再说多规合一(2):“多规合一”数据库设计及数据入库

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Urban Planning & Geographic Information System & Smart Design

地理数据库能够很好的存储和管理地理信息数据,而且具有较好的兼容性和稳定性,因此在进行GIS相关分析中建议多使用地理数据库,尤其是当数据规模庞大而且数据类型和分析模型复杂的时候更应基于地理数据库进行数据储存和管理。

某些特定的地理数据只能存储于数据库中,例如反应地理空间特征的拓扑关系数据、交通网络数据等就只能存储于对应的地理数据库中,而某些特定分析也只能在数据库中进行,比如制图表达、拓扑分析等。

因此地理数据库是GIS地理信息系统很重要的构成部分,而数据库的设计、创建和管理也是地理空间分析中很重要的基础工作,多规合一本身是一个操作过程繁琐复杂、涉及数据量大、数据种类繁多的工作,因此我们建议使用数据库对多规合一的基础数据和结果数据进行储存管理,一方面能保证数据的兼容统一,另一方面也为后续的规划管理和其他相关延续应用分析提供基础支撑。

一、数据库内容构成及框架设计

1.1数据库内容构成

通过基础资料搜集、各类规划整合、差异用地对比及协调,形成各区县“多规合一”一张图数据库,其中包括:基础地理信息数据、城乡规划整合底图、土地利用规划整合底图、生态环保规划整合底图、建设空间用地差异图、建设与生态空间用地差异图、生态空间用地差异图、城乡规划调整情况图、土地利用规划调整情况图、生态环保规划调整情况图、“多规合一”一张图。

“多规合一”数据库整体架构示意图

1.2数据库要素框架设计

区县“多规合一”GIS成果数据库采用“数据库-要素集(专题库)-要素类(图层)-要素”的数据结构。

“多规合一”数据库数据结构组织示意表

1.3新建数据库和要素数据集

(1) 新建数据库

新建数据库操作示意

【TIPS】

文件地理数据库和个人地理数据库有什么区别

文件地理数据库:包含许多文件的文件夹,没有数据量的限制,可以跨操作系统使用,比个人地理数据库更快,占用空间也比个人地理数据库更少。

个人地理数据库:是一个Access的mdb数据库,我们通常看到它是一个单独的mdb文件,相比于文件数据库不容易造成文件丢失错误,但它最大只能储存2G的数据,而且只能在Windows平台使用。

【END】

(2)新建数据集

新建数据集示意

二、数据入库准备

2.1影像数据的入库准备

影像数据数据一般为TIF或者IMG格式,在导入数据库之前一般需要对其进行坐标系定义、投影、坐标系变换、地理配准、栅格裁剪等操作,使得影像数据具有正确的目标投影坐标系,之后再导入数据库,以保证后续各类规划图能与卫星影像图准确叠加。

【TIPS】

栅格数据的投影坐标系定义及变换操作?

【END】

2.2Shapefile文件的入库准备

Shapefile文件的数据是ArcGIS自身支持的数据类型,其入库操作较简单,可以直接导入数据库。在Shapefile文件入库前需做如下数据检查:

(1)检查空间数据和属性数据信息完整性

空间信息完整性:一是要计算总面积及各行政区面积是否与相关统计报告一致;二是要检查多个图斑是否为独立的单部件,如果不是需要使用“多部件至多部件”工具对其进行转换;三是检查并修复几何错误(“检查几何”、“修复几何”工具),条件允许可以进行拓扑检查并进行几何修复。

属性信息完整性:检查必要属性信息如行政区划名称、用地类别及代码、用地面积等必要属性是否完整,如确实这需要通过属性录入、字段计算器、计算几何等属性表相关操作进行完善。

【TIPS】

1、多部件和单部件有什么区别?

多部件就类似于CAD中的块,就是将几个图斑按一个要素进行表达,比如有几个分离的地块,如果按多部件表达那就只有一个对应的属性,很明显那就不对,需要将其转换为各自具有独立属性的单部件,这一点很容易在面积统计中出现错误,比如我们在进行用地面积统计的时候如果出现全部用地面积与范围总面积不多很多情况就是由于多部件造成的,此时我们只需要将其转换为单部件即可解决这个问题。

2、说说“检查几何”与“修复几何”

在Shpefile中经常会出现自相交、空白值、环岛数据错误等空间错误,这类错误会导致我们在进行矢量空间信息分析的过程中出错或结果输出不准确,可以直接通过数据管理中的“检查几何”检查出来,并通过“修复几何”工具进行修复。

如果我们在进行矢量数据编辑、空间分析、计算等过程中出现报错信息或者输出结果明显错误,则可以尝试按此方法进行几何修复试试。

3、拓扑检查

拓扑检查是针对数据各种拓扑关系进行检查,以查询是否有拓扑错误。以用地图斑为例,理论上不同用地图斑之间应该是非此即彼的关系,也就是说不应该有重叠,这就是它们的正确拓扑关系,但是由于数据采集操作误差等原因,可能会出现图斑叠加的情况,这时就需要我们通过拓扑检查来找出拓扑错误的图斑,以便对其进行修复。

*以上数据操作都属于数据基础操作,不在“多规合一”系列专题文章赘述,请关注“城市技师”公众号,我们会在“技师讲堂”板块中的“一日之技”陆续推出相应操作教程。

【END】

(2)坐标系信息的检查:

可直接在ArcGIS中加载Shapefile数据查看其坐标系信息,如坐标系信息缺少,则需要对其定义坐标系,然后再对其进行坐标系变换,转换为目标投影坐标系,具体操作可参看本公众号推文《

说说坐标系和投影那些事儿

》、《“空间校正”在坐标变换中的应用》。

在完成以上数据检查整理之后就可将Shapefile数据导入至“多规合一”数据库对应数据集中以做后续分析使用。

2.3DWG文件的入库准备

DWG文件一般是由AutoCAD产生的,常见于测绘地形图、城市总体规划、详细规划等矢量成果,本身不是ArcGIS数据,但是可以通过ArcGIS进行读取。

需要注意的是,一个单独的DWG文件可以在ArcGIS中分解成至少五个子数据集分别为多面体(MultiPatch)、面(Polygon)、线(Polyline)、点(Point)和注记(Annotation)要素,我们一般需要选取我们需要的数据集并将其转换为Shapefile,再对其进行数据检查、坐标定义和转换等操作,之后再导入数据库。

DWG文件转换Shapefile大部分可直接在ArcGIS中通过数据另存或者转换工具进行,但是对于用地填充图块则不能通过ArcGIS进行直接转换,因为ArcGIS是无法识别DWG文件中的填充块的,对于DWG文件中的的用地填充图块我们推荐使用FME进行转换操作。如下图:

FME转换CAD文件流程图

2.4MapGIS文件的入库准备

MapGIS数据一般由中地MapGIS专业软件进行编辑和查看,包含点(WT)、线(WL)、面(WP)三类空间要素,常见于国土现状、规划及基本农田、林业、地灾等专项数据,由于ArcGIS无法直接识别和加载MapGIS数据,因此我们同样需要将其转换为shapefile并进行数据检查后再进行入库操作。通过笔者多年经验,本教程只推荐使用FME软件对MapGIS进行格式转换。

转换方法如下:

FME转换MAPGIS数据示意图

【TIPS】

1、关于MapGIS转换Shapefile格式的具体操作请关注“城市技师”公众号,在“技师讲堂”板块中的“一日之计”查看《MapGIS数据格式的转换(FME)》专题教程。

2、关于FME的更多使用详情请关注“城市技师”公众号,我们会在“技师讲堂”板块中的“一日之计”和“一技之长”陆续推出相应操作教程。

【END】

2.5其他格式的数据入库准备

除了上述常见的影像栅格、Shapefile、dwg、mapgis等数据格式外,我们可能还会遇到其他各种各样的数据格式,比如某些范围线会以拐点坐标值列表的形式储存,某些年代久远的范围线会是一张JPG文件或者真正的“图纸”,针对这些情况我们都是要将其转换为ArcGIS支持的shapefile格式再做入库操作的。

(1)excel等文本表格数据

如下图,有些范围线会以拐点坐标列表的形式储存,针对这种情况我们首先是将其经纬度表达的坐标值统一转换为十进制,然后在通过ArcGIS转换为空间位置的点数据,再按点集顺序转换为生成范围线数据。

【TIPS】

【END】

(2)JPG等栅格数据

除了以上所有直接矢量化文件,我们通常还会遇到很多非矢量的“范围线”,比如某些森林公园、自然保护区等可能就只是一个JPG格式的范围图,这时就需要我们先对其进行矢量化,再对其添加属性、空间校准等数字信息化操作后才能入库。

矢量化的方法有很多,本人的经验总体上是两大种方法:手动和自动。对于比较分辨率高、背景简单、边界突出的可以采取自动矢量化的方法;对于背景复杂、分辨率较低且边界模糊的范围线就需要我们通过手工重绘等方式进行“人肉”矢量化了。

矢量化的具体方法和操作步骤本文不再赘述,详情请关注“城市技师”公众号,将在“技师讲堂”持续更新相应专题教程。

2.5完成数据入库准备

如下图,通过数据格式转换、裁剪、定义并变换坐标等操作,我们完成数据入库准备,下一步按数据库设计框架将各类数据导入数据库对应目录,以初步完成数据库的创建。

完成入库准备的数据列表

(注:本文鉴于演示的目的,并没有按数据库初始设计目录加载所有数据,仅选择代表性数据进行示意演示,实际项目请根据需要完善数据内容。)

三、数据入库操作

3.1栅格数据的入库

栅格数据只能储存在数据库根目录下,不能直接存储在要素数据集中,因此栅格数据的入库是直接在数据库根目录下导入或者将栅格数据导出至数据库根目录下。

影像栅格数据的入库操作

3.2矢量数据的入库

(1)单要素数据入库

对于单个要素类数据图层可以直接在Arcmap数据列表进行数据导出,导出路径选择对应数据库位置即可,当然也可以在目录窗口进行数据导出或数据库导入操作。

矢量数据单要素类的入库操作

(2)多要素数据入库

对于多个需要导入同一数据库同一数据集的矢量数据可以进行多要素导入,操作方法是在数据库对应数据集上点击鼠标右键-导入-多要素,在弹出对话框点选添加对应需要导入数据库的数据文件即可。如下图:

矢量数据多要素类的入库操作

3.3数据的入库完成

如下图所示,至此完成多规合一数据库的初步建库及数据录入工作,接下来需要在此基础上进行用地整合及差异对比操作。

初步完成数据录入的“多规合一”数据库

(注:本文鉴于演示的目的,并没有按数据库初始设计目录加载所有数据,仅选择代表性数据进行示意演示,实际项目请根据需要完善数据内容。)

(申明:本公众号提供的所有数据和资源仅作学习交流使用,严禁私自用作商业及非法活动,否则后果自负,本公众号不负连带责任。)

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