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ArcGIS软件在测绘数据处理中的应用.rar

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    编号:20180915222317385    类型:共享资源    大小:376.42KB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    ArcGIS 软件 测绘 数据处理 中的 应用
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    编号:09009410625南阳师范学院 2013 届毕业生毕业论文(设计)题 目:ArcGIS 软件在测绘数据处理中的应用完 成 人: 贺世明 班 级: 2009-06 学 制: 4 年 专 业: 测绘工程 指导教师: 张海军 完成日期: 2013-4-12 目 录摘要 ............................................................................................................................(1)0 引言 ........................................................................................................................(1)1 CASS 数据向 ArcGIS 转换的解决方案 .................................................................(2)1.1 几何数据转换 ..........................................................(2)1.2 属性数据转换 ..........................................................(3)2 基于 ArcGIS Survey Analyst 模块的测绘数据处理 ........................................(4)2.1 ArcGIS Survey Analyst 模块概述 ........................................(4)2.2 基于 ArcGIS Survey Analyst 模块的数据处理 ..............................(5)2.2.1 测量数据编辑 .......................................................(6)2.2.2 测量数据计算 .......................................................(7)2.3 ArcGIS 对矢量测绘数据的质量控制 .......................................(8)2.3.1 ArcGIS 对图形拓扑关系的质量检查 ....................................(8)2.3.2 ArcGIS 对属性数据的质量检查 ........................................(9)2.3.3 ArcGIS 对图属一致性的质量检查 ......................................(9)3 结论与讨论 ............................................................................................................(9)参 考 文 献 ............................................................................................................(10)Abstract.....................................................................................................................(10)第 1 页 (共 11 页)ArcGIS 软件在测绘数据处理中的应用作 者:贺世明指导教师:张海军摘要:测绘工作正朝着数字化、自动化、模块化等方向发展。地理信息系统(GIS) 便是测绘工作现代化的重要表现与技术支持。运用 ArcGIS 来实现矢量测绘数据的质量检查。ArcGIS 检查速度快、拓扑功能强、数据转换方便, 能取得较好的质量控制效果。测绘工作的后期数据处理与测绘图的绘制是一件比较复杂和困难的工程,ArcGIS 凭借良好的输出性能与外界软件性能,具备了强大的立体式输出功能,在测量工作结束后,ArcGIS 内置模块可以自动对测量数据进行处理和分析,自动绘制出前期的测绘图,这对于测绘人员的判断和前期运用十分快捷和有效。本文将对 ArcGIS 测量分析模块以做简要介绍。关键词:ArcGIS;测绘数据处理;拓扑规则0 引言 ArcGIS 产品线为用户提供一个可伸缩的,全面的 GIS 平台。ArcObjects 包含了大量的可编程组件,从细粒度的对象(例如,单个的几何对象)到粗粒度的对象(例如与现有 ArcMap 文档交互的地图对象)涉及面极广,这些对象为开发者集成了全面的 GIS 功能。每一个使用 ArcObjects 建成的 ArcGIS 产品都为开发者提供了一个应用开发的容器,包括桌面 GIS(ArcGIS Desktop) ,嵌入式 GIS(ArcGIS Engine)以及服务端 GIS(ArcGIS Server) 。 ArcGIS 作为一个可伸缩的平台,无论是在 桌面,在服务器,在野外还是通过 Web,为个人用户也为群体用户提供 GIS 的功能。ArcGIS 9 是一个建设完整GIS 的软件集合,它包含了一系列部署 GIS 的框架:ArcGIS Desktop――一个专业 GIS 应用的完整套件ArcGIS Engine――为定制开发 GIS 应用的嵌入式开发组件服务端 GIS――ArcSDE,ArcIMS 和 ArcGIS Server移动 GIS――ArcPad 以及为平板电脑使用的 ArcGIS Desktop 和 EngineArcGIS 在我国国土部门的占有率已高达 50%以上,和同类产品相比占有绝对优势。尽管在 GIS 数据管理方面,ArcGIS 使用率较高,但在数字化成图方面,其简便性、高效性与本土化方面远不如南方 CASS。故此,CASS 数据向 ArcGIS 格式的转换已成为我国地形、地籍测绘任务必不可少的一道工序。第 2 页 (共 11 页)与此同时在实际生产的矢量测绘数据随生产应用标准和目的不同差别较大,类型复杂, 而且不同特性不同类别的数据, 其质量特性也有所不同,因此利用软件来实施测绘数据的质量检查时,针对不同类型的数据检查的内容也不尽相同, 例如在土地利用现状图斑数据检查中除进行相互交叠检查外还必须进行缝隙的拓扑关系正确性检查。一般地,图形拓扑关系正确性检查、属性表述与内容正确性、完整性检查和图属一致性检查是矢量测绘数据质量控制中最常进行的检查内容,也是重点。因此 ArcGIS 在矢量测绘数据质量控制中的应用的显得尤为重要。本文将重点介绍 CASS 数据向 ArcGIS 的转换方案和 ArcGIS 的测量分析模块,以及 ArcGIS 对于矢量测绘数据的质量控制的解决方法。1 CASS 数据向 ArcGIS 转换的解决方案1.1 几何数据转换形状即几何数据。CASS 中的点状要素一般是文字(AcDbText ) 、多行文字(AcDbMText) 、块参照(AcDbBlockRefence ) 、小圆圈(AcDbCirle ) (如界址点圆圈) ,它们具有相应的定位点(如插入点、圆心等) ,可以对应 ArcGis 的 shapefile 中的点,线状要素如直线(AcDbLine) 、多线段(AcDbPolyline) 、二维多线段(AcDb2dPolyline) (如等高线)则对应 shapefile 中的线,面则对应 CASS 中的封闭的多线段、二维多线段(如宗地)等。在 shapefile 中,文件 shp、shx 存储了要素的形状信息,文件格式见 ESRI 发布的 shapefile 格式白皮书,此处限于篇幅不再详细介绍。在本套解决方案中文件格式的解析也略去不讲, 而采用互联网上开源项目 shapelib 的代码来实现读写功能。在对应规则建立之前,建立条件约束,不同图层上不同 CASS 编码的要素可以转换到同一 shapefile 里面去。而每一个要素也可以转换到不同的 shapefile 里,由此则可以实现让各类政府部门诸如国土、市政、房产、环境等根据自己的需要进行转换,却只需要修改配置文件,无需修改源程序。鉴于此,则每一要素都要判断是否在某一 shapefile 中出现,即所作判断次数由如下计算可得:pdCount = ysCount * shpCount 其中 pdCount 为判断次数,ysCount 为要素个数,shpCount 为 shapefile 文件个数。判断次数是固定的,要么得到某一要素信息,然后判断在哪些 shapefile 中出现并写入,要么打开文件一次,将属于该文件的信息全部写入后关闭。由于 shapefile 文件数一般远比要素种类少,为不使同时第 3 页 (共 11 页)操作多个文件的繁杂情况出现,本方案选择后者。如此,则每一个 shapefile 要先收集属于它的要素的信息,然后根据该 shapefile 对应的属性结构表查询每一个要素的属性信息同时将要素形状和属性写入文件,直到该文件所收集的要素处理完毕,再进行下一 shapefile 的同样操作,循环直至所有的 shapefile 文件创建写入完成。有了此一思路则不难设计出如下配置文件格式:*shapefile 文件名,shp 类型,对应关系,注记(可选) ACAD 图层 1,CASS 编码 1,注记,参数 1,⋯ACAD 图层 2,CASS 编码 2,注记,参数 1,⋯⋯这是每一shapefile 对文件名、shp 类型、属性表对应关系以及和 CASS 要素对照表的定义。所有的 shapefile 的信息(除属性结构表对照关系外,为使架构清晰和搜索速度提高,将属性结构表定义放在另外一个文件里)都放在一个文件。1.2 属性数据转换各类要素各项属性的转换关键在于如何将 CASS 中要素的各项属性转换为shapefile 的对应的字段值。既然是 CASS 属性到 ArcGIS 属性的转换,即有必要对此一概念进行澄清。CASS 中要素的属性,全部是用 AutoCAD 对象的扩展属性机制来实现的。何谓扩展属性?即一个要素除了具有图层、颜色、线型、线宽、可见性等公共属性以外,还具有的扩展的属性。如图 1 所示。图1CASS要素的扩展属性图图中房屋要素(多线段)除了具有公共属性外,还具有层数、房屋结构等信息,而这一信息是不被文字显示的“A5”所制约的,即删除“A5 ”文字要素后,这个用多线段表示的房屋仍旧有扩展属性如层数、房屋结构,且属性值不变,这就是删除注记后用南方重构实体命令“RECASS”仍然可以在房屋内第 4 页 (共 11 页)部重新生成一个“A5”注记来的原因。扩展属性是不随 AutoCAD 或 CASS 的版本而改变的。用简单的 Auto LISP 语句或者 ObjectARX 插件即能查看要素的所有属性。如上图:信息输出栏里诸如“组码 XXXX 的数据为 XXX。 。 ”即是用插件侦测到的实体的扩展属性。扩展属性是用数据结构中一种叫链表的方式存储的,需记得每逢组码 1001 时,即是扩展属性字段名,紧随组码 1001 下出现的 1000、1040、1070 等数据即为其属性值,类型分别为字符串型、浮点型和整型。对 CASS 属性基本了解后,对于 ArcGIS 要素的属性,在此也做一简介。ArcGIS 要素属性值全部在 dbf 文件中,字段类型有字符串型、整型、浮点型、逻辑型和日期型之分。每一字段又有长度和精度的概念,所谓精度当然是针对浮点数而言了,其他精度均应设置为 0。对应关系格式如下:扩展数据名 1,数据类型,序数,SHP 字段名 1,字段类型,长度,精度,缺省值,注记。扩展数据名 2,数据类型,序数,SHP 字段名 2,字段类型,长度,精度,缺省值,注记。在 CASS 要素中查询每个实体的相应的扩展数据,写入 shapefile 的 dbf 文件,循环直至属性对应表处理完毕。2 基于 ArcGIS Survey Analyst 模块的测绘数据处理2.1 ArcGIS Survey Analyst 模块概述通过 ArcGIS 测量分析模块,用户可以管理复杂的测量数据库,并把他们集成到 GIS 中,而且可以通过新增的测绘数据进行数据更新和提高原有数据精度。测量系统中的相对精确度和错误可在任何一个测量定位点上显示。除此之外,使用者可以把要素的位置配准到测量系统中的测量点,从而对要素的几何位置进行校正。(1)功能:增强和改进工作流,提高几何特征的空间质量,评估 GIS 数据的准确性集成能力,将测量数据与 GIS 集成,满足空间数据的多种格式。(2)应用:在同一个应用中允许特征链接和调节,在 GIS 中管理测量数据,在 GIS 第 5 页 (共 11 页)中创建一个测绘信息系统。(3)创建报告为测绘项目组织测绘数据,提高 GIS 测绘项目的空间精度。(4)制图绘制地图是一门科学。应用包括:(1)数据管理:基于数据库的地图生产系统可以生产出表现不同数据的多种地图产品。(2)数据采集和编辑: ArcGIS 为数据采集和操作提供了方便易用的集成化的工具集。(3)数据处理和编辑: ArcInfo 强大的地理处理工具可以为不同目的的地图用户提供方便的预处理数据工具。(4)地图编辑和符号: ArcGIS 可以方便的编辑、创建符号,也可以方便的从其他软件包中引入符号。2.2 基于 ArcGIS Survey Analyst 模块的数据处理2.2.1 测量数据编辑编辑数据和计算坐标是 Survey Analyst 测量分析模块的主要内容。接下来对如何编辑相关测绘数据,如何计算点坐标,做简要概述。(1)启动编辑,设置编辑环境在进行计算之前,需要启动编辑环境,设置目标工程。(2)添加编辑任务点击 Editor 菜单,单击 Start Editing。(3)创建一个新导线为了计算待测点的坐标,两条导线将被定义。创建第一条导线,生成了两个新点:T1 和 T2。下面将创建第二条导线,为了计算 T3-T7 点的坐标。相关的测量数据可假设从 GSI 文件中导入。将被用于计算建筑物拐角的坐标,以及查找地块角落的纪念碑。(4)设置目标工程在定义新的导线之前,必须设置正确的测量工程。点击 Project 下拉框,选择 Arizona - Carmel Bay。第 6 页 (共 11 页)(5)缩放到 Carmel Bay 的测量区域点击 View-Bookmarks 菜单,点击 Survey AreaSurvey Area 书签改变地图窗口的显示位置,定位到第二条导线的区域。如图 2 所示。图 2 软件中导入的已知图(6)定义第二条导线和支导线点击 tool 面板的下拉箭头,定位到 TPS Computations 按钮,点击Traverse。输入“Control 02”作为导线的名称。输入“Traverse T02 to T01”作为备注(comment) 。输入“0 200”作为横向闭合差,输入“0 2”作为纵向闭合差。在 Compute Tacheometry for every Traverse Station 复选框中打勾,计算每个测站点的距离。点击 Setup 选项卡。在地图上捕捉点击 T02。如图 3 所示。第 7 页 (共 11 页)图 3 在地图中扑捉点 T02 示意图按 Enter 键两次,接受默认的名称和 Fixed 选项。添加剩余的测站点(在地图上显示为红色三角形符号的点) ,按照逆时针顺序添加,到 T01 点结束。如图 4 所示。图 4 按逆时针添加剩余测站点图在地图上点击 T01,并且在 Fixed 选项打勾。双击 T02 点的 Setup 单元格,在选择 T02/2。双击 T01 点的 Setup 单元格,在选择 T01/2。2.2.3 测量数据计算点击 Measurements 选项卡。点击 Setup 下拉框,选择 T02/2。在 300420 点的 orientation 单元格中打勾。第 8 页 (共 11 页)点击 Adjustment method(平差方法) ,选择 Compass。点击 Setup 下拉框,选择 T01/2。在 300420 点的 orientation 单元格中打勾。单击 Survey Explorer 工具栏上的 Compute 按钮进行平差计算。如图 5 所示。图5待测点计算结果图第二条导线的待测点坐标已经计算出来。测量点已有坐标数据,将用不同的符号表示。(8)查看导线的闭合差信息如果计算结果在设定的限差范围内,计算的数据被标识为有效。在左下角通过一个绿色的勾√表示。 2.3 ArcGIS 对于矢量测绘数据的质量控制2.3.1ArcGIS 对图形拓扑关系的质量检查对不同层要素拓扑关系正确性检查,主要利用 ArcMap 提供的“SelectByLocation”功能来实现, 主要检查内容包括点与面、线与线、线与面、面与面等要素间不合法的相交、包含等。具体方法如下:(1)在 ArcMap 中加载要检查的不同要素层,执行“Select By Location”功能;(2)在“Select By Location”对话框中点选“选择要素层” ,一般地在分析点与面、线与面要素间关系时通常选择点或线要素层;
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