基于ArcGIS Engine的村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫質(zhì)檢方法研究

郭結(jié)瓊

摘要：質(zhì)量檢查是數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，為確保村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫成果符合標(biāo)準(zhǔn)要求，該文基于ArcGIS?Engine對數(shù)據(jù)庫質(zhì)量自動化檢查方法進(jìn)行了探索與研究，并采用規(guī)則定制化模式開發(fā)了質(zhì)檢軟件。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，使用該軟件可以大幅度提高數(shù)據(jù)庫質(zhì)檢工作的效率和準(zhǔn)確性，為后續(xù)村莊規(guī)劃成果數(shù)據(jù)上圖、統(tǒng)計(jì)分析、規(guī)劃管理和實(shí)施等工作的開展提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量檢查??村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫??ArcGIS?Engine??自動化??規(guī)則定制化??質(zhì)檢軟件

中圖分類號：TU982.29;P208??文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Research?on?Quality?Inspection?Methods?of?the?Village?Planning?Database?Based?on?ArcGIS?Engine

GUO?Jieqiong

（?Qingdao?Urban?Planning?&?Design?Research?Institute，?Qingdao，?Shandong?Province，?266071?China?）

Abstract：?Quality?inspection?is?a?crucial?part?of?the?database?construction?process.?In?order?to?ensure?that?village?planning?database?results?meet?the?requirements?of?the?standard，?this?paper?explores?and?studies?the?automatic?inspection?method?of?database?quality?based?on?ArcGIS?Engine，?and?develops?quality?inspection?software?by?using?the?rule?customization?mode.?The?practical?application?results?show?that?the?use?of?the?software?can?greatly?improve?the?efficiency?and?accuracy?of?the?database?quality?inspection，?and?provide?a?reliable?basic?data?guarantee?for?data?mapping，?statistical?analysis，?and?planning?management?and?implementation?of?subsequent?village?planning?results.

Key?Words：?Quality?inspection;?Village?planning?database;?ArcGIS?Engine;?Automation;?Customization?of?rules;?Quality?inspection?software

在新時(shí)代背景下，為全面提高鄉(xiāng)村地區(qū)的數(shù)字化治理水平，做好村莊規(guī)劃編制、實(shí)施和管理工作，自然資源部辦公廳《關(guān)于加強(qiáng)村莊規(guī)劃促進(jìn)鄉(xiāng)村振興的通知》要求將村莊規(guī)劃成果疊加到國土空間規(guī)劃“一張圖”上，地方需結(jié)合實(shí)際工作需求制定村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)，并開展成果入庫、匯交、質(zhì)檢、上圖、動態(tài)維護(hù)更新等一系列村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作，為村莊規(guī)劃的科學(xué)編制和有序管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障[1]。由于村莊規(guī)劃編制單位GIS人員技術(shù)水平的良莠不齊，入庫過程中對村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的理解有偏差、操作有誤等因素，導(dǎo)致各區(qū)市匯交的村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫成果難免會存在一些技術(shù)問題和錯(cuò)誤信息。數(shù)據(jù)庫質(zhì)檢工作技術(shù)難度相對較高，過程較繁瑣，人工質(zhì)檢效率低下，為進(jìn)一步加強(qiáng)村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設(shè)，規(guī)范村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫成果，節(jié)約人力成本，亟需探索一種村莊規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫自動化質(zhì)檢方法來提高檢查效率和質(zhì)量。

ArcGIS?Engine是由ESRI公司面向開發(fā)人員提供的一組基于COM（組件對象模型）技術(shù)的可嵌入式GIS組件庫和工具包，是獨(dú)立于ArcGIS?Desktop應(yīng)用程序的ArcObject編程環(huán)境，它提供豐富的地圖功能接口，有數(shù)千個(gè)對象可供開發(fā)人員調(diào)用，具有強(qiáng)大的GIS處理和分析能力，基于ArcGIS?Engine開發(fā)人員可構(gòu)建自定義GIS應(yīng)用程序軟件[2-3]。結(jié)合實(shí)際工作需求，該文依據(jù)村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)對質(zhì)檢內(nèi)容和規(guī)則進(jìn)行了介紹，利用ArcGIS?Engine提供的接口對質(zhì)檢方法進(jìn)行了探討，并開發(fā)了一套村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫質(zhì)檢軟件，替代傳統(tǒng)的人工質(zhì)檢方式，大幅度提高了質(zhì)檢工作的效率和準(zhǔn)確性，在村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中發(fā)揮了重要作用。

1?質(zhì)量檢查內(nèi)容

村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫采用分層的方法進(jìn)行組織和管理，包括基礎(chǔ)地理信息要素、空間規(guī)劃信息要素、規(guī)劃文檔資料要素、規(guī)劃表格要素、規(guī)劃柵格圖要素、批復(fù)和其他文件六大要素，各要素具體數(shù)據(jù)內(nèi)容如表1所示。

此次質(zhì)檢對象為基礎(chǔ)地理信息要素和空間規(guī)劃信息要素中的空間類數(shù)據(jù)，質(zhì)檢內(nèi)容主要包括格式正確性、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)規(guī)范性、屬性數(shù)據(jù)符合性和拓?fù)潢P(guān)系正確性這幾個(gè)方面。具體敘述如下。

（1）格式正確性。檢查成果數(shù)據(jù)庫文件格式是否符合數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的文件格式。

（2）數(shù)據(jù)完整性。檢查成果數(shù)據(jù)庫內(nèi)容是否存在缺項(xiàng)，要素圖層使用ArcGIS軟件能否正常打開。

（3）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)規(guī)范性。檢查空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)系統(tǒng)是否采用“2000國家大地坐標(biāo)系”，高程系統(tǒng)是否采用“1985國家高程基準(zhǔn)”，投影方式是否采用高斯-克呂格投影40帶投影，數(shù)據(jù)容差、空間分辨率是否符合數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）屬性數(shù)據(jù)符合性。檢查屬性字段完整性、結(jié)構(gòu)符合性、值域范圍符合性、邏輯一致性、取值唯一性、字段必填性等。

（5）拓?fù)潢P(guān)系正確性。檢查圖層要素是否存在拓?fù)溴e(cuò)誤，如圖層自身是否存在重疊或相交、全覆蓋圖層是否存在縫隙、兩圖層之間邏輯關(guān)系是否正確等。

2?質(zhì)量檢查方法

2.1?數(shù)據(jù)完整性檢查

該項(xiàng)檢查主要針對數(shù)據(jù)庫中的要素圖層是否按照標(biāo)準(zhǔn)要求組織命名，數(shù)據(jù)庫內(nèi)容是否完整。關(guān)鍵步驟如下。

（1）根據(jù)數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)要求，事先將圖層配置表導(dǎo)入Access數(shù)據(jù)庫，并標(biāo)注出圖層是否為必要圖層，圖層配置信息如表2所示。

（3）根據(jù)圖層配置表中的必要圖層名稱查詢待檢數(shù)據(jù)庫，查找出待檢數(shù)據(jù)庫中缺少哪些必要圖層。

2.2?數(shù)學(xué)基礎(chǔ)規(guī)范性檢查

數(shù)學(xué)基礎(chǔ)規(guī)范性檢查包含坐標(biāo)系統(tǒng)檢查和數(shù)據(jù)精度檢查兩部分。ArcGIS?Engine提供了ISpatialReference空間參考接口類，調(diào)用該接口類的屬性和方法可獲取空間數(shù)據(jù)庫的坐標(biāo)系統(tǒng)和精度參數(shù)，通過將獲取的參數(shù)與規(guī)范取值進(jìn)行一致性比對可判斷數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是否規(guī)范。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)規(guī)范性檢查內(nèi)容及方法如表3所示。

2.3?屬性質(zhì)量檢查

由于入庫人員對數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)的理解有偏差或入庫過程中存在不當(dāng)操作等原因，成果數(shù)據(jù)庫往往會存在一些屬性質(zhì)量問題[4-5]。數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)對每個(gè)圖層要素的屬性字段命名、類型、長度和值域范圍都有明確的要求，為提高數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量，需按照標(biāo)準(zhǔn)要求制定質(zhì)量檢查要點(diǎn)，包括屬性表結(jié)構(gòu)檢查、屬性值非空檢查、唯一性檢查、值域正確性檢查、邏輯一致性檢查等。

2.3.1?屬性表結(jié)構(gòu)檢查

該項(xiàng)主要檢查要素圖層屬性字段名稱、數(shù)據(jù)類型、字段長度是否符合要求。屬性表結(jié)構(gòu)檢查可通過將待檢數(shù)據(jù)庫與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫比對的方法實(shí)現(xiàn)，首先遍歷待檢數(shù)據(jù)庫要素圖層獲取各圖層屬性字段集合，然后通過IField接口類的Name、Type、Length屬性獲取屬性字段名稱、類型和長度信息，最后將獲取的信息與標(biāo)準(zhǔn)庫進(jìn)行比較來判斷待檢數(shù)據(jù)庫要素圖層屬性表結(jié)構(gòu)是否規(guī)范。

2.3.2?屬性值非空檢查

標(biāo)準(zhǔn)要求某些屬性字段取值不能為空值，如目標(biāo)年規(guī)劃用地圖層中的用地面積、用地性質(zhì)等。通過IFeatureCursor游標(biāo)類遍歷圖層屬性，根據(jù)待檢屬性字段的位置索引獲取屬性值，使用string.IsNullOrEmpty方法來判斷該屬性值是否為空。

2.3.3?字段取值唯一性檢查

屬性表中的索引字段具有唯一性，如目標(biāo)年規(guī)劃用地屬性表中的地塊編號字段，唯一性檢查的SQL語句為：select?OBJECTID?from?MBNGHYD?group?by?DKHB?having?count（DKBH）>1。

2.3.4?值域符合性檢查

該項(xiàng)檢查主要針對屬性字段取值是否規(guī)范，如村莊類型、歷史文化要素類型、權(quán)屬性質(zhì)、規(guī)劃狀態(tài)、公服設(shè)施點(diǎn)類型、用地性質(zhì)等字段值是否在數(shù)據(jù)字典值域范圍內(nèi)。將字段值域范圍存放在Access數(shù)據(jù)字典表中，遍歷圖層要素屬性表獲取字段值，使用SQL語句查詢字段值是否在數(shù)據(jù)字典表內(nèi)，以此來判斷字段值是否為非法取值。查詢語句為：select?COUNT（0）?from?DIC_SYS?where?DIC_TYPE?=?@dicType?and?DIC_CODE?=?@dicCode"，?new?OleDbParameter（"@dicType"，?dicType），?new?OleDbParameter（"@dicCode"，?fieldValue）。

2.3.5?屬性邏輯一致性檢查

該項(xiàng)主要是檢查多個(gè)字段之間取值的關(guān)聯(lián)性是否正確，比如：用地性質(zhì)代碼和用地性質(zhì)名稱必須一致，獨(dú)立占地公服設(shè)施用地面積不能為空等。以目標(biāo)年規(guī)劃用地圖層用地性質(zhì)屬性邏輯一致性檢查為例，首先遍歷目標(biāo)圖層要素屬性表獲取用地性質(zhì)代碼和用地性質(zhì)名稱字段值；然后根據(jù)用地性質(zhì)代碼查詢數(shù)據(jù)字典表，獲取對應(yīng)的用地性質(zhì)名稱，語句為select?YDXZMC?from?DIC_LANDUSE?where?YDXZDM?=?@ydxzdm"，?new?OleDbParameter（"@ydxzdm"，?ydxzdmValue）；最后通過比對要素屬性表中的用地性質(zhì)名稱和數(shù)據(jù)字典中的用地性質(zhì)名稱是否相等來判斷邏輯一致性是否正確。

2.4?拓?fù)潢P(guān)系檢查

拓?fù)潢P(guān)系檢查是空間數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢查的重要組成部分，拓?fù)潢P(guān)系檢查包含圖層內(nèi)拓?fù)潢P(guān)系檢查和圖層間拓?fù)潢P(guān)系檢查[6-7]。圖層內(nèi)拓?fù)潢P(guān)系檢查包括重疊檢查、縫隙檢查等，圖層間拓?fù)潢P(guān)系檢查包括一個(gè)面圖層必須在另一個(gè)面圖層范圍內(nèi)、兩個(gè)面圖層要素必須相互覆蓋等。由于數(shù)據(jù)入庫人員在入庫過程中操作不當(dāng)、檢查不細(xì)致，往往會導(dǎo)致成果數(shù)據(jù)庫存在一些拓?fù)溴e(cuò)誤。拓?fù)溴e(cuò)誤檢查涉及內(nèi)容較多，過程較繁瑣，是數(shù)據(jù)庫質(zhì)量檢查中的難點(diǎn)。該文以配置表的形式來規(guī)定拓?fù)錂z查事項(xiàng)和內(nèi)容，程序通過讀取配置表對空間數(shù)據(jù)庫的拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行自動檢查。拓?fù)錂z查配置表包括規(guī)則表TOPO_CHECK_RUEL和細(xì)則表TOPO_CHECK_DETAIL。

拓?fù)潢P(guān)系檢查通過自定義TopologyChecker工具類來實(shí)現(xiàn)，首先在數(shù)據(jù)集中構(gòu)建拓?fù)?，遍歷拓?fù)錂z查配置表，在拓?fù)渲刑砑右貓D層和檢查規(guī)則，然后創(chuàng)建ValidateTopology拓?fù)錂z查實(shí)例，調(diào)用GP_Tool.Execute方法執(zhí)行拓?fù)錂z查，最后根據(jù)拓?fù)湟?guī)則類型從錯(cuò)誤容器中獲取相應(yīng)的錯(cuò)誤信息，并將錯(cuò)誤信息記錄到質(zhì)檢結(jié)果表中，完成拓?fù)潢P(guān)系檢查。關(guān)鍵步驟代碼如下。

（1）自定義TopologyChecker拓?fù)錂z查類構(gòu)建拓?fù)洹?/p>

TopologyChecker?topoChecker?=?new?TopologyChecker（fd_data，?fcs）;

topoChecker.PUB_TopoBuild（"new_Topology"）;

（2）遍歷拓?fù)錂z查配置表，在拓?fù)渲型ㄟ^添加要素和規(guī)則。

topoChecker.PUB_AddFeatureClass（）;

topoChecker.AddRuleToTopology（esriTopologyRuleType.esriTRTAreaNoOverlap，?"面要素之間無重疊"，?fc）;

（3）調(diào)用ValidateTopology方法進(jìn)行拓?fù)錂z查。

ValidateTopology?Temp_Validate?=?new?ValidateTopology（Topology）;

GP_Tool.Execute（Temp_Validate，?null）;

（4）通過PUB_GetErrorInfo方法獲取拓?fù)溴e(cuò)誤信息。

List<string>?errorList?=?topoChecker.PUB_GetErrorInfo（）;

3?應(yīng)用實(shí)例

該文使用上述方法并基于ArcGIS?Engine10.2.2開發(fā)組件庫和Visual?Studio2012開發(fā)工具，采用集成開發(fā)模式，在.NET環(huán)境下利用C#語言編程實(shí)現(xiàn)村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫質(zhì)檢軟件，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)完整性、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)規(guī)范性、屬性字段結(jié)構(gòu)規(guī)范性、值域規(guī)范性、圖形拓?fù)湟?guī)范性等115項(xiàng)規(guī)則的自動化檢查。軟件設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮復(fù)用性，采用規(guī)則定制的模式進(jìn)行開發(fā)，后續(xù)如有新的質(zhì)檢需求，無需更改代碼，只需更改質(zhì)檢規(guī)則表即可。

該軟件已成功應(yīng)用到青島市村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作之中，完成單個(gè)村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的質(zhì)檢平均耗時(shí)由人工每3?h縮減為每10?min，避免因重復(fù)性工作造成的人力資源浪費(fèi)，大幅度提高了質(zhì)檢工作的效率，能夠很好地滿足實(shí)際工作需求。

4?結(jié)語

在“五級三類”的國土空間規(guī)劃體系下，村莊規(guī)劃作為城鎮(zhèn)開發(fā)邊界外的詳細(xì)規(guī)劃，是后續(xù)開展各項(xiàng)開發(fā)建設(shè)、實(shí)施國土空間用途管制的法定依據(jù)，村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫是對鄉(xiāng)村地區(qū)地類圖斑、管控要素等空間資源的體系化和精細(xì)化整合，是未來村莊的發(fā)展與管理的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫質(zhì)量保障是其發(fā)揮作用的前提，村莊規(guī)劃體量大，傳統(tǒng)的人工質(zhì)檢方式效率低下且質(zhì)檢準(zhǔn)確性不高，難以滿足實(shí)際工作的需要，該文從如何高效確保村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫準(zhǔn)確性的角度出發(fā)，基于ArcGIS?Engine研究了一套村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫自動化質(zhì)檢的方法并配套開發(fā)了免安裝質(zhì)檢軟件。通過實(shí)踐應(yīng)用表明：該軟件操作簡單，一鍵式導(dǎo)入待檢數(shù)據(jù)庫，質(zhì)檢任務(wù)自動化執(zhí)行，可高效、高質(zhì)量地完成村莊規(guī)劃成果數(shù)據(jù)庫全方位質(zhì)量檢查，質(zhì)檢規(guī)則的可定制化特性使其具有很強(qiáng)的通用性和可移植性，可為其他數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作的開展提供經(jīng)驗(yàn)借鑒和參考。

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