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国情版EPS在福州的应用.docx

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国情 EPS 福州 应用
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龙岩学院资源工程学院毕业论文题 目: 国情版 EPS在福州的应用 资源工程学院国情版 EPS 在福州的应用 【摘要】飞速发展时期的中国带动测绘行业的欣欣向荣,随之更新的 EPS 地理信息工作站更全面应用在各个领域,本文主要论述国情普查的调查背景,福州国情普查的部分工程介绍,以及 EPS 软件的产品概述和功能介绍,重点论述EPS 下的国情普查技术路线与方法、数据底图准备、质量控制、底图输出、数据处理与管理这些方面的应用。【关键词】EPS 地理信息工作站;国情普查方法;EPS 应用目录1.绪论 .................................................................................11.1 调查背景 .........................................................................11.2 福州部分地理国情工程简介 .........................................................12.EPS 软件 ..............................................................................22.1 EPS产品概述 ......................................................................22.2 EPS功能介绍 ......................................................................23.EPS 下的国情普查技术路线与方法 ........................................................33.1 总体技术路线 .....................................................................33.2 EPS下的国情作业步骤及要求 ........................................................43.2.1 EPS下的数字普查底图准备 ......................................................43.2.2 EPS下的纸质普查底图准备 ......................................................43.3 在 EPS软件下进行质量控制 .........................................................53.4 EPS软件下的底图输出 ..............................................................64.EPS 数据处理 ..........................................................................64.1 数据现势性 .......................................................................64.2 数据采集精度 .....................................................................64.3 数据一致性 .......................................................................64.4 数据接边原则 .....................................................................74.5 EPS数据管理 ......................................................................75.总结 .................................................................................76.致谢 .................................................................................811. 绪论 1.1 调查背景我国正处在工业化、城镇化飞速发展时期,也是地表自然和人文地理信息快速变化的主要时期。怎样才能够科学的布局我国的工业化、城镇化,如何全面规划、合理完善利用国家土地资源的发展空间,怎样有效推动重大项目的工程建设,这些都离不开地理国情普查监测。应该充分发挥好测绘行业的先进高新技术、丰富的数据资源和广大的人才优势,积极认真开展地理国情普查变化监测与统计分析,对重点的地理要素重点监测,实时提供监测数据为促进发展有据可依 [1]。李克强同志在 2011 年 12 月关于地理国情强调,要想推动信息化的各方面发展,应时刻地坚持地理信息产业,加强数字中国、天地图、监测地理国情三大建设,让测绘地理信息事业更上一层楼。2012 年 12 月,李克强同志再次作出“继续加强地理国情监测”的重要批示。按照中央领导对展开地理国情普查工作做出明确指示和规定的要求,国家测绘地理信息局积极认真组织了地理国情监测项目(包括第一次全国地理国情普查)的立项申请工作。2011 年 9 月,国土资源部经会签科技部、发展改革委和财政部向国务院上报的《关于国家测绘地理信息局开展地理国情监测的请示》 ,征得了国务院同意开展实施调查的答复,确定以“利用已有的各种资源为基础,在全国各个城市全面开展地理国情信息普查工作,动态的对重要的地理国情要素进行监测,形成具有不同类型的多样化地理国情信息产品,这样才有利于充分了解经济社会发展和自然资源环境的空间分布存在的规律,实现地理国情信息在各方面的服务。国务院还明确指出“由国家测绘地理信息局牵头组织实施地理国情监测工作,所花费的费用由中央财政和地方财政按各自所承担的工作任务一起分担,并按相关的程序和现行渠道办理。在现有基础测绘成果的基础上,利用先进的测绘技术监测地表变化,开展地理国情监测,将地理信息与经济社会数据进行整合,实现对经济社会发展指标的综合监测和统计分析” 。按照地理国情监测项目建议书和总体设计,将通过开展全国地理国情普查获取地理国情本底信息,为监测打下基础。国家正式立项地理国情项目时间是在2012 年 10 月,下达《国务院关于开展第一次全国地理国情普查的通知》时间是在 2013 年 2 月 [2]。1.2 福州部分地理国情工程简介福州首次全国地理国情普查工作全面的启动,将总体摸清此次任务区内的自然和人文地理的“家底” 。 根据下达文件对普查的要求,此次福州普查的对象整体来讲为我省辖区陆地范围内的地表自然现状和人文地理要素情况其中包含有人居住岛屿也要调查。采集普查数据时做到边查边利用,普查的主要内容有两个方面一是:地表自然要素,主要包括地形地貌、植被覆盖、水域、荒漠与裸露地等的类别、位置、范围、面积大小等,掌握其空间分布状况;二是人文地理要素,主要包括与人类活动密切相关的交通网络、地理单元等的类别、位置、居民地与设施、范围等,掌握其空间分布现状 [3]。根据省政府重点强调,福州这边要严格依法按规定要求普查,不管所调查的地方在哪里,不管你是什么单位,或者你是谁,都不能因为什么原因去乱报,慌报,或者不肯报一直拖着报,也不能因为一己之私去偷改,伪造正确的普查数据,任何单位和个人都有权利去维护普查时采集的数据资料,不得随意公开和泄露,单位和单位,个人和个人,或者单位和个人还必须加强实行全过程的互相监督管理以及质量的监控,保证所采集的普查成果确保完整可靠真实。按照计划的安排,福州地区从现在起至 2015 年 6 月主要是作为普查信息数据采集阶段;2015 年7 月-12 月为主要作为普查数据成果汇交阶段。到了成果汇交阶段将要完成对普查信息的全面整理、数据汇总、计算统计和成果分析,完成普查报告,接着上报普查最终成果等。普查工作时间是 2013 年 1月至 2015 年 12 月,具体分为三个阶段。第一阶段 2013.1-2013.6 主要是普查前提准备,对人员进行培训,对工作进行部署,对仪器软件等进行选择。第二阶段 2013.7-2015.6 主要是采集普查数据信息阶段,对底图的制作,数据的修改处理,内外业的检核,完善数据库的建立等工作。第三阶段 2015.7-2015.12 主要是成果的提交汇总,对前俩阶段所准备好的数据进行整理,管理统计分析并记录最后得到最终的普查成果,处理完后形成普查报告,最后统一上报普查成果 【4】 。2福州单位还指出,由于普查工作作业范围大、涉及部门和单位多、工作任务重大、技术要求高、实施难度大,希望各成员、各单位、各地方政府都要各司其职,积极配合,互相协作,提高效率,按时完成。2. EPS 软件2.1EPS 产品概述EPS 地理信息工作站是北京清华山维新技术开发有限公司历经十五年钻研和打造,目的为满足“以地理信息服务为中心”的信息化在测绘生产各方面的需求而推出的测绘生产活动,软件系统能够实现不同种类业务模块合为一体化。EPS 地理信息工作站能较好地实现数据之间转换,动态数据更新与数据成果输出一体化,在图属关联、数据处理整合、GIS 数据建库、等方面都有新的突破,还包含有测绘信息化的各种生产技术体系、生产工具、工艺流程、以及数据管理于一体,可以全新解释为是 GIS 技术与 CAD 技术高度融合的产品。福州使用的 EPS 软件是专门针对此次地理国情而改进的一款软件,软件其他功能不变,主要添加了地理国情覆盖,和国情的特定集合,以及地理国情所要使用到的图片处理修改项等如图 2-1。图 2-1EPS 国情版添加项2.2EPS 功能介绍(1)测绘与地理信息多业务模块集成管理。EPS 地理信息工作站内容丰富应用包含了内业处理编辑、数据监督管理、数据类型的转换、自动综合与缩编功能、地下管线应用、城镇地籍测绘、空间房产计算、道路断面测绘、空间数据管理与更新等 20 余种软件模块,用户可根据工作需要,任意组合自己所需要的功能模块,方便的将多种模块集合在一起,实现不同业务模块合为一体化的管理应用 [5]。(2)多元多尺度多种类数据集成管理。将不一样的种类、不相同的尺度数据、有差别的数学基础通过 EPS 作业工作空间完美的合在一起。(3)跨平台异构数据转换。就是能够将在不同软件平台上构成的数据通过采用信息映射机制,实现对象级的自由映射,通过打散、跨层转换等技术,从而使对象内部所有细节信息不要进行任何编程就能直接映射到目标系统,数据精确接轨,没有任何的缺损丢失转换。当前可跟国内外的十余种常见数据格式进行数据转换如 ArcGIS、MicroStation、AutoCAD、MapGIS、SuperMap 等。(4)数据监理。实现智能化的检查主要检查两部分,一是测绘数据精度的检查,二是测绘数据信息的检查。还能在人工干预或者通过自动处理的办法进行方便地定位和修改不同类型出现的错误。(5)自动缩编与综合。能够动态的更新数据库还能实现比例尺之间的梯次缩编其提供的大量参数化计算模型采用的脚本定制技术达到生产效率提升,自动化程度明显,地方性的适应能力加大。(6)坐标转换与动态投影。支持各种转换比如椭球之间、坐标系之间、参数化之间、高斯投影换带计算等。(7)地理信息模板定制。在生产数据软件时通过定制模板生产符合作业标准在生产质量和标准方面数据能够有一致性。模板开放,用户可快速定义自己的数据标准,满足专业化、地方化需求。(8)GIS 地理信息描述与 CAD 图形表达一体化支持。信息与图形完全一体化,所有地理要素全部采用骨架线+ 属性描述方式表达,达到 GIS 建库与应用需求,在显示与打印环节动态符号化,满足图式规范与制图需求,一套完整数据既又建库又出图 [5]。(9)GIS 数据库更新维护。自行设置权限管理数据既能下载上传还可以自动检测有冲突的地方在有增加和修改的地方实时更新,原先数据与现有数据实时保存自动实现内外业入库一体化更新,还能3实时保存数据,维护数据,查询某一时刻的数据状况,现有数据与原有数据随时查阅对比分析浏览等【6】 。(10)图形打印与地图出版。能够支持常用的打印机、绘图仪出图;支持分色输出地图出版格式数据。3. EPS 下的国情普查技术路线与方法3.1 总体技术路线如图 3-1 以覆盖全国陆地国土的分辨率优于 1 米的多源航空航天遥感影像数据为主要数据源,辅以我国资源 3 号、天绘系列和高分 1 号等卫星影像数据,收集、整合基础地理信息数据及多行业专题数据,进行 EPS人工影像处理,可以将 0.5 的影像图转换成 0.2 的影像图,提供更清晰内业的判读,多源信息辅助内业判读解译、建立空间数据库模型、空间量算、统计数据空间化、多源数据融合空间统计等技术与方法,运用高新技术和特定的装备,采用内外业相结合的方式。要顺利进行全国第一次地理国情普查成果的管理,发布以及应用,就要做好这些方面,首先开展全国地形地貌、自然地表覆盖、重要地理国情要素的普查与建库,然后建立地理国情普查统计分析专用的平台,再开展全国地理国情信息统计分析,最后通过地理国情信息发布与服务系统、管理系统、地理国情监测平台等技术体系建设完成一整套的普查程序。普查数据的采集部分主要靠内业和外业工作,采集方式最好是相结合任务区的特点,交替采用“先内后外”、 “先外后内”或内外业结合的方式开展作业,提高作业效率,按时完成任务。4图 3-1国情总体技术路线3.2 EPS 下的国情作业步骤及要求 普查底图首先需要准备数据,然后根据各个任务区的具体情况,采用 EPS 进行普查底图制作,也可同时选用两种模式进行组织生产。3.2.1 EPS 下的数字普查底图准备符合相关技术要求的影像数据、地理国情要素数据、地表覆盖分类数据或经整合的基础地理信息数据与专题数据等,检查准备的数据是否按要求组织。采用 EPS 软件实现数字普查底图制作也就是方便操作的平板电脑调查,平板电脑中加载了为国情而设计的 EPS 软件。根据在 EPS 所解译的底图,将准备好的数据按照 EPS 软件要求进行相关格式转换和符号配置。即将 EPS 作业准备好的数据导入到平板电脑,要是出现数据与平板电脑格式不兼容,应在栅格类型的影像数据和矢量类型的地理国情要素数据、地表覆盖分类数据或经过整理合并的基础数据与专题数据做处理,转换成平板电脑可识别格式,保证转换之后数据清晰无磨损 [7]。按照技术要求设计符号库和模板数据,然后加载到底图数据中进行符号化,对要去外业所核查的内容需要及时分类标注,在一些模糊的地方,恰当使用点状符号、线状符号和注记的大小、位置等,使底图能够容易判读,在外业作业时能方便进行。数字普查底图可在平板电脑上自由的放大和缩小,因此与比例尺的概念没有关联,但有些注记是需要根据所调查图面的大小相对应缩放,这样来确保外业调查工作的顺利进行。如图 3-23.2.2 EPS 下的纸质普查底图准备应符合相关技术要求的影像数据、地理国情要素数据、地表覆盖分类数据或经整合的基础地理信息数据与专题数据等,检查准备的数据是否按照要求组织。根据任务区的环境,地形区域特点、外业所调查内容和在相关规定技术要求下,在采用 EPS 软件下,对事先设置好的系统环境作业的图纸按照覆盖要求在图纸上作业出每个覆盖单元,不确定的地理单元可以在图纸上标明,查阅整张图纸看是否有遗漏的单元未标注,并整理修饰覆盖线完成数据编辑后可与 DOM 套合制作普查底图数据。也可以在已经编制好的程序中设计常规普查底图符号库或者利用模板数据将需要处理的地理国情要素数据,地表覆盖分类数据与 DOM 套合制作普查底图数据如图3-3。普查底图数据进行符号化及标注,需要加载符号库或者模板数据来完成。在 EPS 软件下进行绘制外业所要调查的内容并注明标注,因为内业的判读为我们外业的调查也起着画龙点睛的作用,适当修饰使其表达清晰易读,各生产单位可以按照分幅或者分景方式来进行组织调查的数据,根据任务区区域负载量来选择不同比例尺进行回放。如果地形地物简单,如草原地区、沙漠地区可采用 1:25000 或1:50000 比例尺回放;如果地形地物复杂、地貌零乱或房屋建筑密集区域可采用 1:5000 或 1:10000比例尺回放;对于城市地区等重点调查区域可按照 1:2000 或更大比例尺进行回放 [8]。分幅方式中的影像数据应超出内图廓线 1cm,确保外业调查的数据有影像数据的参照;分景数据应该按照事先计划好的影像范围线去划分每个作业单元,要是出现影像幅面过大,也可以用分块处理的方法,尽量控制在分块单元的外接矩形来作为影像数据的有效作业范围。分幅方式中的矢量数据与分景方式的矢量数据分别在内图廓范围和影像范围线进行裁切。5图3-2 寿山村数字底图准备图3-3 寿山村纸质数据准备3.3 在 EPS 软件下进行质量控制数字普查底图检查内容:坐标系统是否转换正确;地理国情数据、地表覆盖分类数据与正射影像套合关系是否正确;外业调查内容标识是否出现遗漏;数据线划配置和注记标注是否正确;地理国情要素符号配置是否正确;地表覆盖分类数据地理国情信息分类码标注是否正确纸质普查底图检查内容:放图比例尺是否合适;正射影像是否纹理清晰、反差适中,范围是否正确;粗纠正的影像是否纹理清晰,镶嵌线是否合理规范,格式、范围等是否正确;6地理国情数据、地表覆盖分类数据与正射影像套合关系是否正确;外业调查内容标识是否出现遗漏;数据线划配置和注记标注是否正确;地理国情要素符号配置是否正确;地表覆盖分类数据地理国情信息分类码标注是否正确;图面是否清晰、线是否明显易判;整个图廓整饰是否正确 [9]。3.4EPS 软件下的底图输出底图数据是保密数据,在生产过程中必须执行相关的保密规定。分幅组织的数据命名规则按照标准图幅名称加“DT” ,如 G50G044039DT;如果为了区分要素底图和覆盖底图,纸质底图还可加上“YS”和“FG ”以表示区分,如 G50G044087YSDT。分景组织的数据命名与分幅组织的数据命名相类似,只需将图号改为景号。4. EPS 数据处理4.1 数据现势性普查成果数据整体现势性原则上应达到普查时点的要求。行政区划更新采用国家统计局网站发布的“统计用区划代码和城乡划分代码”医院等特定单位的信息应采用主管部门公布的注册信息。4.2 数据采集精度数据采集精度,即采集的地物界线和位置与影像上地物的边界和位置的对应程度。影像上分界明显的地表覆盖分类界线和地理国情要素的边界以及定位点的采集精度都应控制在 5 个像素之内 [10]。4.3 数据一致性应严格执行地理国情普查规定的内容、指标及要求,不同作业区采集的同一内容分类,全省应保持一致,便于数据汇总和统计分析比较。最后汇总上交的图形数据我们要认真按照《地理国情普查内容与指标》规定的采集指标要求来进行合并和分类处理完成后才可以提交,这样确保全国普查数据尺度上的数据保证一致性。图 4-1 表示多个图形在同一工作空间作业保证数据的一致。图 4-1 多图作业4.4 数据接边原则普查生产的正射影像及采集的地理国情普查数据必须经过严格的接边处理。各项属性值相等的相邻同类地理要素接边后应合并为一个没有误差的实体,接边时对需要修改的数据进行讨论,接边完成7之后应保证图形上的数据清晰、连续易读,避免出现磨损、尖角,如图 4-2。图 4-2数据接边4.5EPS 数据管理完成普查数据库建设,开展普查成果数据基本统计、综合统计和分析评价工作,完成普查成果的逐级汇总、审核,形成普查总报告和地图图件等,开展地理国情信息系统建设。5. 总结EPS 在地理国情的应用让更多的人认识了这款软件,它的强大功能,丰富的技术特点让我们深有体会,它与我们经常接触的 CAD 共同点有:都能加载影像并用线处理方法对影像不同纹理进行区分,其中包括线条打断、延伸、闭合、捕捉等 区别是:EPS 能对线条组合成的闭合图形生成面并赋予面相关属性,EPS 界面能对多个工作底图同时进行编辑,互不影响,且实时保存,CAD 只能将参考底图以“块”的形式参考进来,一个界面只能编辑一个工程图形 [11]。EPS 能对线及面进行数据监理,包括数据标准化检查、空间数据检查、属性数据检查,拓扑关系类检查、数据修复如图 5-1。学习一款软件不是叫我们摒弃其他软件的学习,我们要学会发挥其中好的优势为作业效率更出色。8图 5-1数据检查项6. 致谢经过半年的努力,这篇论文终于写成。回首大学四年的历程,我感慨万千,只有努力过才会有收获,这篇论文是我大学阶段主要的研究学习成果。毕业论文的完成,离不开众多人的支持和帮助。首先我要感谢我的指导老师邹丹,从本文开始写作提纲的拟定直到论文的定稿,老师都很耐心的教导从细节开始一步一步发现,有问题的时候老师也很仔细的为我讲解,为我指点迷津,指导我开拓研究思路,老师严谨的治学,优良的作风和敬业的态度,让我很感动,在未来的路上我会铭记老师的教诲,争取更进一步。
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