DLG数据坐标转换常见问题分析及解决方法_张颜秋.pdf

第 46 卷 第 6 期2023 年 6 月测绘与空间地理信息GEOMATICS SPATIAL INFOMATION TECHNOLOGYVol 46，No 6Jun，2023收稿日期:20210906作者简介:张颜秋(1990)，女，河南商丘人，工程师，硕士，2016 年毕业于武汉大学测绘工程专业，主要从事大地测量数据处理研究工作。DLG 数据坐标转换常见问题分析及解决方法张颜秋，赵辉，范宏涛，耿晓燕，李思卓(自然资源部大地测量数据处理中心，陕西 西安 710054)摘要:结合实际生产项目中 DLG 数据坐标转换成果质量检查要求，系统地梳理了质量检查的主要内容和常见图形问题，分析问题产生的原因及对转换成果的影响，并提出了具有针对性的解决方法。实例表明，所提方法有效地解决了坐标转换常见问题，确保了 DLG 数据坐标转换成果的质量。关键词:DLG 数据;坐标转换;质量检查;图形问题;解决方法中图分类号:P226+3文献标识码:A文章编号:16725867(2023)06020503Analysis and Solution of Common Problems in DLG DataCoordinate TransformationZHANG Yanqiu，ZHAO Hui，FAN Hongtao，GENG Xiaoyan，LI Sizhuo(Geodetic Data Processing Center of Ministry of Natural esources，Xian 710054，China)Abstract:In this paper，combined with the quality inspection requirements of DLG data coordinate transformation results in actual pro-duction project，it systematically sorts out the main content of quality inspection and common graphic problems，analyzes the causes ofthe problems and the impact on the transformation results，and puts forward targeted solutions The examples show that the proposedmethods effectively solve the common problems of coordinate transformation and ensure the quality of DLG data coordinate transforma-tion resultsKey words:DLG data;coordinate transformation;quality inspection;graphic problems;solutions0引言随着 2000 国家大地坐标系的推广和应用，各行业的存量 DLG 数据已逐渐实现由参心坐标系、独立坐标系向2000 国家大地坐标系转换。国内各测绘生产和科研单位对 DLG 数据坐标转换方法进行了研究12，研发了大量2000 国家大地坐标系坐标转换软件3，满足各类型 DLG数据向 2000 国家大地坐标系转换的需求。由于 DLG 数据具有数据源广、数据量大、格式多、组织形式复杂多样的特点，同时受技术人员水平限制，转换成果不可避免会存在一些质量问题。对于坐标转换成果质量控制和检查方法学者们已作出了许多研究。张训虎等就现有成果转换为 2000 国家大地坐标系成果检查方法进行探讨4，并对 2000 国家大地坐标系转换常见问题进行分析5;曹卢佳依据各种测绘成果(以地籍图为主)的检验精度指标，形成适合海宁转换成果的检查方法6;杨燕等从转换精度和转换后数据内容完整性、图形一致性进行质量控制7。本文重点梳理 DLG 数据坐标转换常见图形问题，分析问题产生的原因，并提出针对性的解决方法，有效地解决坐标转换常见图形问题，为 DLG 数据坐标转换提供质量保障。1坐标转换方法DLG 数据是用点、线、面表示图形要素，线和面也可由点表示，因此，DLG 数据坐标转换可采用点对点转换方法实现，即通过区域中两个坐标系的公共重合大地控制点，计算转换参数或高精度高分辨率格网改正量，建立数学模型，将 DLG 数据中的每一个图形要素的点通过数据模型，利用 2000 国家大地坐标系坐标转换软件实现转换8。2质量检查DLG 数据坐标转换成果质量元素为成果正确性、成果完整性，质量子元素为数学精度、数学模型、计算质量、整饰质量、资料完整性，具体检查项见表 19。为了更好地定位 DLG 数据坐标转换成果中的图形问题，本文就位置精度和转换前后数据内容、属性的一致性两个检查项进行重点检查1011。位置精度检查内容:平面转换精度、高程转换精度和接边精度是否符合要求。转换前后数据内容、属性的一致性检查内容为:1)完整性。要素层数、每层的图形对象个数是否与转换前一致。2)属性一致性。要素属性是否正确，属性表中字段有无错漏，投影信息是否正确。3)逻辑一致性。文件命名、数据格式、数据组织是否与转换前一致，文件是否缺失、多余或无法读取;拓扑关系是否正确，是否存在不合理悬挂点、伪节点、面裂隙等问题。4)表征质量。要素之间关系的协调性12;有向点、有向线要素方向的正确性;用线型、块、弧表示的符号正确性;注记规格(字体、字大、字色等)、注记方向、排列方式、注记内容和注记属性信息的正确性;图幅整饰、图形分幅正确性。表 1DLG 数据坐标转换成果质量检查内容Tab 1Contents for quality inspection of DLG datacoordinate transformation results质量元素质量子元素检查项成果正确性数学精度1 平面转换精度的符合性2 高程转换精度的符合性3 接边精度的符合性数学模型1 空间参考系的正确性2 转换模型的正确性3 转换参数的正确性计算质量1 转换参数应用的正确性2 转换方法的正确性3 转换流程的正确性4 各项计算的正确性5 转换前后数据内容、属性的一致性6 计量单位、小数取舍的正确性成果完整性整饰质量1 各种计算资料的规整性2 成果资料的规整性3 成果整饰的规整性、正确性资料完整性1 上交成果资料的齐全性2 转换成果的全面性3 精度统计资料的完整性4 技术设计书主要内容的符合性5 技术总结或计算说明内容的全面性3常见问题及原因分析3 1常见问题1)位置错误。一般图形对象(点、线、面)采用逐点法进行转换，但是 AutoCAD 数据中的特殊图形对象(块、图案填充、代理实体和注记)通过插入点或定位点进行坐标转换。若块的插入点超出特定的取值范围，则无法实现较为准确的转换，范围较大的块，其转换误差也较大。图案填充的属性有关联和非关联两种状态，当为关联时，坐标转换后，图案填充随边界变化;当为非关联时，图案填充不随边界变化，造成转换后图案填充位置错误。代理实体是由其他软件生成的，同样按照定位点进行转换，也会造成代理实体与其他图形要素之间存在缝隙或重叠问题。坐标转换是平移、旋转和缩放的过程，注记只有一个定位点时，坐标转换不能实现注记旋转。如图 1 所示，转换前线要素与面要素边界重合，转换后线要素与面要素边界不重合，且面要素之间存在缝隙;转换前注记与线要素方向一致，转换后注记没有实现旋转。图 1位置错误示意图Fig 1Schematic diagram of error position2)数据丢失。AutoCAD 数据中高程点和高程注记作为一个块，若 AutoCAD 中缺少相应字体时，转换成果中块被炸开，只有高程点，无高程注记。ArcGIS 中面积为负值的面状图形对象，由于其属性信息错误，导致此类对象转换后丢失;注记属性字段 textstring 为空或注记用一条线表示时，由于无法读取 textstring 字段，注记无法实现坐标转换。如图 2 所示，转换成果中面积为负值的面状图形对象和高程点注记丢失。图 2数据丢失示意图Fig 2Schematic diagram of missing data602测绘与空间地理信息2023 年3)部分图形对象未转换。AutoCAD 数据中由于图形包含由不可用的 ObjectAX 应用程序创建的自定义对象，即代理实体(ACAD_POXY_ENTITY)，Autodesk 提供的Object Enabler 无法实现对代理实体的全部转换，因此，转换成果中存在未转换的对象，如图 3 所示。图 3图形对象未转换示意图Fig 3Schematic diagram of unconverted graphic objects4)属性不一致。由于图形对象中每一个点的坐标改正量不一定相等，特别是当旋转角度过大时，会导致图形对象属性信息与原始数据不一致。如图 4 所示，转换后标注位置和标注值与原始数据不一致，不能正确指示标注对象的大小和位置。图 4标注错误示意图Fig 4Schematic diagram of error labeling5)新增拓扑错误。不同坐标系的椭球参数、原点、方向定义不同，坐标系的改变将引起转换成果位置移动，导致图形长度和方位发生变化。若变化在图形精度范围内可忽略不计，但是坐标转换会放大两个节点间的距离或节点到线段的距离，使得原来在容差范围内的拓扑关系，经过坐标转换后超出容差范围，从而新增拓扑错误。主要体现在以下 4 个方面:(1)同一面层，相邻面共线不共点时，坐标转换后可能会出现面裂隙或面重叠;(2)同一线层，相邻线共线不共点时，坐标转换后可能会出现缝隙或相交;(3)不同层之间共线不共点时，也会出现缝、重叠或相交;(4)线穿越、线悬挂。如图 5 所示，A，B 面存在 P 节点，C 面无 P 节点，导致坐标转换成果中 C 面与 A，B 面存在面裂隙，特别是较长的图斑新增拓扑错误的情况更为明显。6)破幅问题。随着坐标系统的改变，坐标转换成果已经不是标准分幅，即出现了破幅情况。3 2原因分析1)原始数据存在问题。数据生产过程中由于作业标准不一、方式不同，质量检查时未进行充分的质量排查，导致最终成果仍存在特殊注记(textstring 为空的注记及“线性”注记)、拓扑关系错误(悬挂点、面裂隙、面重叠)、几何错误、面积为负等问题。2)数据中存在特殊图形对象。特殊图形对象结构复杂，转换时需分析每种图形对象特点，制定针对性转换方法，转换难度增大。图 5新增拓扑错误示意图Fig 5Schematic diagram of newly added error topology3)数据生产时采用基于地理信息平台二次开发软件。实际生产过程中，为提高生产效率，使用了基于地理信息平台二次开发软件，如湘源控规软件。该软件是基于 AutoCAD 开发的城市规划设计辅助软件，适用于城市分区规划设计和管理。但是，该软件生产的地形图在 Au-toCAD 中表现为不可用的 ObjectAX 自定义对象，导致部分数据不能转换或转换后数据存在面裂隙。4)缺少字体库。AutoCAD 数据生产中需要配套的字体库，但坐标转换时缺少字体库，导致转换后相应字体库的注记丢失。5)图廓整饰发生变化。坐标转换对 DLG 数据中的内外图廓线、内图廓注记、公里网线和经纬网线进行转换，致使转换成果不再是标准分幅数据。6)转换软件功能有待提高。DLG 数据坐标转换存在较多难点，特殊图形对象的转换功能有待进一步完善。4解决方法1)检查并修复原始数据。经分析如果原始数据存在拓扑错误、几何错误、面积负值等问题，会直接影响坐标转换成果质量。坐标转换前，检查原始数据，对存在以上问题的数据进行修复几何和拓扑修复。由于不正确的环走向，导致面状对象面积为负值，进行几何修复后，该对象面积为正值，坐标转换后该对象无丢失。如图 6 所示