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浅谈营口市消防调度指挥系统电子地图项目

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摘要: 本文介绍了电子地图的制作过程,并介绍了在制作过程中采用的新技术、新方法。

关键词: 电子地图,VB,文本转矢量

Abstract: this paper introduces the making process of the electronic map, and introduced in the production process of the new technology, new method.

Keywords: electronic map, VB, text turn vector

中图分类号:F416.63文献标识码 : 文章编号:

0、引言

消防调度指挥系统是“十一五”期间消防部队信息化建设的主要内容之一,营口市消防调度指挥系统电子地图项目是营口市消防调度指挥系统的基础之一。长期以来,灾害现场的指挥员主要靠经验和直觉指挥部队实施灭火救援活动,现场指挥往往具有一定的盲目性,缺少临场指挥的科技依据。因此灭火救援的成功率和效率较低。为了把人员伤亡和火灾损失控制在最小程度,这就要求消防部队具有高效的指挥系统和科学的决策系统。为现场指挥员临场指挥、科学决策提供有力依据。而电子地图作为系统的基础数据,对指挥员的决策起着重要作用。

1、电子地图的制作

营口市消防调度指挥系统电子地图项目主要包括营口市域基础地理信息、公共地理信息、消防专题信息电子地图和营口市电子栅格影像数据。

1.1、设计思路

(1)营口市域基础地理信息电子地图。在已编制生产的1:2000及1:10000数据的基础上,按甲方的要求重新进行数据图层分层及属性结构设计。同时利用航摄影像资料对数据中的道路、居民地等主要基础地理信息要素要进行更新。利用2009年补充采集的道路数据资料对营口市域内增补的主要道路进行更新,保证数据现势性;

(2)利用已有的公共地理信息资料,并搜集最新的资料予以更新;

(3)利用甲方提供的专题资料并结合基础地理底图制作消防专题信息电子地图;

(4)各种信息的录入;

(5)将三环以内的影像制作成电子地图影像数据。

1.2、数据要求

(1)电子地图数据需保证其图层、属性、注记的正确性;

(2)电子地图数据按GIS要求组织数据,对数据建立严格的拓扑关系;

(3)电子地图统一建库,提供1:2000和1:10000无缝拼接数据;

(4)电子地图影像数据镶嵌在电子地图数据中。

1.3、作业技术依据

(1)《基础地理信息要素分类与代码》,GB/T 13923―2006;

(2)《国家基本比例尺地图图式第1部分1:500 1:1000 1:2000地形图图式》,GB/T 20257.1―2007;

(3)《国家基本比例尺地图图式第2部分1∶5000 1∶10000地形图图式》,GB/T 20257.2―2006;

(4)《中华人民共和国行政区划代码》, GB 2260-2007;

(5)《公路线路标识规则国道名称和编号》,GB917.2-2000;

(6)《公路信息分类与代码》,GB/T 17734―1999;

(7)《中华人民共和国铁路车站名称代码》,GB 10302―1988;

(8)《国家基本比例尺地形图分幅和编号》,GB13989-92;

(9)《营口市消防电子地图专业技术设计书》。

1.4、技术方案

1.4.1、电子地图范围以及数据内容。

(1)营口市消防电子地图矢量数据包括1:2000和1:10000两种比例尺的数据,1:2000比例尺的数据范围为:营口市市辖区(包括站前区、西四区、老边区、鲅鱼圈区);盖州市城区;熊岳城区。1:10000比例尺数据范围包括老边区、鲅鱼圈区、盖州市(除城区以外)所辖农村部分;

(2)营口市消防电子地图影像数据提供与营口市城区1:2000电子地图数据范围一致的影像图,影像图分辨率为0.5米。

1.4.2、资料情况

(1)营口各市、县(区)城区1:2000电子地图(54坐标系);

(2)营口各市、县(区)区域1:10000电子地图(54/84坐标系);

(3)营口市城区分辨率为0.5米影像图 (80坐标系);

(4)辽宁省1:250000电子地图;

(5)辽宁省1: 50000核心要素数据;

(6)《营口市导游图》。

1.4.3、电子地图的数学基础

(1)矢量数据:

数据格式:MAPINFO;

地图投影:高斯投影;

坐标系统:WGS84,地理坐标;

坐标单位:度;

(2)影像数据:

数据格式:TIFF格式(数据格式能够支持ArcInfo、MapInfo、SuperMap等通用格式);

坐标系统:WGS84,地理坐标;

地图投影:高斯投影;

坐标单位:度。

1.4.4、作业具体方案

(1)软硬件平台

软件平台:MapGis6.5软件;

Adobe Photoshop软件;

AutoCAD2000软件或者AutoCAD2004软件;

MapInfo 7.0软件;

ARCGIS9.1 或者ARCGIS9.2软件;

Erdas Imagine 9.1软件;

硬件平台:PⅣ微机;

(2)电子地图矢量数据的作业过程

1)数据的分析与整理

将已有的CAD、Mapinfo、MapGis、ARCGIS、EXCEL等数据进行分析与整理;

2)数据转换

a.矢量数据的转换

将各种矢量数据都转换成Mapinfo的(.tab)格式。如CAD的(.dwg)转换成Mapinfo的(.tab)等;

b.文本数据的转换

由于本项目涉及的数据种类多,内容与以往不同,且有很多是文本数据,我们将一些含有坐标信息的文本数据,通过VB编制的程序与Mapinfo和ARCGIS将文本转换成信息点,实现文本数据转换矢量数据;

3)坐标转换及拼接

将统一后的数据进行坐标转换。利用BURSA模型对BJ54到WGS84进行转换。针对已有资料坐标系不同的情况,将营口各市、县(区)城区1:2000电子地图(54坐标系)的数据首先经过投影变换,再根据不同坐标系间(北京54到WGS84)的转换参数,利用BURSA模型将数据转换到WGS84地理坐标系。将统一坐标系的营口各市、县(区)区域1:2000与1:10000的电子地图进行无缝拼接。

4)属性结构修改

将拼接好的数据要素按《基础地理信息要素分类与代码》与《公路信息分类与代码》分类,并将ID、NAME、TYDC、STY、PN、ADRESS、TYPE、RN、LT、HT、WT、PAC、PY等属性项按设计要求修改属性结构。

5)基础数据更新

利用航空摄影资料、2009GPS补充的资料对基础地理信息要素进行更新。利用航空摄影资料,我们通过影像判读结合最新的调绘资料等方法进行对基础资料更新,并利用2009GPS路网对新修的道路补充更新。

6)信息录入

a、由于本次录入涉及的种类多,且大多是文本数据。我们将一些文本数据,转换通过Mapinfo7.0与我们利用VB编制的程序将信息录入到基础底图中去,实现大规模信息录入的程序化。而在公交站点、道路标牌等的录入上,由于常规制图都不包括这些矢量数据,所以只能在做完矢量数据后才能录入;

b、消防专业信息的录入。

①将甲方提供的专业要素资料转到基础底图上;

由于甲方提供的资料有的是文本,有的数据没有坐标,还有的数据的位置、距离以及比例尺混乱等等。我们对不同的资料采取不同的处理方法,将之转到基础底图上。

②将转好的专业要素通过基础地理底图制成消防专题地图;

③将专业信息录入到消防专题地图上。

7)电子地图栅格数据的制作

利用Erdas、Mapinfo软件对影像进行处理、投影定义、投影转换、影像融合等。由于影像数据采用分辨率为0.5米的航空影像,原始数据为西安80坐标系的平面坐标,在作业过程中,利用ERDAS IMAGINE9.1软件经过多次投影变换和坐标转换后,将数据转换到要求的WGS84地理坐标系。影像融合将多源遥感影像数据加以智能化合成,产生比单一像源更精确、更完全的影像数据。输出TIFF格式时,一定要同时输出相应的TFW文件,TFW文件能够在MAPINFO软件中起到定位的作用,同时在MAPINFO软件中套合影像数据时应选择正确的WGS84投影。

1.5、数据检查

根据J0375―01―2002《测绘产品质量评定标准》,该项目质量实行了二级检查,一级验收制度,严格执行质量标准,工序采取流水作业的方式,注重过程跟踪和检查。

1.6、数据上交

将制作好的营口市电子地图矢量数据与营口市电子地图影像数据提交给甲方,电子地图数据为格式(.tab)与(.mdb),影像数据采用Tiff,数据格式能够支持ArcInfo、MapInfo、SuperMap等通用格式。

2、新技术及新流程的应用:

2.1、多种软件的综合应用,技术流程合理

在本次电子地图的作业过程中,由于涉及数据的种类多,有cad数据,mapinfo数据,Excel数据,txt文件等,有的需要采集,用的需要进行文件转换、坐标系转换、投影转换等,在把转换好的数据进行无缝拼接后,进行电子地图的后期制作。由于制作电子地图所需的数据种类多,格式也不相同,这就需要用不同的软件进行处理。由于在处理的过程中需要多种软件的综合应用,且每种软件的功能中都有一些相同的功能及各自不同的特点,如何更好的运用这些软件成了一个难题。

我首先对每一种软件进行了分析,如cad在线划编辑方面的功能比较先进,而在通过栅格影像大批量采集时,mapgis软件的自动跟踪及半自动跟踪的优势比较明显。而在属性库的编辑方面,mapinfo、ArcGIS的优势明显。还有一些cad数据,可以通过AutoCAD2004等高版本的软件进行属性录入。而在软件转换上,由于每一种软件都能进行文件转换,但可不可以批量转换及转换后的文件符不符合要求,这就需要对数据进行分析、实验,然后找出合适的转换软件进行转换,这样不仅能使转换的文件符合要求,也能大大提高了工作效率。在经过分析研究后,将数据进行分类处理,利用每种软件的优点,制定合理的流程,提高了工作效率。

在这次电子地图的制作过程中,通过多种软件的综合应用,将作业流程进行合理安排,利用不同软件的不同优势处理数据,节约大量的时间及成本,并在我院首次实现了文本转矢量的海量转换问题、栅格转矢量等数据转换。

2.2、通过编程,实现属性录入程序化

本项目中除基础地理要素外还涉及消防公共地理信息及消防业务专用地理信息,系统中包含大量的属性信息,只门牌号一项就20多万条,若采用常规方法,即耗时又耗力。我们首先通过软件的转换,实现海量数据的转换,并通过VB研发的程序,在属性录入的环节实现了程序化处理。

2.3、坐标系的转换及投影变换

由于本次电子地图项目涉及的数据较多,有不同比例尺及不同坐标的数据。首先将需要整合的数据统一比例尺,然后转换到同一坐标系。将统一后的数据,利用BURSA模型从BJ54到WGS84进行转换。

2.4、栅格影像的处理

由于影像数据采用分辨率为0.5米的航空影像,原始数据为西安80坐标系的平面坐标。在作业过程中,由于影像的数据量非常大,在经过研究和试验后,首先通过ERDAS IMAGINE9.1软件对影像进行融合和切割后,再经过多次投影变换和坐标转换后,将数据转换到要求的WGS84地理坐标系。影像融合将多源遥感影像数据加以智能化合成,产生比单一像源更精确、更完全的影像数据。输出TIFF格式时,一定要同时输出相应的TFW文件,TFW文件能够在MAPINFO软件中起到定位的作用,同时在MAPINFO软件中套合影像数据时应选择正确的WGS84投影。这样,经过处理后的影像,不仅满足了甲方对数据格式及坐标等的要求,也减少了栅格影像的数据量,不仅满足了应用的要求,在应用的过程中,也大大提高了系统的运行速度。

3、本次电子地图项目的心得体会:

营口市消防调度指挥系统电子地图项目的完成,使电子地图从传统应用中的地图显示、定位等基本功能,到结合其它信息系统(如危险品管理信息系统),并在此地理信息系统上作一些复杂的计算。比如危险物品在发生泄露时,可根据气象条件、危险物品特征、地理条件(如人口、建筑物等)进行复杂的计算,从而确定危险地带、疏散线路、方法等等诸如此类的应用。在表示消防重点单位时不仅仅列出它的文字信息,还在电子地图上标出它的地理位置和照片、内部结构图、危险物品存放位置、名称数量、应急预案等等,并通过SQL server关系数据库进行管理,由于首次使用了DEM及栅格影像,可以更直观的表现出现场及周围的环境,甚至还可以使用虚拟现实技术来描述它,为一线灭火救援人员提供详细的决策依据。

在本次电子地图的制作过程中,通过多种软件的综合应用,并在作业过程中通过VB编程,对一些属性的录入实现程序化,节约大量的时间及成本,并首次实现了文本转矢量、栅格转矢量等数据转换。

4、结束语

本文详细介绍了电子地图的制作过程,并将制作过程中软件的综合应用及作业过程中投影转换及文本录入、文件转换等采用的程序及方法进行简单的介绍,为今后类似项目的制作提供了一定的借鉴。

5、参考文献

[1] 张行南,耿庆斋,逢勇.水质模型与地理信息系统的集成研究,水利学报,2004.1,0559-9350.

[2] 郭朝晖,刘志辉.城市基础地理信息数据入库质量控制[J].山西建筑,2006,32(12).

[3] 李征航,黄劲松.GPS测量与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2005:123-124.

[4] 刘大杰、史文中等.GIS空间数据的精度分析[M],上海:上海科学技术 文献出版社,1999年.