ArcGIS矢量数据处理指南.docx
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ArcGIS矢量数据处理指南
北京捷泰科技有限公司2012年3月
标题
北京捷泰科技有限公司|ArcGIS矢量数据处理指南
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目录
1
概述......................................................................................................................................-1-2总体流程..............................................................................................................................-1-
2.1
电子地图制作与发布流程.........................................................................................-1-2.2
电子地图数据处理流程.............................................................................................-1-3数据处理..............................................................................................................................-2-
3.1
数据要求.....................................................................................................................-2-3.2
数据获取.....................................................................................................................-3-3.3
格式转换.....................................................................................................................-3-3.3.1
转换工具集...........................................................................................................-3-3.3.2
数据互操作扩展模块...........................................................................................-3-3.4
数据整合.....................................................................................................................-4-3.4.1
数据提取...............................................................................................................-5-3.4.2
数据裁切...............................................................................................................-6-3.4.3
数据拼接...............................................................................................................-7-3.5
数据组织重构...........................................................................................................-13-3.6
分类代码转换...........................................................................................................-14-3.7
兴趣点数据处理.......................................................................................................-14-3.7.1
兴趣点数据的应用场景....................................................................................-14-3.7.2
ArcGIS中常用的点抽稀方法............................................................................-15-3.7.3
兴趣点数据抽稀实例........................................................................................-18-3.8
坐标投影变换...........................................................................................................-20-3.8.1
动态投影............................................................................................................-20-3.8.2投影变换............................................................................................................-21-4数据质量控制...................................................................................................................-23-
4.1
几何检查与修复.......................................................................................................-24-4.2逻辑关系检查...........................................................................................................-26-
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4.3
重复数据的处理.......................................................................................................-27-4.4
拓扑检查...................................................................................................................-29-4.5属性检查...................................................................................................................-32-附录...........................................................................................................................................-35-
附录11:
10000成果数据命名规范.....................................................................................-35-附录21:
10000成果数据分层.............................................................................................-35-附录31:
10000成果数据属性结构.....................................................................................-36-
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1概述
空间数据是GIS的一个重要组成部分,整个GIS都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。
原始数据往往由于在数据结构、数据组织、数据表达等方面与目标系统不一致而需要进行转换与处理,如不同数据格式之间的相互转换,数据的裁切、拼接以及投影变换等。
OneMap地图制图模板中预先对电子地图组成图层的显示内容、显示比例范围、渲染方式和标注样式进行了设置,用户可以通过导入数据源来套合模板完成地图制图过程。
为了使源数据贴合制图模板的套用需求,仍需进行一系列的数据处理工作。
本文将介绍基于ArcGIS进行矢量数据处理的流程和方法。
2
总体流程2.1电子地图制作与发布流程
基于ArcGIS进行电子地图制作与服务发布大概包括三个步骤:
前期数据处理、电子地图配图和地图服务发布。
其中前期数据处理主要包括确定数据来源、进行数据格式转换并进行数据整合,最终形成成果数据以供电子地图使用;电子地图配图指导入成果数据套合OneMap地图制图模板从而完成电子地图制作的过程;地图服务发布指将制作好的电子地图发布为服务以供第三方调用,并进行地图缓存制作的过程。
本文主要讨论前期数据处理的过程,电子地图配图及地图服务发布详见《OneMap地图制图模板v2.0使用手册》。
2.2电子地图数据处理流程
电子地图数据处理主要包括数据获取、数据格式转换、数据整合、数据组织重构、分类地图服务发布
北京捷泰科技有限公司|ArcGIS矢量数据处理指南代码转换、兴趣点数据处理、坐标投影变换、质量检查等步骤,技术流程见下图:
3
数据处理
3.1
数据要求
地图制图模板依赖于一定的数据规范,满足规范的数据才能更好的与模板相套合。
数据规范一般会对数据的数学基础、数据格式、数据分层及属性、存储单元、数据精度等进行要求,例如国家地理信息公共服务平台对数据作了如下要求:
⏹数学基础:
坐标系统为2000国家大地坐标系,坐标单位为度;
⏹存储与交换格式:
生产过程中可采用通用的可交换格式存储（如Esrishapefile
格式,建库后采用所使用数据库的格式;
⏹数据分层及属性:
参见《400万-5万地理实体数据整合技术要求》及本文附录中
1:
1万数据分层及属性说明;
⏹存储单元:
生产过程中的数据依据数据比例尺采用国家标准《国家基本比例尺地形
图分幅和编号》（GB/T13989-92分幅存储,建库后统一拼接;
⏹数据精度:
几何精度:
数据整合改造过程中应保证与源数据精度一致,不得损失、
破坏或降低原始数据精度;成果数据相邻图幅的要素要严格接边,包括数据几何接边与属性接边。
由于整合改造时所使用数据源不同而引起的相邻图幅无法接边的情况,需要在项目技术总结中说明;属性精度:
保留原始数据属性信息。
Esri提供了一套完全符合国家地理信息公共服务平台规范的基于ArcGISFileGeodatabase的数据模型,在地图制图模板中也参照规范对坐标系统、数据分层及表达等进行了设置。
成果数据
北京捷泰科技有限公司|ArcGIS矢量数据处理指南3.2数据获取
矢量电子地图数据通常来源于测绘部门的基础地理信息数据,包括1:
100万、1:
25万、1:
10万、1:
5万、1:
2.5万、1:
1万、1:
5000、1:
2000、1:
1000、1:
500等不同比例尺,以及公共服务设施等专题地理信息。
确定数据来源后最关键的工作就是建立源数据与成果数据的分层对应关系及要素选取转换对照表。
3.3格式转换
ArcGIS中常用的数据格式转换工具包括:
转换工具集（ConversionTools和数据互操作扩展模块（DataInteroperabilityTools。
3.3.1转换工具集
转换工具集支持常用的数据格式转换,包括OGC规范数据格式WFS、KML格式转换,多种栅格数据转换,CAD、Collada、Coverage、dBASE、Shapefile、Geodatabase格式导出等。
3.3.2数据互操作扩展模块
利用数据互操作（DataInteroperability扩展模块可实现超过100种数据格式的直接读取,超过70种数据格式转出,以及自定义格式的转出。
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数据互操作扩展模块需要独立的授权许可,使用时需要在扩展模块中对“数据互操作”
进行勾选。
3.4数据整合
源数据转为目标格式后,就可以按照分层对应关系及要素选取转换对照表对数据进行整合处理了。
数据整合的过程较复杂,根据源数据与成果数据的关系数据整合处理可能涉及到数据提取、数据裁切、数据拼接等方法。
北京捷泰科技有限公司|ArcGIS矢量数据处理指南3.4.1数据提取
数据提取是指将源数据图层中的部分要素通过属性筛选或空间过滤的方式提取到目标图层中,例如将道路图层中的高速公路、
国省道提取出来。
数据提取比较简单的方法是将图层加载到
ArcMap
中利用
Selection菜单对要素进行选取:
然后将选取的要素导出到目标数据集即可。
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3.4.2数据裁切
数据裁切是指将源数据图层中指定区域内的数据导出到目标图层中,并且导出的数据内容与选取的多边形要素类严格契合,例如将全国1:
400万道路图层中北京市范围内的要素选取出来,常用Clip工具实现。
该工具位于工具箱“AnalysisTools->Extract”下,打开Clip对
话框,在输入要素类中输入待裁剪的要素,裁剪要素输入框中,选择一个面要素（注意:
裁
剪要素数据集必须是面,作为“模具”
输出要素类将包含输入要素的所有属性。
北京捷泰科技有限公司|ArcGIS矢量数据处理指南3.4.3数据拼接
数据拼接是指将空间相邻的数据拼接成为一个完整的目标数据。
原始数据经数据提取、裁切等操作后形成若干中间结果,要对这些中间结果进行拼接形成最终结果要素类。
拼接的前提是矢量数据经过了严格的接边,下面首先来介绍数据接边操作。
3.4.3.1数据接边
在ArcGIS中利用空间纠正中的边匹配方法可实现数据的自动接边。
下面具体介绍下ArcMap里的接边步骤。
1设定接边数据
对选择接边的数据类型进行选择,可只对所选中数据进行接边,也可选择对应的图层的所有要素进行接边。
2选择空间校正中的边匹配方法
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3
为边匹配设置参数,例如源图层、目标图层,平滑还是直线接边等。
边捕捉支持两种方法:
平滑和线。
使用“平滑”边捕捉方法时,位于连接线源点的折点将被移动到目标点。
其余折点也会被移动,从而产生整体平滑效果,针对等高线、水系等对平滑效果有一定要求的数据,可选择采用这种方式。
使用“线”边捕捉方法时,只有位于连接线源点的折点会被移动到目标点。
要素上的其余折点保持不变。
勾选中“校正到连接线的中点”时,源和目标图层都改变,都往连接线的中点靠拢。
没选中时只有源图层变化,往目标图层靠拢,目标图层不变。
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选中“每个目标点一条连接线”,实现一对一的连接,也就是说一个目标点只有一个源
点连接;而选中“避免重复连接线”后,可实现一对多连接,即一个目标点可有多个源点连接。
根据需要,勾选“使用属性”
并点击右侧的“属性”按钮,设置接边数据源属性,所设置属性信息一致的数据源,才能接边。
4点击“边匹配”,框选要接边范围内的相关接边点。
北京捷泰科技有限公司|ArcGIS矢量数据处理指南可看到参与接边的相关点对。
5点击“校正预览”可实现接边效果预览,点击“校正”后,完成接边校正处理。
需要注意的是,虽然边匹配给我们提供了一个自动接边的工具,但它不是万能的,有些地方还得靠人工接。
接边时要设定捕捉容差值,当要结合的对应点大于容差值时不会被接在
一起,
所以容差值不能太小,但也不能太大,
否则不该接在一切的点也被接到一起了。
容差值的设定在捕捉工具条的选项里。
3.4.3.2数据合并
接边后的数据可以通过数据合并来构成一个整体。
数据合并有多种方法,如Append、
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⏹Append方法
Append是常用的数据合并的方法,位于工具箱“DataManagementTools->General”下,Append可以将多个图层的数据合并到一个已存在的目标图层中。
属性传递有两种模式:
TEST和NO_TEST,其中TEST模式要求原始和目标图层的属性结构一致,不一致将会报错;NO_TEST模式不要求二者的属性结构一致,它以目标图层的属性结构为准,原始图层中与之不一致的属性字段将会丢失,若想保留原始图层中的所有字段,在执行该工具前要对目标图层的属性结构进行处理,使其包含原始图层的属性,还可以在FieldMap中通过字段映射建立原始与目标图层中的属性对应关系。
推荐采用NO_TEST模式。
⏹Merge方法
Merge工具位于工具箱“DataManagementTools->General”下,该工具也可以将多个图层合并为一个,与Append不同的是它将结果生成了一个新的要素类,而不是合并到已存在的要素类当中。
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Load方法
在ArcCatalog中可以直接通过Load方法将其他要素类的内容合并到当前要素类中。
选中要与其他要素类进行合并的要素类,右键单击Load->LoadData菜单命令,在弹出的对话框中选择需要进行合并的要素类。
注:
这里的合并要求所有的要素类必须具有相同的属性字段。
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3.5数据组织重构
数据整合处理完成后形成了中间结果数据,接下来需要进行数据组织重构。
数据组织重构包括两方面的内容,数据分层命名和属性结构规整。
数据分层命名分为两种情况,一种是经过数据整合后的数据层与要求的数据层一一对应,可直接按照命名规范进行修改;另一种是数据整合后的数据层与要求的数据层并不一一对应,需要针对不同情况做相应处理。
属性结构规整分为三步,首先按照规范的属性字段及类型长度给由以上步骤所生成的数据层添加属性项;其次是按照属性值对应关系将旧的属性值赋到新属性字段中;最后删除旧属性项。
建立属性字段对应表,将旧属性项字段值赋到新属性项字段值中。
属性结构规整一般通过属性表中的计算几何工具和字段计算器即可完成,计算几何工具可以计算要素的长度或面积,字段计算器可以完成多种赋值操作。
如果在数据整合过程中丢失了部分属性,也可以通过建立连接的方式与原始数据建立空间或属性连接,然后通过字段计算器获得相应属性。
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3.6分类代码转换
OneMap地图制图模板中各图层分类渲染依据的是CLASID字段,即国标分类码字段,所采用的标准是GB/T13923-2006。
源数据通常来源于基础地理信息数据,属性中带有数据分类代码字段,但是有的分类代码可能依据的标准是GB/T13923-1992,因此需要将分类代码转为GB/T13923-2006。
OneMap地图制图模板中提供了分类代码转换工具,转换时需要建立分类代码转换表,建立GB/T13923-1992分类代码与GB/T13923-2006分类代码的对应关系,执行工具完成转换,该工具的使用详见《分类代码转换、Label换行和符号处理工具说明》。
3.7兴趣点数据处理
3.7.1兴趣点数据的应用场景
兴趣点（POI数据的用途大体上分为两类:
一类作为底图供用户浏览,一类作为业务数据供查询、统计分析等使用。
作为底图的兴趣点数据又包含两种情况:
一是单纯作为底图,如天地图
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