础地理实体数据的转换方法，包括以下步骤：步骤一、存量基础地理数据的收集与预处理：在进行实体生产前期对二维存量基础地理源数据进行收集分析及数据预处理；步骤二、地理实体生产的规范制定：在进行基础地理实体映射转换前，对基础地理实体数据生产规范模板设计，实现数据转换标准化配置；步骤三、映射配置及数据转换提取：将存量DLG矢量要素和基础地理实体生产模板进行映射配置，完成转换映射方案定制后，依据映射方案内容实现实体图元匹配、数据提取；步骤四、图元编辑及处理：对于数据预处理编辑及转换后数据缺失的二次编辑需求，针对点、线、面图元数据，提供几何图形编辑、对象创建、属性编辑及数据处理；步骤五、实体构建：按属性字段约束、多类型空间关系约束条件对多维图元构建实体进行构建规则的参数配置，完成实体构建方案定义，并基于该方案进行实体构建；步骤六、数据编码：定义实体编码码段，当完成所有实体构建生产后，对成果数据统一进行空间身份编码赋码；步骤七、数据质检：基于地理实体生产规范，对成果数据进行质检，并输出质检结果和质检报告；步骤八、成果导出：根据地理实体生产规范中的分类标准及地方数据组织要求和格式，将对应的地理实体数据从成果数据中拆分出来，提供多种格式的成果数据导出。
下面对各个步骤进行详细说明。
步骤一：存量基础地理数据收集与预处理
充分利用传统基础测绘多年来积累的基础地理数据成果，作为实景三维数据，尤其是二维地理实体数据的生产数据源，支撑存量基础地理数据实体化改造，在进行实体生产前期对二维存量基础地理源数据进行收集分析以及数据预处理。
步骤一包括：
(1)数据源收集分析
二维存量地理源数据主要包括各类比例尺基础地理信息要素数据、自然资源管理专题数据(如国土空间调查地类图斑、不动产登记宗地和自然幢、地理国情监测地表覆盖图斑等)以及“多测合一”、导航、专项调查(如建筑信息调查、地下管线普查、地下空间调查等)等其他辅助数据。
针对收集的数据源从法定性、现势性、范围等多个方面综合分析源数据的用途及参考优先级，形成数据分析表。具体示例见下表。
数据分析示例表
(2)数据预处理
二维存量地理源数据预处理是对源数据进行规范化、标准化处理，主要包括格式转换、坐标转换、图幅接边等。
(a)格式转换
在保证信息转换无损的情况下，应将不同格式的源数据转换为统一的数据交换格式，如BNF、XML等，或ShapeFile、GDB等基础地理信息数据常用格式。
(b)坐标转换
将不同坐标系的源数据转换至2000国家大地坐标系或其他依法建立的地方独立坐标系下。
(c)图幅接边
对于矩形、梯形、行政区划等分幅形式存储或管理的基础地理信息要素数据，进行图幅接边处理，将图幅边界处表示不完整地物的离散线、面要素进行连接、合并等处理，确保要素数据的完整性。
步骤二：地理实体生产规范制定
在进行基础地理实体映射转换前，对基础地理实体数据生产规范模板设计，实现数据转换标准化配置，指导地理实体数据规范生产以及与入库规范保证一致性。主要制定以下几项内容：
(1)实体分类标准：定义分类级别、分类名称、分类编码，分类编码规则参考自然资测绘函[2021]68号《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件2基础地理实体分类、粒度及精度基本要求》，基础地理实体分类编码在实体化转换过程中自动赋值；
(2)实体几何形态：依据实体生产标准对地理实体几何形态配置，包含点、线、面几种形态类型，如院落实体包含点、面两种几何形态；同时将按照图元属性项名称、字段类型、约束条件等规则配置图元属性表；
(3)实体属性：按照实体分类规则，进行各类实体的属性项名称、字段类型等规则配置实体属性，同时，规定约束条件，如唯一性约束、非空约束等，以保证数据的一致性和完整性；
(4)按照《基础地理实体语义化基本规定》等技术文件进行语义关系类型配置，在实体实际构建关系时，可参考语义关系类型表进行规范化描述。
目前支持两种地理实体生产规范制作方式：
(1)自研的实景三维数据库软件中提供规范统一的建库模板制作机制，输出格式为.json的生产规范文件，数据生产过程中可直接连接数据库，读取规范文件，也可直接导入json格式的生产规范文件到系统中，通过读取到的数据生产规范模板指导生产过程，并且生产后的数据能连接数据库直接入库，保证了生产和入库规范一致，减少工作量。
(2)也可通过本地Office中的Access软件配置，输出.mdb格式文件，同理支持导入该格式的生产规范模板文件到系统中，读取规范内容进行指导数据生产。
系统支持将以上格式的生产规范进行统一管理。
步骤三：映射配置及数据转换提取
按照《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件5基于1：5001：10001：2000基础地理信息要素数据转换生产基础地理实体数据技术规程》等规程要求，将存量DLG矢量要素和基础地理实体生产模板进行映射配置：按照基础地理实体分类，对数据转换过程中地理要素的图形、属性信息与基础地理实体的对应关系进行一一配置，完成转换映射方案定制后，依据映射方案内容实现实体图元匹配、数据提取。
步骤四：图元编辑及处理
对于数据预处理编辑及转换后数据缺失的二次编辑需求，针对点、线、面图元数据，提供几何图形编辑、对象创建、属性编辑、数据处理。
①依据数字线划图相关相应比例尺的数据规范及图式要求，按照综合取舍的原则进行数据编辑，做到不失真、不遗漏，主次有别，层次分明；消除定位错误、拓扑错误、涂层错误、属性错误等；
②消除要素的图形遗漏、属性遗漏、注记遗漏等；
③消除要素间相互矛盾、线条不平滑等不合理现象；
④依据外业调绘及相关专题资料等，完成属性录入及补充。
步骤五：实体构建
为了满足地理实体多样且复杂的构建方式，依据实际的实体建设要求，从参与实体构建的图元类型及数量判断，可以通过系统配置的内置构建规则，按属性字段约束、多类型空间关系约束条件对多维图元(点、线、面)构建实体进行构建规则的参数配置，完成实体构建方案定义，并基于该方案进行实体构建。
表1实体构建属性约束条件
表2实体构建空间关系约束条件
步骤六：数据编码
基于空间编码规则(参考自然资测绘函[2021]68号《新型基础测绘与实景三维中国建设技术文件3基础地理实体空间身份编码规则》)，定义实体编码码段，包含位置码、顺序码、分类码，系统内嵌位置码计算功能，当完成所有实体构建生产后，对成果数据统一进行空间身份编码赋码。
步骤七：数据质检
在实体数据生产过程中可能存在因图形数据的变动导致的图形错误和属性错误，如属性赋码过程中图形数据合并、图斑所在图层移动(如一个图斑由建筑面剪切至建筑附属设施面)，为确保二维地理实体数据的准确性、满足项目对二维实体的验收要求，基于地理实体生产规范，对成果数据的属性精度、几何拓扑、属性一致性等多项检查项进行质检，并输出质检结果和质检报告。
可选地，数据质检包括：
(1)完整性检查
①实体数据分层应正确、无遗漏、多余层或重复层的现象；
②实体基本属性项、专有属性项应无多余、遗漏现象。
(2)逻辑一致性检查
①检查地理实体分类与实体数据是否一致；
②检查地理实体分类名称与实体数据是否一致；
③检查数据的生产时间是否合理，生产时间必须早于消亡时间。
(3)拓扑检查
①除河流、沟渠、城市道路图层外，其他同一图层间数据不能存在重叠的情况；
②检查线图层，不能存在悬挂点、伪节点、自重叠、自相交等情况，线节点距离必须大于聚合阙值；
③检查面图形，不能存在复杂面、自相交、空洞等情况，面节点距离必须大于聚合阙值；
④检查单图层与多图层的拓扑关系是否合理，包括点和面的覆盖、线和面的重叠，相交、面与其他面重叠、面之间存在空隙。
(4)属性检查
①检查图层名称、图层中属性字段的数量和属性字段名称、类型、长度、小数位是否符合数据标准要求；
②检查属性字段的值是否符合规定的值域范围；
③地理实体分类码、地理实体标识码、产生时间等字段不能为空；
④地理实体唯一标识码不能重复。
步骤八：成果导出
软件支持成果数据按需抽取，可根据地理实体生产规范中的分类标准以及地方数据组织要求和格式，将对应的地理实体数据从成果数据中拆分出来，提供gdb、gpkg、shp、000、csv、dwg、Geojson、gml等格式的成果数据导出。
本发明的一种基础地理实体数据的转换方法具有以下优点：①地理实体数据生产规范模板制作流程完善，配置过程灵活简单，维护便捷，且格式统一；②依据国标及各地区实体生产指导文件配置规范，可实现一次配置，全局使用，极大降低了重复构建生产规范的时间成本；③生产与质检使用同一套规范，可有效辅助检查数据结构、数据内容、图属映射的正确性、可靠性；④提供各类基于关键关系及属性关系的实体构建工具集，支持基于各类实体构建方式排列组合各类工具构建目标实体；⑤实体构建过程更加灵活可控，且易于工具的扩展和维护；⑥提供基于鼠标交互的实体查询工具，支持在实体构建的过程中查看各类已购实体；⑦以可视化的方式检查实体的构成及实体内容，更加直观、高效。
图2是本发明的一种基础地理实体数据的转换装置的结构示意图。
一种基础地理实体数据的转换装置，包括：
存量基础地理数据的收集与预处理模块，用于在进行实体生产前期对二维存量基础地理源数据进行收集分析及数据预处理；
地理实体生产的规范制定模块，用于在进行基础地理实体映射转换前，对基础地理实体数据生产规范模板设计，实现数据转换标准化配置；
映射配置及数据转换提取模块，用于将存量DLG矢量要素和基础地理实体生产模板进行映射配置，完成转换映射方案定制后，依据映射方案内容实现实体图元匹配、数据提取；
图元编辑及处理模块，用于对于数据预处理编辑及转换后数据缺失的二次编辑需求，针对点、线、面图元数据，提供几何图形编辑、对象创建、属性编辑及数据处理；
实体构建模块，用于按属性字段约束、多类型空间关系约束条件对多维图元构建实体进行构建规则的参数配置，完成实体构建方案定义，并基于该方案进行实体构建；
数据编码模块，用于定义实体编码码段，当完成所有实体构建生产后，对成果数据统一进行空间身份编码赋码；
数据质检模块，用于基于地理实体生产规范，对成果数据的属性精度、几何拓扑、属性一致性进行质检，并输出质检结果和质检报告；
成果导出模块，用于根据地理实体生产规范中的分类标准及地方数据组织要求和格式，将对应的地理实体数据从成果数据中拆分出来，提供多种格式的成果数据导出。
一种计算机设备，该计算机设备包括存储器及处理器，存储器存储有计算机程序，该计算机程序在处理器执行时，实现前述基础地理实体数据的转换方法。
一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现前述基础地理实体数据的转换方法。
以上所述，仅是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到的变化或替换，都应当涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应当以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种基础地理实体数据的转换方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、存量基础地理数据的收集与预处理：在进行实体生产前期对二维存量基础地理源数据进行收集分析及数据预处理；
步骤二、地理实体生产的规范制定：在进行基础地理实体映射转换前，对基础地理实体数据生产规范模板设计，实现数据转换标准化配置；
步骤三、映射配置及数据转换提取：将存量DLG矢量要素和基础地理实体生产模板进行映射配置，完成转换映射方案定制后，依据映射方案内容实现实体图元匹配、数据提取；
步骤四、图元编辑及处理：对于数据预处理编辑及转换后数据缺失的二次编辑需求，针对点、线、面图元数据，提供几何图形编辑、对象创建、属性编辑及数据处理；
步骤五、实体构建：按属性字段约束、多类型空间关系约束条件对多维图元构建实体进行构建规则的参数配置，完成实体构建方案定义，并基于所述方案进行实体构建；
步骤六、数据编码：定义实体编码码段，当完成所有实体构建生产后，对成果数据统一进行空间身份编码赋码；
步骤七、数据质检：基于地理实体生产规范，对成果数据的属性精度、几何拓扑、属性一致性进行质检，并输出质检结果和质检报告；
步骤八、成果导出：根据地理实体生产规范中的分类标准及地方数据组织要求和格式，将对应的地理实体数据从成果数据中拆分出来，提供多种格式的成果数据导出。
2.根据权利要求1所述的基础地理实体数据的转换方法，其特征在于：步骤一中的所述二维存量基础地理源数据包括各类比例尺基础地理信息要素数据、自然资源管理专题数据，以及导航和专项调查辅助数据。
3.根据权利要求1所述的基础地理实体数据的转换方法，其特征在于：步骤一中的所述数据预处理包括格式转换、坐标转换或图幅接边。
4.根据权利要求1所述的基础地理实体数据的转换方法，其特征在于：步骤六中的所述实体编码码段包括位置码、顺序码或分类码。
5.根据权利要求1所述的基础地理实体数据的转换方法，其特征在于：步骤七中的所述质检包括属性精度、几何拓扑或属性一致性质检。
6.根据权利要求1所述的基础地理实体数据的转换方法，其特征在于：步骤八中的所述格式包括gdb、gpkg、shp、kml、000、csv、dwg、Geojson或gml。
7.一种基础地理实体数据的转换装置，其特征在于：包括：
存量基础地理数据的收集与预处理模块，用于在进行实体生产前期对二维存量基础地理源数据进行收集分析及数据预处理；
地理实体生产的规范制定模块，用于在进行基础地理实体映射转换前，对基础地理实体数据生产规范模板设计，实现数据转换标准化配置；
映射配置及数据转换提取模块，用于将存量DLG矢量要素和基础地理实体生产模板进行映射配置，完成转换映射方案定制后，依据映射方案内容实现实体图元匹配、数据提取；
图元编辑及处理模块，用于对于数据预处理编辑及转换后数据缺失的二次编辑需求，针对点、线、面图元数据，提供几何图形编辑、对象创建、属性编辑及数据处理；
实体构建模块，用于按属性字段约束、多类型空间关系约束条件对多维图元构建实体进行构建规则的参数配置，完成实体构建方案定义，并基于所述方案进行实体构建；
数据编码模块，用于定义实体编码码段，当完成所有实体构建生产后，对成果数据统一进行空间身份编码赋码；
数据质检模块，用于基于地理实体生产规范，对成果数据进行质检，并输出质检结果和质检报告；
成果导出模块，用于根据地理实体生产规范中的分类标准及地方数据组织要求和格式，将对应的地理实体数据从成果数据中拆分出来，提供多种格式的成果数据导出。
8.一种计算机设备，其特征在于：所述计算机设备包括存储器及处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器执行时，实现根据权利要求1至6任意一项所述的基础地理实体数据的转换方法。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现根据权利要求1至6任意一项所述的基础地理实体数据的转换方法。
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