劉媛媛，崔 偉

（1.松遼水利委員會(huì)水文局（信息中心），吉林長春130021；2.松遼水利委員會(huì)水文局嫩江水文水資源中心，黑龍江齊齊哈爾161005）

1 背景

洪水風(fēng)險(xiǎn)依然是流域的最大威脅。全球氣候變化，極端天氣頻發(fā)，洪澇與干旱交替威脅，洪旱并存，形勢嚴(yán)峻。行之有效的解決途徑是，在努力提高防洪抗旱工程能力的同時(shí)，大力加強(qiáng)防洪抗旱非工程措施的建設(shè)，充分采用現(xiàn)代化信息技術(shù)全面改造和提升傳統(tǒng)的防汛抗旱效率。信息應(yīng)用，數(shù)據(jù)先行。2008年起，按照水利部有關(guān)工作安排，水利部松遼水利委員會(huì)開始實(shí)施松遼流域防洪工程數(shù)據(jù)庫的開發(fā)建設(shè)。2015年，進(jìn)行了二期項(xiàng)目的開發(fā)完善，共形成5萬余項(xiàng)工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)成果，其中堤防工程5 700余項(xiàng)[1]，形成可供平臺及各業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用的數(shù)據(jù)庫。隨著防汛工作不斷細(xì)化和深入，對防洪工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的理解不斷深化，對數(shù)據(jù)的需求不斷提高，尤其是流域大江大河干流工程的防洪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息需要更加貼近流域防洪實(shí)況需求。2015年后，部分未進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的大型工程陸續(xù)建成，需要進(jìn)行核對和建設(shè)入庫，對應(yīng)的空間數(shù)據(jù)，也需要進(jìn)一步補(bǔ)充修正，以滿足防洪減災(zāi)工作新要求、新任務(wù)。

2 工作思路

在開展數(shù)據(jù)收集時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)名錄核對、屬性拆分比對，對同意義字段進(jìn)行匹配，確定與屬性數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的異同情況，確定是否存在擴(kuò)展字段。確定工程數(shù)據(jù)名錄及工程的空間屬性和非空間屬性來源，增補(bǔ)防洪工程數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)，加載數(shù)據(jù)并發(fā)布空間數(shù)據(jù)服務(wù)。在資料收集中，著重收集技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，貼近水利統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型及代碼編制要求，等等。從數(shù)據(jù)分析、空間數(shù)據(jù)處理、屬性數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)，開展數(shù)據(jù)處理與發(fā)布。

3 數(shù)據(jù)分析

收集到的數(shù)據(jù)從屬性數(shù)據(jù)上看，包括“一張圖”上的堤防工程代碼、名稱數(shù)據(jù)，防洪工程數(shù)據(jù)庫的堤防數(shù)據(jù)表16張，含5 778段堤防。從空間數(shù)據(jù)上看，包括“一張圖”上的堤防工程空間數(shù)據(jù)5 583段堤防。收集到需要加工處理的數(shù)據(jù)包括CAD數(shù)據(jù)及各類工程報(bào)告資料等。

4 數(shù)據(jù)處理

4.1 代碼分析

工程代碼主要包含2個(gè)來源：一是防洪工程數(shù)據(jù)庫工程代碼；二是水利“一張圖”工程代碼。防洪工程數(shù)據(jù)庫的對象代碼由國家項(xiàng)目辦通過項(xiàng)目建設(shè)統(tǒng)一編制和下發(fā)，在項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)程中，由于有新增工程的存在，國家項(xiàng)目辦及其項(xiàng)目承擔(dān)單位對工程對象的代碼進(jìn)行了調(diào)整。從工程名錄中選擇同一地域范圍的3個(gè)類型的工程進(jìn)行代碼比對。其中，水庫工程選擇了豐滿水庫，代碼為220211021000006；堤防工程選擇了二松豐滿區(qū)堤防，代碼為220211041000003；控制站工程選擇了豐滿水庫控制站，代碼為22000003000002，并考察代碼的組成。在《防洪工程數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符》中，堤防的類型碼為11，水庫為08，類型碼沒有體現(xiàn)在編碼中[2]。第二松花江的水資源二級區(qū)代碼為A030000，豐滿以上的三級區(qū)代碼為A030100，水資源分區(qū)代碼也沒有體現(xiàn)在編碼中。經(jīng)過收集項(xiàng)目建設(shè)期資料得到，原實(shí)施單位在代碼編制中，考慮設(shè)置了2位工程類型順序碼和1位校驗(yàn)碼，工程類順序碼01～15依次為：河流、水庫、控制站，堤防、海堤、蓄滯洪區(qū)，湖泊、圩垸、水閘，跨河工程、治河工程、險(xiǎn)點(diǎn)險(xiǎn)段、機(jī)電排灌站、墑情監(jiān)測站和灌區(qū)。1位校驗(yàn)碼為取所在行政區(qū)的代碼的最后1位。由此可基本確定防洪工程數(shù)據(jù)庫最終的代碼編制方式：6位行政區(qū)代碼+2位順序碼+1位校驗(yàn)碼+6位流水號。由于項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，新增了部分工程、剔除了部分重復(fù)工程等，使得實(shí)際下發(fā)的數(shù)據(jù)成果基本滿足此代碼編制規(guī)則，但個(gè)別對象類有所偏差。水利“一張圖”是水利部信息中心組織建設(shè)的實(shí)現(xiàn)水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和水利專業(yè)數(shù)據(jù)一體化管理、具備多類數(shù)據(jù)資源，以統(tǒng)一地圖服務(wù)為依托的基礎(chǔ)信息平臺，集成整合了國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程的各類專題數(shù)據(jù)，工程代碼與水利普查數(shù)據(jù)之間具有一定的繼承性[3]。水利普查工作中的堤防工程指沿江、河、湖、海等岸邊或行洪區(qū)、分洪區(qū)、圍墾區(qū)邊緣修筑的擋水建筑物，對應(yīng)到防汛抗旱指揮系統(tǒng)的防洪工程中，主要分為堤防和海堤[4]，將防洪工程代碼批量處理，去掉中間3位，保留前后各6位后，兩者可進(jìn)行比對。

4.2 名錄分析

1）數(shù)據(jù)量差異。從數(shù)據(jù)名錄表看，防洪工程數(shù)據(jù)庫中的堤防工程數(shù)據(jù)記錄為5 778行，“一張圖”中堤防空間的數(shù)據(jù)記錄為5 583行，兩者之間，防洪工程數(shù)據(jù)庫比“一張圖”多出195條堤防。

2）名錄匹配。按照分析出的規(guī)則對代碼進(jìn)行了處理，處理后的比對結(jié)果：兩者代碼完全一致的有5 489組，防洪工程數(shù)據(jù)庫中代碼不能得到匹配的有289行，“一張圖”中代碼不能得到匹配的有94行。兩者的代碼、名稱都一致的有5 133組，剩余356組不一致。對剩余的356組記錄逐個(gè)對比，可分為三類：第一類為在“一張圖”中名稱的連接符使用了“-”，而在防洪工程數(shù)據(jù)庫中連接符使用“_”；或者在“一張圖”中名稱的連接符使用“/”，而防洪工程數(shù)據(jù)庫中的連接符使用“/”，有290組。第二類為“一張圖”空間數(shù)據(jù)的名稱字段因?yàn)殚L度不夠，數(shù)據(jù)獲取時(shí)就存在字符串截?cái)嗟?，?行。第三類為從名稱上看可能有聯(lián)系，但無法確認(rèn)關(guān)系的，有59行。

4.3 提取和處理

采用兩種方式分別進(jìn)行提取分析：

第一種是按照屬性進(jìn)行提取分析。數(shù)據(jù)導(dǎo)入后，軟件會(huì)根據(jù)源數(shù)據(jù)情況自動(dòng)將數(shù)據(jù)分為注記層、點(diǎn)圖層、線圖層、面圖層、多面體圖層及其他數(shù)據(jù)類的圖層。堤防數(shù)據(jù)應(yīng)為線數(shù)據(jù)，即polyline類，因此選擇數(shù)據(jù)中的線圖層，查看線圖層的屬性表，嘗試通過屬性表分析并提取堤防數(shù)據(jù)。在“l(fā)ayer”字段中可以看到多個(gè)與堤防相關(guān)的屬性取值，包括“difang”“達(dá)標(biāo)堤1”“堤防”“加固堤防”“現(xiàn)狀堤防”和“新建堤防”，逐一對包含這些屬性值的記錄行進(jìn)行查看。結(jié)果為：layer=“difang”時(shí)可查詢到2項(xiàng)記錄，layer=“堤防”時(shí)可查詢到469項(xiàng)記錄，layer=“現(xiàn)狀堤防”時(shí)可查詢到1項(xiàng)記錄，但這些數(shù)據(jù)目測均非堤防數(shù)據(jù)。layer=“達(dá)標(biāo)堤1”時(shí)可查詢到145項(xiàng)記錄，layer=“加固堤防”時(shí)可查詢到191項(xiàng)記錄，layer=“新建堤防”時(shí)可查詢到4項(xiàng)記錄，以上數(shù)據(jù)應(yīng)屬堤防數(shù)據(jù)，共可提取340段記錄。

第二種是按照顏色進(jìn)行提取分析。通過“顏色字段”粗讀屬性表，大部分提示為“堤防”的數(shù)據(jù)記錄，顏色字段的屬性值為“2”或者“7”，但點(diǎn)選后發(fā)現(xiàn)并非堤防數(shù)據(jù)。選中堤防線對象，讀取屬性表信息，可以獲知“堤防”數(shù)據(jù)的顏色字段取值可能為“18”，“加固堤防”的顏色字段取值可能為“200”，“達(dá)標(biāo)堤防”數(shù)據(jù)的顏色字段取值可能為“7”，并且同名堤防的對象存在于不同的CAD圖幅中，且是不連續(xù)的折線，按照“顏色”屬性選取，共可提取272段記錄。經(jīng)過比對，確定由屬性中部分字段完成數(shù)據(jù)提取和整合，并通過提取結(jié)果的顏色字段作為驗(yàn)證。提取結(jié)果的顏色字段值大體上包含了“3”“7”和“200”等，linetype字段值大體上包含了“TRACKS”和“護(hù)岸（實(shí)線）”等，因此數(shù)據(jù)基本可取。

對提取出的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行人工查缺補(bǔ)漏之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。首先對提取到的結(jié)果進(jìn)行字段處理。源數(shù)據(jù)的工程名稱屬性是存儲(chǔ)在氣泡式標(biāo)識中的，易于讀圖，但不能使用數(shù)據(jù)檢索和查詢。因此，要為導(dǎo)出數(shù)據(jù)增加“Name”，即“堤防名稱”字段。由于沒有其他參照資料，主要采用了人工目測的方式，逐一讀取堤防工程的名稱，完成名稱屬性的補(bǔ)充。其次，對數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)建立和轉(zhuǎn)換。初步判斷源文件的坐標(biāo)系統(tǒng)為“CGCS2000_3_Degree_GK_CM_123E”，為導(dǎo)出結(jié)果文件設(shè)置該坐標(biāo)系統(tǒng)，并轉(zhuǎn)換到“GCS_China_Geoditic_Coordinate_System_2000”。5個(gè) 源 文 件中，有3個(gè)文件是無法得知坐標(biāo)系統(tǒng)的，只能通過空間校正進(jìn)行空間位置糾偏，存在一定的誤差。得到656個(gè)堤防空間數(shù)據(jù)對象，其中松花江干流堤防數(shù)據(jù)257條、嫩江339條、第二松花江60條。按原有屬性標(biāo)注名稱分類：“達(dá)標(biāo)堤”255條，“哈爾濱市 現(xiàn) 有堤防”31條，“加固 堤 防”255條，“現(xiàn)有堤防”61條，“現(xiàn)狀堤防”50條，“新建堤防”4條?？臻g數(shù)據(jù)以geodatabase數(shù)據(jù)庫方式存儲(chǔ)。

4.4 屬性數(shù)據(jù)匹配

首先，對數(shù)據(jù)表進(jìn)行初步地規(guī)范化處理，得到3張表、258行記錄，其中：嫩江96行記錄，第二松花江40行記錄，松花江干流122行記錄。參照防洪工程數(shù)據(jù)庫二期項(xiàng)目中國家項(xiàng)目辦所采取的統(tǒng)一措施，將堤防名稱中多種格式的連接符統(tǒng)一為“_”，共調(diào)整32項(xiàng)。但“馬蹄至半子山堤防”和“光榮至沿江堤”未修改。分析得出屬性數(shù)據(jù)列表中的工程代碼規(guī)則：1位工程類型字符+6位河流代碼段+2位英文順序碼+1位占位碼+1位岸別碼。以古里堤防為例，D為堤防工程類型，AB0000為松花江河流代碼AB00006的局部，AA為英文順序碼，0為占位碼，2為右岸。河流代碼段規(guī)則：松花江AB0000，嫩江AB1000，第二松花江AB1100。岸別代碼規(guī)則：1為左岸，2為右岸。對數(shù)據(jù)編碼進(jìn)行查重，發(fā)現(xiàn)有46對工程代碼重復(fù)。分析后得出，部分原始數(shù)據(jù)在進(jìn)行工程編碼時(shí)，錯(cuò)誤地選用了非所在河流的代碼，造成了代碼沖突，對這部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行代碼段替換處理。

其次，對屬性數(shù)據(jù)表參照NFCS 01-2017《防洪工程數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識符》進(jìn)行表結(jié)構(gòu)匹配，共涉及4張數(shù)據(jù)表，即名錄表、堤防基礎(chǔ)信息表、堤防水文特征和橫斷面信息表，共10個(gè)屬性項(xiàng)，具體包括堤防名稱（DIKE_NAME）、堤防長度（DIKE_LEN）、堤防級別（DIKE_GRAD）、設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)（DSFLST）、設(shè)計(jì)流量（DSFL）、堤頂超高（BNTPFR）、堤頂平均寬度（BNTPAVWD）、堤頂路面型式（BNTPRDTP）、歸口管理部門（ADM_DEP）和屬性采集時(shí)間（COLL_DATE）。在字段方面，標(biāo)準(zhǔn)中的堤防代碼字段類型為VC（20），實(shí)際數(shù)據(jù)成果為C（17），此次源數(shù)據(jù)中代碼均為11位字符串，因此字段類型設(shè)置為C（11）。堤防長度在標(biāo)準(zhǔn)中單位為m，而業(yè)務(wù)單位工作慣例采用km，因此數(shù)據(jù)類型從N（8，2）調(diào)整為N（7，3），單位km。歸口管理部門在標(biāo)準(zhǔn)中為歸口管理單位的類別，字段值為枚舉類型，字段類型為C（1），而源數(shù)據(jù)中歸口單位為描述性字符串，因此字段類型改為VC（100）。

通過Name字段進(jìn)行匹配，258條新增數(shù)據(jù)源的堤防中，完全匹配結(jié)果有65個(gè)：嫩江21個(gè)，第二松花江26個(gè)，松花江18個(gè)?？赡：ヅ浣Y(jié)果有126個(gè)：嫩江41個(gè)，第二松花江4個(gè)，松花江81個(gè)。直接字符串比較后，完全不匹配結(jié)果有67個(gè)：嫩江34個(gè)，第二松花江10個(gè)，松花江23個(gè)。65條堤防共對應(yīng)出空間數(shù)據(jù)對象316個(gè)，經(jīng)過有關(guān)部門技術(shù)人員校對后，完成了全部數(shù)據(jù)匹配工作。

5 結(jié)語

針對獲取的補(bǔ)充圖形資料開展了堤防空間數(shù)據(jù)補(bǔ)充修正工作，補(bǔ)充了堤防工程數(shù)據(jù)記錄258行，對應(yīng)空間數(shù)據(jù)656段，發(fā)布空間服務(wù)1項(xiàng)?？紤]數(shù)據(jù)源主要來源于設(shè)計(jì)成果，且本期工作中未涉及實(shí)地校驗(yàn)，數(shù)據(jù)與實(shí)際建成情況和已有數(shù)據(jù)成果之間的關(guān)系，還需要進(jìn)一步核實(shí)和確認(rèn)。建議條件允許時(shí)，進(jìn)行現(xiàn)場對象核查，確保資料的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)建設(shè)和完善是一項(xiàng)持久的工作，持續(xù)不斷地應(yīng)用和更新才能使得已建成的數(shù)據(jù)庫保持長久的生命力。在數(shù)據(jù)補(bǔ)充完善過程中，需要特別注重?cái)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)整合和一數(shù)一源，遵照統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型開展更新。