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供水官网GIS数据处理一般流程

行业资讯 2018-04-12 15:11

  供水官网GIS数据主要有矢量数据和栅格数据两种。


  矢量数据包括


  管网数据:主要包括供水管线、阀门、消防栓、节点、水厂、水泵、堵头、测压点、测流点、检查点、排气阀、排泥阀等信息。供水管网是GIS主要的数据,因此数据的质量直接决定的系统的质量。因此需要花费大量精力来保证数据的完整性、正确性、时效性、一致性。

GIS数据处理

  基础地理数据:主要包括供水管网覆盖区内的主要基础地理要素,主要包括道路信息、建筑物信息、河流信息、绿化(公园、娱乐场所、旅游圣地等信息)、POI等信息。基础地理数据是供水管网的主要参照依据,基础地理数据质量的好坏之间影响着地图的美观和系统查询的正确性。因此要求基础地理数据必须正确,时效性强。


  栅格数据主要包括


  正射影像DOM:正射影像主要来源于太乐地图或者客户提供的卫星影像,影像数据必须确保矢量数据和影像数据能正确叠加。


  数字高程模型DEM:数字高程模型主要通过高程点或等高线数据进行转换获得,用来表示连续地面的地形起伏等信息,直接影像到横断面和纵断面分析等,以及三维建模等信息。


  GIS数据生产一般流程


  数据获取:拿到数据以及元数据;


  数据处理:通过一些列加工处理,生产出符合目标的数据内容;


  质量控制:对数据图形、属性进行正确性、完整性控制;


  地图整饰:符号化以及排版;


  数据应用:根据需求,用作底图(缓存切片,动态地图服务),以及打印出图。


  下面分别介绍流程中的各个环节


  一、数据获取:


  明确数据来源:测绘部门,商业机构,独立采集,客户提供,网上下载等方式。


  数据获取不仅要确定数据的内容而且确定数据来源的空间参考(坐标系);下面主要讲解各种数据获取手段


  1、POI数据


  POI数据在供水管网系统中通常作为特征点信息,供采集人员作为供水信息的参照位置或者通过POI数据进行对供水网管位置的查询和判断,易于供水设施的巡查,POI数据采集主要通过购买,或者人工采集等方式获取,太乐地图进行POI数据的采集并对采集下来的POI信息进行纠偏,坐标转换、格式转换等操作。(太乐地图下载的POI数据坐标系统往往采用加密的GCJ02坐标系统,因此常常需要纠偏设置[GCJ02转WGS-84])


  2、建筑物数据


  建筑物数据的添加不仅让管线图有了参照,而且是整个图面有了充实感,同时部分特征建筑物也是进行地理配准,几何纠正的依据,因此建筑物数据的质量至关重要。


  建筑物数据的来源主要有当地测绘/规划部门提供的1:500或1:1000的DLG图纸,一般以CAD文件格式进行存储。因此常常通过格式转换等操作将建筑物数据转换为GIS系统所需要的数据格式。注意:当地测绘部门提供的地形图坐标系统通常为当地的北京54或者西安80坐标系。


  如果没有CAD图纸,则我们需要通过购买或者人工矢量化的方式来生产数据,矢量化工作的数据来源主要是高分辨率遥感影像、航片、电子地图以及纸质地形图。因此我们尽量采用高分辨率、时效强、的正射卫星影像数据作为矢量化的来源。通过网络下载的卫星影像坐标系统通常可以转换为WGS-84坐标系统。


  3、河流绿化数据


  河流和绿地数据是基础地理数据中主要的数据来源,因此必须对其进行数据采集。


  如果收集到的地形图上有河流和绿化等信息,我们可以通过提取或者转换得到想要的数据。如果没有河流和绿化的信息,我们通常通过矢量化电子地图或者卫星遥感影像来获得。


  4、道路数据


  道路数据的GIS系统重要的基础设置,空间查询常常会基于道路数据进行查询,因此获取正确的路网数据非常重要,我们可以通过矢量化电子地图或者卫星遥感影像来获得准确的路网数据,通过百度地图等正确查询填写路网信息。


  5、地形数据


  地形数据主要可以直观的展现当地的地形起伏情况,通常用来进行空间分析,如水力模型分析,洪水淹没分析、视域分析、横纵断面的分析等。以及三维建模可视化等。因此地形分析对系统的空间分析尤其重要。


  地形数据主要通过地形图中高程点和等高线来生成。表现形式主要为TIN或者DEM。


  6、影像数据;


  影像数据主要作为GIS底图供工作人员进行参照,因此最好选择现势性好的卫星影像或者航拍作为基础数据。


  7、供水管网数据


  供水管网数据主要来源于地图矢量化(供水管网竣工图),矢量化前主要对影像数据进行配准,确定供水设施的正确的作为位置。矢量化过程中,注意管网设施的判别,管网路线的走向等信息。在矢量化过程中注意填写属性信息。


  如果没有供水管网竣工图,则需要进行外野数据采集,数据采集前要选择正确的坐标系统、选择高精度的仪器设备,数据采集中要记录各供水设施的位置,属性信息以及管线的走向等信息。


  二、数据处理:


  几个常用操作:格式转换、数据抽取、投影变换、数据整合、数据综合、以及为了出图美观所进行的数据美化。


  1数据生产


  这里指的数据生产主要是通过已有的图件(纸质地图,遥感影像等),经历过矢量化阶段生产有用的电子地图,如建筑物信息,管网信息。


  首先阅读纸质图件或电子地图,判断要矢量化那些信息,那些是重要的信息,地图要着重表现那些信息,图件的坐标系信息等。


  其次确定投影校正图像,由图幅的投影信息确定图幅的投影参数,根据图幅范围理论公里网(经纬网)坐标校正图像。


  其次建立文件地理数据库(FGDB),先建立数据集,所有图层均建立在数据集中。(推荐使用)


  其次矢量化地物(建筑物,管线信息)


  建立数据库相关图层,字段等信息。


  建立数据库规则(属性域【道路等级,阀门类型,管线类型,取值范围】,默认属性等),可以有效避免错误录入属性信息


  建立创建要素模版


  开启捕捉设置


  矢量化应该特别注意的事项:矢量化编辑开始前需进行“捕捉”设置,启动点捕捉、端点捕捉、折点捕捉、边捕捉、交点捕捉、草图捕捉等相关捕捉项。遇到结点要断开,线与线连结时,使线连结完好,最终让所有多边形闭合。


  当编辑数据时,出现以上“捕捉提示”符号,则说明已捕捉上,可立即判断出捕捉到的图层以及正在使用的捕捉类型,再进行下面数据编辑。


  “编辑器”工具条包含编辑数据所需的各种命令。通过“编辑器”工具条,可启动和停止编辑会话、访问各种工具和命令以创建新要素和修改现有要素,以及保存编辑结果。


  每次在地图上创建要素时,一开始都要用到“创建要素”窗口。在“创建要素”窗口中选择某要素模板后,将基于该要素模板的属性建立编辑环境;此操作包括设置要存储新要素的目标图层、激活要素构造工具并做好为所创建要素指定默认属性的准备。


  编辑结束时,可通过快捷键“F2”结束,或在结束点双击。未避免双击有时产生误操作,建议使用“F2”结束。


  修改编辑:


  单击选中要编辑的要素;


  在【编辑器】工具条上单击编辑折点,或直接双击要编辑的要素即


  可,会显示编辑折点工具,进行折点添加、删除、移动等编辑,也可点击右键,通过相关操作进行对要素的修改。


  其他详细编辑数据操作请参考软件【帮助】中“编辑数据”部分介绍。


  2、格式转换


  数据直接导入导出(转换格式有限)


  CAD转SHP


  SHP转超图


  EXCEL转点文件


  影像数据格式转换(TIFF.JPEG,等)


  地形转栅格地形转TIN等


  3、数据抽取:


  数抽取主要用来有用的数据,如甲方提供的的CAD地形图往往包含很多信息,我们可以通过图层或者属性筛选获得系统有用的信息,如筛选等高线或高程点生成DEM或者TIN模型


  我们常用的工具


  Selection菜单


  -按位置选择


  -按属性选择


  4、数据投影变换


  位置的烦恼


  坐标系未知


  坐标系不一致


  根本没有坐标值


  ArcGIS中跟坐标有关的操作


  -定义投影


  投影变换


  投影、投影栅格


  创建自定义地理变换à投影


  -矢量数据空间矫正、栅格数据地理配准


  处理空间数据的时候,投影不对给我们带来很多烦恼。怎么办?ArcGIS都能办


  坐标系未知:可以定义投影。适用于坐标值正确,坐标系没有定义,缺少空间参考信息,可以绘制,但不能投影。


  坐标系不一致(向已有数据的ArcMap中添加数据,提示警告):可以动态投影和投影变换。动态投影:用于同时显示不同坐标系下的数据,不改变数据本身的prj信息,也不改变坐标值,更改数据框的坐标系,所有具有坐标系的图层都将被动态投影。动态投影时不考虑转换参数,转换结果粗略,误差几十米~几百米


  精确投影:


  常用变换方法


  三参数


  x偏移,y偏移,z偏移


  通过一个已知坐标点推算


  适用30km范围内的数据


  七参数


  x偏移,y偏移,z偏移,x旋转,y旋转,z旋转,比例因子


  通过三个已知坐标点推算(布尔莎模型)


  严密的转换过程,结果精确


  根本没有坐标值:只能矢量空间校正和栅格数据地理配准了,有人说,这样精度不够,哪儿哪儿对不上。我想说,你都没坐标值了,能大概对上就不错了,还要求非常精确!那就矢量化吧


  5、数据整合


  数据整合主要包括


  数据裁切:裁剪有用的地理数据


  裁剪


  数据接边:


  空间校正


  数据合并:多中数据来源的叠加


  追加(Append)


  合并(Merge)


  加载(Load)


  追加属性;传递属性


  属性关联和连接


  6、数据综合


  数据综合的目标多是为了多个比例尺下显示不同内容。综合包括精确综合和概化综合,ArcGIS提供的综合方法,是概化综合方式,精确综合需要严格的算法,通常作为项目来做。ArcGIS提供了数据层面和制图层面的综合,可以改变数据内容也可以不改数据,只改变制图显示,数据不动。


  我们拿到的原始数据如地形数据,建筑物数据往往需要通过数据综合,开简化页面的负载,提高查询效率,同时可以提高制图的美观性。


  ArcGIS提供了对道路、房屋、建筑物的综合方法。


  合并分开的道路:指定字段,指定距离,对道路进行合并


  简化建筑物:剔除建筑物边界的细节,保留房屋的基本外形和尺寸


  简化多边形/线:平滑多边形/线的边界


  平滑多边形/线:平滑多边形/线的边界


  合并道路细节工具用于简化大比例尺的道路以在较小比例尺小显示,如对路网交通环路,简化为简单的十字路口。在中比例尺,可能保留这些特征并夸大,这种情况下可使用解决道路冲突工具代替,确保符号显示没有冲突,如果要同时使用两个工具,先使用合并道路细节


  中断路网的要素


  描绘构建区:创建多边形,用聚类描绘建筑物密集区为建成区,以在小比例尺小显示。


  7、制图美观


  制作符号库点,线,面符号库。


  通过渲染,掩膜等工具是制图页面更美观!


  三、质量控制


  质量控制主要用来检查GIS数据质量是否能满足系统要求,我们常用拓扑检查工具和来进行数据质量检查


  ArcGIS拓扑,构建于要素之间的空间关系模型,可以确保空间数据的完整性。提供了多种拓扑规则。


  ArcGIS拓扑检查需要在地理数据库中建立规则,然后对数据进行拓扑检查,标识出数据的错误结果和位置信息。


  检查的规则主要有


  点在线上


  节点


  阀门


  测压点


  测流点


  堵头


  流量计


  泵站


  检查井


  变径管


  阀门


  疑问设备


  消防栓


  必须被“普通给水管线”的端点进行覆盖


  普通给水管线必须为单一部分


  普通给水管线不能自相交


  普通给水管线不能自重叠


  普通给水管线不能有悬挂点


  普通给水管线不能重叠


  设施网络分析(几何网络)


  在ArcGIS中新建几何网络


  选择拓扑容差


  选择参与几何网络构建的所有设备(要素)


  选择源和汇


  添加权重信息


  构建几何网络


  进行网络分析


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