地理信息中有哪些分层方法

6. 什么格式能分层存储电子地图地理信息。

目前电子地图地理信息的存储都是以矢量数据或者数据库方式，使用的软件ArcGIS,MapGIS等

7. 地理信息系统由哪些部分组成地理信息系统的基本功能有哪些是否可以把一个图像地图转化成数字地图

一般指RS,GPS,GIS，通常简称3S，具体不太了解，高中教材略有提到。至于将图像地图转化为数字地图肯定是可以的，但是需专业人士、专业软件。

8. 地理信息系统的数据模型包括那些相互联系的方面试举例说明

1.引言

经过几十年的发展，今天的GIS系统已经具备了较强的数据存贮、管理和输入输出功能，但目前大多数的GIS仍然是以数据为中心的，在完整表达客观地理世界、进行高层次的空间分析和直接提出决策方案的能力方面还远远不够，导致这种情况的根本原因在于现有GIS的数据模型不能准确地表达客观地理世界。为此，作者为现有GIS软件总结了两种典型的数据模型[1]：拓扑关系数据模型和面向实体的数据模型，并分析了它们各自的优缺点，指出应该在整体论的基础上为地理空间建立一个能够直接反映人们认知的整体数据模型。

2.面向对象的整体数据模型

GIS本质上是对客观地理世界的近似模拟，其理想状态应该是尽可能准确地反映地理世界，同时做到数据量最小，又便于人们从中获取所需要的信息和规律。要达到这种理想状态，我们需要做好两步工作：1）准确理解地理空间；2）为地理空间建立面向对象的整体数据模型---一个基于地理空间整体论、完全以面向对象方式组织的GIS数据模型。
地理空间的理解可以简单概括为[1]：地理空间是一个目标组合排列集，每个目标或说对象都具有位置、属性和时间信息，及与其它对象的拓扑关系、语义关系等。基于这一认识，我们可以得到，表达地理空间的整体GIS数据模型有如下特征：
■ 将地理空间按照人的思维方式理解为基于目标的空间和定义在地球表层目标集上的关系。除了要研究对象的几何位置及拓扑关系外，还要重视研究对象间的语义关系。
■ 整体数据模型虽然要求我们将客观世界作为整体看待，但在执行具体的数据组织时也需要对众多的地理实体进行分层。分层是基本的和必要的，但由于为一种目的进行的分层很难满足另外的需求，因此重要的不是提供一种通用的分层，而是对方便地加入、删除对象等维护层的操作予以足够的支持。复合图层含有不按对象维数分层的含义，能够很好地体现客观 世界的整体特征，为不同层中的关联对象或用户感兴趣的不同类型对象提供了一个集中存贮与交互的独立空间，整体数据模型尤其应该增强复合图层的功能，使用户能够自由地加入、删除、修改、查询任意类型（点、线、面和复杂实体）的地理实体，同时能够进行强大的空间分析；
■ 虽然传统的GIS数据模型常将基于对象的模型用矢量结构表达，而将基于场的模型用栅格结构表达[2][3]，其实可将对象和连续场这两种看似对立的模型统一在面向对象的整体数据模型中，因为面向对象的方法作为一种框架不仅可以描述基于对象的模型，也可以描述基于场的模型[3][4]。
■ 空间对象是处在三维空间中的，并具有多尺度特征。
■ 整个数据模型完全以面向对象的方式组织。

由上可见，在整体数据模型中，地理空间被表达为一个具有相互关系的对象集。每个对象不仅具有自己的几何信息、属性信息和时间信息，而且与其它对象之间具有拓扑关系和语义关系。所有这些信息在整体数据模型中都处于同等重要的地位，其中起着连接作用的是对象本身。根据对象的形状特点，同时为了方便计算机实现与管理，我们可以将地理空间中的对象分为5种基本对象：点、线、面、注记和复杂对象。其中，前面四种对象比较简单，统称为简单对象，这里只介绍第5种对象---复杂对象。
复杂对象是由简单对象组合派生的，可以划分为如下两种类型：
1）单纯型复杂对象
多个同样类型的对象合并成为一个单纯型复杂对象。·复杂点：点群，由多个点状对象构成的集合，整个集合是一个对象，如聚集在一起的多个水文站等；•复杂线：线群，由多个线状对象构成的集合，整个集合是一个对象，如一线状水系，一径流网络等；·复杂面：面群，由多个面状对象构成的集合，整个集合是一个对象，如一湖泊群，一海洋群岛等。
2）混合型复杂对象
点、线、面共存的复杂对象。混合型复杂对象的混合种类包括：点与线混合，点与面混合、线与面混合及点、线、面同时存在的混合，多个不同类型对象合并成一个就构成了混合型复杂对象，因此混合型复杂对象不属于点、线、面中的某一基本类型，在属性上也就不具备这些基本类型对象的一些特有信息，如线对象的长度，面对象的面积和周长等，这在数据库表结构的设计中要予以必要的考虑。
单纯型复杂对象可以在相应类型的简单对象集中存贮和在相应图层中显示，也可以在复合对象集中存贮和在复合图层中显示；混合型复杂对象只能在复合对象集中存贮和在复合图层中显示，它们不适合存入简单对象集，也不宜在点、线、面简单图层中显示，因为它们的加入会破坏简单对象集和简单图层的专题特性，也不便于管理。
上面介绍的这5种对象在地理空间中都是以三维形态存在的，但由于三维GIS建设的成本较高，在技术实现上也有相当的难度，而目前二维GIS能够满足大部分实际需求，因此我们在表达三维客观地理世界、实现整体GIS数据模型时以开发二维GIS为主，而在某些需要查看具体三维细节的地方提供机制以表现其三维结构，例如可以另开辟一个小的三维地图窗口来表现对象的三维形状、结构和拓扑关系等。
时间问题[5]-[8]、语义关系和拓扑关系[9]-[11]一直是GIS界长期研究的热点，虽然它们在整体数据模型里面占有很重要的位置，但是本文的重点在于确定整个数据模型和系统的总体组织，对它们的具体讨论将在以后逐步展开。

3 系统数据组织

3.1 对象集

对象集是指由众多对象构成的集合。划分对象集的目的在于存储和管理对象的方便，它可以是由同种几何类型的对象构成的集合，也可以是由不同类型对象组成的集合。在整体GIS数据模型中，有如下三类对象集：
■ 简单对象集：包括简单点对象集、线对象集、面对象集和注记对象集四类；点对象集是由简单点对象或单纯型复杂点对象组成的集合，线对象集是由简单线对象或单纯型复杂线对象组成的集合，面对象集是由简单面对象或单纯型复杂面对象组成的集合。简单对象集也可称为专题对象集。
■ 复合对象集：由简单点、线、面对象、注记对象、单纯型复杂对象或混合型复杂对象等不同类型对象组成的集合。在这种对象集合中，可以包含任意类型的对象元素；
■ 场：场是由有机关联的对象构成的集合，其中的元素在几何上不再相互独立，而是紧密相关，这一点与以上两种对象集不同。如TIN、GRID、影像和网络等。场中的元素对象一般较多，场本身就是一个对象集，因此我们在概念上不再另设场对象和场对象集。
由上可见，对象类型与对象集类型并不是完全一一对应的，例如：单纯型复杂线对象与简单线对象一样分别存贮与显示在简单线对象集和简单线图层中，不必要专门的单纯型复杂线对象集和单纯型复杂线图层来存贮和显示。
除了点、线、面三种单纯型复杂对象外，其它各种对象（点、线、面简单对象、注记对象和混合型复杂对象）与对象集类型都是一一对应的。另外，场是一种对象集，不过由于其中的元素并不是场对象（没有场对象概念），因而场与场中的元素也不存在一一对应的关系，但在实现时开发者完全可以设计一个场类来管理各种各样的场。
值得指出的是，整体GIS数据模型认为人们感知的客观世界是一个由众多类型不同的地理实体组成的整体世界，而不是人为分割的、僵化的对象层，但由于分层能够为GIS管理和显示地理对象提供极大的方便，因此我们在基本分层（在本文中是对象集）的基础上，特别提出并强调复合对象集的概念，以此来表达和实现整体GIS数据模型的整体思想。复合对象集打破了GIS中传统分层的框架，为不同对象集中的关联对象或用户感兴趣的不同类型对象提供了一个集中存贮与交互的独立空间，但同时也为系统开发和管理带来了一定难度。比如，单纯型对象集的显示、修改、存贮、管理、分析和输出都可采用统一的方法进行，而复合对象集的这些操作则必须在内部进行分别处理（按对象类型）。虽然如此，但单纯型对象集与复合对象集都是为了满足不同的用户需求而设计的，二者在对象组织、系统实现和空间分析上各有优缺点，一个功能强大的GIS应该同时支持它们。

3.2 图层

对象集加上自己特有的显示属性即是图层，因此对象集类型与图层类型是一一对应的。由于对象集包括点、线、面、注记对象集、复合对象集和场6种基本类型，因此图层也有相应的点、线、面、注记图层、复合图层和场图层6种基本类型。对象集用来存贮对象的空间与属性数据，而图层则用来设置对象集的显示风格并控制对象集的显示范围、显示比例和操作特性（如可显示、可选择、可编辑和可捕捉等），二者各司其职又相互联系。在对应关系上，一个图层只对应一个对象集，而一个对象集却可显示在不同的地图窗口中对应多个图层，因此对象集与图层之间的关系是一对多的关系。

表1 各种对象的存贮与显示对比表
Tab.1 Contrast of store and display of all kinds of objects

对象类型
存贮的对象集
显示的图层

点与单纯型复杂点
简单点对象集表
简单点图层

线与单纯型复杂线
简单线对象集表
简单线图层

面与单纯型复杂面
简单面对象集表
简单面图层

混合型复杂对象
复合对象集表
复合图层

场
多个非同类简单对象集表
场图层

注记对象
注记对象集表
注记图层

3.3 数据库

我们这里所说的数据库是指广义的数据库，其定义为“存贮对象的集合”。物理上不管是以文件形式还是以商业数据库形式存在，只要存贮有对象，我们都称为数据库。就综合性能而言，一般是文件系统在小量数据方面有自己的长处，而商业数据库则对大量数据的支持有着文件系统无法替代的优势。

3.4 地图或地图窗口

对象集是用来存贮地理对象的，图层是用来控制对象的显示的，两者都不等同于地图或地图窗口。我们的地图或地图窗口是一种框架，是显示对象的实际载体，也是控制图层并对之进行操作和分析的主体。

3.5 工作空间

工作空间是为系统管理方便而设计的，相当于一个大的仓库，里面存贮有数据的基本信息，如数据库的名字与尺寸、地图和其它资源（如点、线、面型符号）。系统运行时可调入数据库对之进行管理控制。

4 数据存储与访问

4.1 存储结构

4.1.1 简单对象集对应的表结构

如前文所述，对象集包括点、线、面、注记对象集、复合对象集和场6种基本类型，因此在数据库中应该设计与之对应的6种表。对于文件系统而言，表的概念可以扩展为结构，也就是说用6种结构来存贮这些对象集的各个元素。其中，结构的成员与表的字段是一一对应的，为了操作方便，我们还可以定义一个专门的类来管理这个结构。对于商业数据库而言，表就是关系数据库系统中的普通表，不必进一步考虑。
不同的对象类型对应不同的表，但所有对象集都可采取形如表2的结构，当然不同类型的对象集在空间坐标串的组织及属性字段名字上会有不同。由于点对象与单纯型复杂点对象除了空间坐标串组织方式稍有不同外（不过都是用同样的方法打包成外部不可见的二进制块，可视为相同），其余字段都相同，因此它们可以共存于一个表，也可以一起显示在同一图层中，在各方面的处理上几乎没有什么差别。线对象与单纯型复杂线对象、面对象与单纯型复杂面对象的关系与此类似，也可同存于一个表和在同一图层中显示。当然，简单对象与单纯型复杂对象的空间坐标串的组成结构不同，单纯型复杂对象应该有能够识别多个同类型简单子对象的格式或标记。对于混合型复杂对象，必须用单独的混合型复杂对象表存贮，表结构中除了没有简单对象公有的长度、面积等字段外，其它字段均可根据需要进行设置，结构形式仍同于表2。

表2 简单点、线、面对象及单纯型复杂点、线、面对象表
Tab.2 Data structure of all kinds of objects

对象ID
用户ID
空间信息
语义关系1…
属性1…
属性n

…
…
…
…
…
…，三维结构与时间表存在的标志

由上可见，我们并未如拓扑关系模型那样在面对象表的空间坐标字段里用一系列弧段标识号来表示面对象的组成，而是直接用其坐标串。虽然这样在多边形的公共边上会有重复存储现象出现，但在计算机存储设备日益增大的今天，这已经不再是主要问题，相反这种坐标存储方式使面对象表不再依赖线对象表，其中的元素也变成为相对独立、完整的对象，同时也将提高系统访问数据的速度。这种方式是面向实体的数据模型和面向对象整体数据模型在内部实现机制上的一个特色，是一种以空间换时间的存储方式。

4.1.2 三维结构与时间属性的表结构

目前的GIS仍然以二维GIS为主，但有时又需要查看少数对象的三维结构与时间特性，因此我们在整体GIS的数据库中为这部分对象单独设计了“三维结构与时间表”。为了讨论方便，我们把上面的表2称为主表，而把这个表称为副表（表3）。副表中并不存储整个对象集的全部对象，而是只存储部分具有三维结构与时间特性的对象。至于哪些对象能有三维结构与时间属性存贮在副表中，则要看它们在主表中最后一个属性字段里的标志值。如果标志值为真，则有，否则在三维结构与时间属性表中就没有这些对象。
有时候对一部分对象我们只关心其三维结构或只关心其时间属性，这部分对象的取值不能简单地设为真或假，此时要修改标志变量的值域将之设置为4值域，即V={0, 1, 2, 3}，其中0表示既没有三维结构又没有时间属性，1表示有三维结构但没有时间属性，2表示没有三维结构却有时间属性，3表示两者都有。如果整个对象集中存在值为1或2的对象，那么该表就要拆分成两部分以分别存储它们的三维结构与时间属性，当然这些对象的其它信息仍然存储于主表中。

表3 三维结构与时间表
Tab.3 3D data structure and time attribute of all kinds of objects

对象ID
三维结构
时间属性1
时间属性2
时间属性n

…
…
…
…
…

4.1.3 复合对象集对应的表结构

复合对象集是整体GIS数据模型中一个很重要的概念，对于复合对象集，我们可以用两种方式存贮它。1）物理方式，即在物理上将对象的所有信息都集中存放于一个表中。由于不同类型对象的字段不尽相同，因而必然会造成一些字段的空间浪费，例如点对象的长度和面积字段在现实世界中没有实际意义，所占空间自然就是浪费。显然，复合对象集中对象的类型越多，造成的空间浪费就越大。不过，如果复合对象集中包含的对象类型只是简单点与单纯型复杂点，或简单线与单纯型复杂线，或简单面与单纯型复杂面，那么就不会存在字段不一致导致的空间浪费问题。2）逻辑方式，即复合对象集中只存贮对象的系统ID号，而实际的信息仍存在于简单点、线、面对象和单纯型点、线、面复杂对象表---主表中。只是当读取复合对象集中对象的信息时，要打开并访问相应类型的主表，需要耗费一定的系统时间。到底采用何种方式合适，要视具体情况而定。作者的建议是，当复合对象集中对象类型较少时，采用物理方式较为合适。反之，采用逻辑方式则更为合理。作为一个好的GIS系统，应该对这两种存贮方式都进行强有力的支持。

4.1.4 场对应的表结构

面向对象的整体GIS数据模型不仅在概念上将地理对象作为一个个独立的实体看待，而且在内部存储上也是将它们独立存储，各对象表之间并不存在拓扑依赖关系，这一点与基于拓扑关系的数据模型有很大的不同。那么，面向对象的整体GIS数据模型如何处理对象间的拓扑关系呢？我们知道，拓扑模型存贮对象间拓扑关系的一个很重要的目的是为了实现数据共享（同时也降低了访问速度），整体GIS放弃了这一点，它在对象的单个表中为每个对象都存贮了完整的坐标信息。拓扑关系在GIS中并不是最基本的信息，当在特殊情况下需要时我们可以将它们临时构建出来，生成的拓扑关系存放于新的对象集中，形成专门的具有拓扑关系的对象集，这种对象集就是场（这里特指矢量场）。场表的字段设置基本上采用了拓扑关系数据模型的表结构，面与线之间的坐标存储具有依赖关系。
其实，拓扑关系数据模型中预先存储的拓扑关系和整体GIS数据模型中临时构建的拓扑关系都是最基本的点、线、面邻接关系，并未涉及到相交、相离、覆盖等更多的拓扑关系，邻接关系也是拓扑关系中最常用的一种，因此我们只讨论点、线、面间的邻接拓扑关系，其它关系可根据空间查询和分析运算得到。
1）网络场
网络场是包含并强调点、线拓扑关系的最典型代表，网络场对应的对象表有两个：以弧段为主的弧段---结点表（表中含坐标串字段）与以结点为主的结点---弧段表（表中可含结点坐标字段，也可不含）。其中结点---弧段表中可存贮弧段标识号，也可不存（如果不存，可在弧段---结点表中查得结点的弧段），但结点表一定要存在，因为结点有属性要保存。网络场的两个表包含了点与线之间的邻接拓扑关系，我们可以通过它们查得任意结点的邻接弧段和结点，可以查得任意弧段的起止结点。弧段的位置信息一般存于弧段---结点表的空间坐标串字段中，端点的坐标可存于该字段中，也可在结点---弧段表中设一坐标字段存贮。
2）TIN场
TIN场由两类表即可存贮：三角形表和点表。三角形的坐标存于点表的坐标字段中，三角形表本身不存储坐标信息，而只存三角形顶点序号，这些序号的排列有严格的顺序，不能随意颠倒。
3）点-线-面场
有了多边形---弧段、弧段与结点和多边形、结点---弧段三个表，我们就可以得到任意多边形、任意弧段和任意结点的拓扑邻接关系[1]。其中弧段与结点和多边形表是枢纽，为弧段默认设置了空间坐标串字段、从结点、到结点、左多边形和右多边形5个字段。含有这种点、线、面之间拓扑关系的典型场有城市街区图、地籍管理中的宗地等。
其它场如GRID模型、影像数据是栅格数据管理的范围，数据结构相对简单，本文不作讨论。

4.1.5 数据库选择

在数据库类型选择上，有三种模式可供参考：
■ 全文件方式，即空间数据和属性数据都存贮在文件系统中；
■ 文件数据库混合方式，即空间数据存贮在文件系统中，而属性数据存贮在商业数据库中；
■ 全数据库方式，即空间数据与属性数据都存贮在商业数据库中，两种数据可以存放于同一个表也可分别存放于两个表中。

4.2 访问机制

上一小节讨论了地理对象的存贮方式，作为一个大的空间数据库，仅有这些表是不够的。6种基本对象集表只是给我们提供了装载对象的空间，其中的商业数据库表虽然也给我们提供了访问接口（文件系统中表的接口则需要我们自己开发），但究竟如何进行有效的调度访问则还需要进一步设计和组织。

4.2.1 空间索引

我们知道，由于每个表具有相对固定的字段结构，因此一个表只适合存贮类型相同的对象，在整体GIS数据模型里，一个表通常对应一个对象集。一个数据库中往往有多个表，为了管理表的方便，可以用一个统一的表---总表来管理所有对象集对应的表，总表使我们在不必访问数据库各表的情况下就能得到它们的基本信息（如对象集的范围、对象集的索引表等）。一个数据库中只存在一个总表。
在解决了统一管理对象集表的问题后，进一步，为了快速访问各表中的地理对象，我们可以为每个表建立空间索引和属性索引。属性索引可以直接利用关键字在数据库中建立，而空间索引则需要采用一定的算法来实现，常用的方法有R树索引、网格索引和四叉树索引等。为每个对象分配的空间索引编号都存在该对象集的空间索引表中，即一个对象集表对应一个空间索引表。一个数据库中所有对象集表和相应的空间索引表都只对应一个总表。

表4 对象集表对应的空间索引表
Tab.4 Spatial index table of all kinds of object sets

索引块编号 索引块内的对象ID集合

…
….

4.2.2 对象存取

关系数据库以结构简单规范着称，访问存取操作技术也易为人们理解和掌握。当我们把地理对象存入数据库中以后，后面对这些对象的访问、修改也就容易了，在表中加、删记录也相当简单。采用的方法都是将给定的空间、属性条件组织成标准的SQL语句，输入查询算子里面执行即可。当然，对于空间条件的处理，需要自己写算法实现。总体来说，对数据库中对象的访问是以记录集为媒介的，不管是读出对象信息，还是修改、加入、删除记录（写进），都要通过记录集进行，因此必须首先进行查询（SQL查询和空间查询）得到带有所需字段的记录集。对于不支持这种规范化操作的文件型数据库，可以自己开发类似的访问引擎实现对象存取。图3表示了在数据库中进行对象存取的一种机制。

5 系统实现

相对于以前的GIS数据模型而言，整体模型更能真实地逼近客观世界，我们开发的商品化软件---SuperMap 系列软件很好地体现了整体GIS数据模型的思想，能够满足整体GIS的大部分需求，目前已经在国内外市场上得到了广泛应用。

图4展示的是SuperMap系列软件之一的通用桌面GIS系统---SuperMap Deskpro 3.0版本，该系统完全以面向地理实体的方式组织，不仅存贮有地理实体的位置与属性信息，而且能够方便地存取实体之间的拓扑关系和语义关系。在图层的组织方面，不仅符合用户对地理世界的直接感知模式（通过复合对象集实现），而且支持用户根据自己的需要对地理数据进行理性地思考、组织、存贮、管理与显示（简单对象集不仅能满足用户的专题需要，同时也能避免用户误操作对专题数据统一性的破坏）。在数据存贮与管理方面，既支持小数据量的文件型数据库，同时也支持市场上广为流行的大型商用数据库，如SQL Server和Oracle等，空间索引和查询的速度也满足海量数据用户的实际需求。作为桌面GIS系统，SuperMap Deskpro 3.0为用户提供了友好的图形界面，在操作上也为用户批量处理数据提供了很大的方便。SuperMap Deskpro 3.0参加国家科技部和国家遥感中心组织的2001年度国产地理信息系统软件测评后，作为优秀的桌面GIS产品获得了科技部的表彰推荐。

6 结语

用户感知到的地理世界是一个整体，而不是一个个数据层，而且是动态变化和处于三维空间中的。地理世界中的各种实体之间具有拓扑关系和语义关系。为了使做出来的GIS尽可能地符合用户对地理世界的认知，面向对向的整体GIS数据模型及其实现系统需具有如下特点：

1) 强调拓扑关系与语义关系；
2) 强调特定对象的三维结构与时间属性；
3) 重视在复合对象集与复合图层方面增强功能，例如增加任意类型的对象与对象集；
4) 面向对象与拓扑关系数据结构相结合、面向实体与面向场数据模型共存；
5) 客观世界是一个整体，本质上没有GIS的分层概念，但有时在GIS系统中也需要跨层研究对象之间的关系。对于这种跨层拓扑关系我们可以用三种方法揭示：①将各层显示在同一地图窗口中进行观察；②跨图层查询并将结果显示在同一地图窗口中，结果也可保存为地图或复合对象集；③利用整体数据模型中的网络场和点-线-面场有效地模拟跨层之间的拓扑关系。
6) 地理实体之间的语义关系可以通过对象的属性来标识。

9. 简述地理信息系统中主要有哪些空间分析方法

地理信息系统所属现代词，指的是由电子计算机网络系统所支撑的，对地理环境信息进行采集、存储、检索、分析和显示的综合性技术系统。

10. gis中数据为何分层和如何分层

CAD制图数据到GIS 数据的加工
一、现有基础测绘数据的生产状况：
基础测绘数据成果的情况，取决于当时生产所采用的设备情况和当时的技术要求。设备包括硬件和软件，当没有电子设备和计算机软硬件出现时，我们的成果只是一张白纸图。后来出现了电子设备，也出现了计算机软硬件，这时数据的成果很大程度上是取决于软件。目前，我们正处于这样的状况。现在，在我们基础测绘数据生产部门，一般使用两种软件，一种是CAD设计制图软件，如：AUTOCAD和MICROSTATION等，另一种是GIS软件，如ARCINFO、MAPINFO等，实际上这两种软件从底层设计上，都不是为空间数据所设计，而且两者有很大的差异。设计制图软件很注重于微观的事物，他更多的是考虑制图的精美，而很少考虑数据的结构化问题，他可以制作出精美的图，但只是为了看而已，计算机如何记录，如何分析，他没有太多的考虑。而GIS软件恰好相反，他比较注重于宏观，他是要做宏观的分析，要有好的拓扑结构，要为很多行业所应用，而没有太多考虑精美制图。故两者都没有办法做到空间数据的制图和GIS要求的统一。由于没有一套在全世界都流行的专注于空间数据的软件，因此，很多人只好把CAD设计制图软件拿来做二次开发，想尽办法来适应空间数据的要求，尤其是GIS的要求。结果，在制图方面没有问题，在适应GIS方面，很难走下去，实现起来实在是困难，或着效率很低。但目前这是我们大部分城市基础测绘数据生产部门的现状。再加上，以前的要求也低，因此现在的基础测绘数据，尤其是城市基础测绘数据大部分还是一个制图数据。
以上我们所谈到，大部分城市基础测绘数据目前还是处于一种初级的制图数据。但随着GIS技术的发展，许多部门如：土地、规划、水利、交通、电力、电信等都开始广泛的使用GIS技术，随之而来的是对数据提出了更高的要求，基础数据不但能够制图，而且能够符合GIS的要求，做GIS应用。然而，我们现在大部分基础数据生产部门还是不能提供GIS数据，因为没有做从制图数据到GIS数据的加工。因而，使用者只能自己去加工数据，要花费大量的人力、财力和时间。如某特大型城市防汛部门，花100万元买了城市的基础图，又花了30多万元进行数据加工，用了半年多的时间，而且数据更新时会更麻烦。单一家不要紧，然而要用到GIS数据的部门很多，每家都从基础做起，都是些重复性的工作，这实在是社会资源的浪费，而且会在时间上耽误很多工作。实际上，最需要做这个工作的是基础数据生产部门，因为基础数据生产部门只须做一次，应用部门就不会再做那么多的重复性工作，大大节省资金和时间。对于基础数据生产部门也有很大的好处，因为提供了非常好的数据，就会得到很多部门的认可，提高自己的知名度，更多的单位会购买，而且，可以提高一些价格，这客户完全是会接受，会带来很大的收益。我们可以把制图数据看作是一个粗加工的产品，GIS数据看作是一个精加工的产品，往往精加工的产品会带来更高的收益。现在城市基础数据也不一定具有垄断地位，很多城市，规划、土地都有基础数据，这也形成了一种竞争，那更需要提高数据产品的质量，有更强的竞争力。除了以上的原因，制图数据加工成GIS数据也是为建立大型省级或城市基础地理信息库做前期的数据预备。因此，制图数据向GIS 数据的加工，是基础测绘数据生产部门迫切要做的事情，抢占这个先机，会带来很大收获。
很多对数据不是很了解的人认为，制图数据到GIS数据是一个简单的工作，他认为不就是一个数据格式转换吗？但实际上，这种理解是十分狭隘的，他提的是一个转换，而我们提的是一种加工。这两者有着很大区别，加工包括了数据转换，更重要的是要根据要求做大量的编辑工作，这是因为GIS数据要求更为严格一些，因为他是要让电脑利用数据去分析，必须要有严格的数据模型，而制图只是人看看而已。在GIS数据中要求有代码、有属性、有严格的分层，实体要保持是一个整体，不能有不合理的悬挂点和伪节点，要构面、提取中心线等等严格的要求，因此他绝对不仅仅是一项数据转化那样简单的工作。举一个不太恰当的例子，但比较形象，对于GIS分析应用来说，制图数据简直就象是一堆垃圾，称之为垃圾，是因为不经加工，他是没有用的。数据转化，似乎是给这堆垃圾换了一个地方，但他本质的东西还是没有变化，还是没有价值，只有给他做了回收，进行再加工，他才能变成有用的，GIS所要求的数据。具体来讲：制图数据到GIS数据加工主要要做以下工作：1、 数据格式转换：由于受CAD制图软件和GIS软件数据结构差异的影响，想直接在CAD软件上加工GIS数据，非常困难，而且效率很低，一般是采用别的加工软件。数据转换首先是图的转换，这个比较简单，一般都能转过去，但要注重不能有丢失现象。假如CAD软件中已经有了编码（由于CAD软件不支持编码，故很多都把线形的编码放在厚度值中或用线形等来表示，点符号用块来表示），那要通过制作对照表，直接让软件把代码转换过来，按照新的方案，放入各自的层中。2、 进行图形检查、编辑处理，这主要有：① 检查没有代码或代码错误的地物，并处理② 检查给错层的地物，并处理③ 断线的连接，如等高线、水系、道路等④ 电力线、通讯线等的连通⑤ 检查悬挂点和伪节点，并处理⑥ 检查是否有重点和重线、线条是否有自相交或打折，并处理⑦ 道路中心线的提取⑧ 构面的建筑物要闭合⑨ 要构面的植被、水系等，周边的线条所围成的图形不能“漏气”⑩ 对于打散成基本图元的图形，要重新画，假如软件有矢量跟踪提取的功能，进行矢量提取3、 录入属性或注记转属性GIS数据要求是有属性的，可以通过人工录入，也可以对那些已有的注记，如房屋的结构、层数，高程点的注记，通过注记转属性的方法，（假如软件提供此功能）快速转换。4、 属性检查：根据数据的要求，检查属性值，如属性是否为空值，是否具有唯一性等。5、 拓扑构面 构面也是工作量比较大的工作，一般的是房屋、水系、植被构面，这里房屋、水系构面较为简单，只要闭合就可以了。最难处理的是植被构面，因为植被是由不同层不同地物所围成的，最传统的方法是再画一遍，这样效率太低，好的软件可以自动搜索周边的线条，会自动拷贝一些构面辅助线到植被层，从而直接构面。6、 拓扑检查检查有没有标识点，还是多于一个，并做处理；检查小于一定面积的拓扑面，并做处理；检查悬挂线，并做处理。7、 接边为了能形成无缝的地图，需要进行接边。接边的工作量也较大。不同的软件效率差别很大，要选择高效率的软件。8、 根据后端数据的要求，进行转换或入库以上为一般的制图数据到GIS数据加工的大致步骤，数据加工会因为标准要求不同，会在某些细节上有差别，但工作量的差别比较大。四、GEOWAY是制图数据到GIS 数据加工的良好选择
GEOWAY是由北京吉威数源信息技术有限公司经过多年的积累在GEOSCAN（国内闻名的扫描矢量化软件）基础上开发的一套空间数据生产、加工软件。此套软件从底层结构上就专门为空间数据而设计，综合考虑了空间数据的制图和GIS应用，吸取了CAD软件、GIS软件的优点，实现了一套数据，既可以做GIS应用，又可以制作精美的国家标准图和专题图的双重用途，解决了空间数据面临的一个巨大难题。 制图数据到GIS 数据加工是GEOWAY软件其中的一项功能，他的主要优势表现在以下几个方面：1、 GEOWAY有非常强的数据交换能力：GEOWAY不但可以和AUTOCAD（DXF）、MICROSTATION（DGN）、ARCINFO（E00）、ARCVIEW（SHP）、MAPINFO（MIF）、中国空间数据交换格式（VCT）、JX4（VTR）、VirtuoZo（XYZ）等常用数据格式进行图形无损交换，而且可以利用对照表，实现代码和属性的无损交换，这为数据加工奠定了一个良好的基础。2、 GEOWAY有很好的矢量跟踪能力： GEOWAY可以用矢量跟踪的方法把碎化的点、线符号快速提取出来，并赋予代码和属性，再不需要人工重新去画，大大提高工作效率。3、 GEOWAY有非常强大的编辑功能：GEOWAY的编辑功能是经过多年大量实践，而专门针对空间数据设计出来的，具有人性化和高效性。如等高线的连接，他不是简单的把两条线按距离连接起来，这样一方面可能会连错，把高程不同的连在一起，另外也不符合等高线是按高程点内插出来的弧线的要求。GEOWAY的做法是用构TIN的办法，把等高线反演出来，实现正确连接。4、 GEOWAY有非常强大的质检和处理能力：质检，以前的办法是通过人工来检查，这种检查只适用于制图数据的检查，而且非常费时，对于GIS数据，这种办法在很多时候不能解决问题，如：属性、拓扑、重线、重点、伪节点等的检查 。 GEOWAY 提供了强大的软件质检功能，检查的项目有很多：对图形的有：自相交和打折、两线相交、重线和重点、悬挂点和伪节点等;对属性的检查有：唯一性、长度、面积、高程、属性内容、空值等；对拓扑的检查有：标识点、拓扑面、悬挂线等；还有的检查有：等高线、凹地高程、编码、点线矛盾等。除了高效的检查出问题，还提供了批处理和人工交互的方法来快速处理这些问题。5、 GEOWAY可方便地实现注记转属性和属性转注记： 很多GIS要求的简单属性，如高程、建筑物结构和层数等，都在制图数据中的注记就有，假如我们把这些属性再重新人工录入一遍，那工作量之大可想而知。GEOWAY引入注记转属性的功能，经过一些设置，软件会自动把那些注记转到属性中。另外，假如录入了属性，也可以把他转为注记。6、 GEOWAY有很好的拓扑构面功能：现在大家公认的最好的拓扑结构就是：ESRI公司ARCGIS的拓扑结构，采用弧段的方式。GEOWAY的拓扑结构也是采用这一方法。此法构面工作量小，而且不是填充面，是真正的拓扑面。对较难的植被构面，GEOWAY提供了自动搜索边界，自动添加辅助线构面的功能。7、 GEOWAY有很好的接边功能：GEOWAY可实现多图幅同时带属性约束的智能接边，可以实时对接边对象进行编辑和处理。