梁军1 金文华2
(①中科院地理信息产业发展中心 htpp://www.gischina.com)
(②杭州超图地理信息技术有限公司 杭州 310000)

[摘要]

本文探讨了城市基础地理信息分类编码的原则，采用面向对象的分析方法建立了一套基于实体特征的城市基础地理信息分类编码方案，能用于各种GIS软件，满足制图与GIS分析的需要。该方案已在杭州、柳州土地信息系统的基础地理数据库建库中使用，并被应用于开发完全以GIS为核心的数字化成图系统，取得了较好的效果。

[关键词]

城市基础地理信息分类编码 地理要素 图形实体

城市基础地理信息分类编码是城市地理信息系统设计过程中一个不可回避的问题，同时也是一个棘手的问题。城市基础地理数据库建库是系统建设过程中工作量最大的工作，如果城市基础地理信息分类编码体系不合理，将增加系统建库工作量，影响城市基础地理数据库的使用和信息共享，甚至将缩短城市基础地理数据库的生命周期，造成巨大的损失。因此，建立一个完善的城市基础地理信息编码体系，对城市基础地理信息系统的建设至关重要。

1.城市基础地理信息分类编码的原则

1.1遵从国家标准

城市基础地理信息分类编码要遵从国家标准，以便实现城市空间基础信息的共享。目前，与城市基础地理信息分类相关的国家标准主要有《1:500 1:1000 1:2000地形图要素分类与代码》（GB 14804-93）和《1:500 1:1000 1:2000地形图图式》（GB/T 7929-1995）。GB 14804-93分类编码体系与《国土基础信息数据分类与代码》（GB13923）一致的，与《1:500 1:1000 1:2000地形图图式》（GB/T 7929-1995）兼容，是地理要素分类编码必须执行的标准。

1.2 兼顾制图与GIS空间分析

城市基础地理信息分类编码要充分考虑制图和GIS分析的需要，既要能制作标准的地形图，同时，也要能够满足GIS分析的需要。
　　GIS制图主要采用实体符号化的方法。点采用点状符号，线采用线型，面采用线型和面状填充符号来实现符号化。但对于一些不规则的线型和面状填充符号，则往往要采用符号实体化的方法，如不规则的斜坡，其示坡线采用线实体来表示，而一些不规则的面状填充符号可以采用点或线来表示。当然，空间数据库中的符号实体，在GIS分析中是没有意义的，主要用于制图。
　　另外，在地形图上有一些关键的、用于GIS分析要素往往没有反映，如道路中心线，这就要求在分类编码和建库过程中要加以考虑。

1.3 方便应用

用户可根据不同的需求，通过基础地理信息分类编码提取各种专题的基础地形要素信息，用于显示、制图和分析。如提取道路有关的图形实体和某类房屋的图形实体，提取道路中心线等。构成基础地形要素的图形实体存在主次关系，可以根据需要方便地提取主要的图形实体或者过滤次要的图形实体，并可以为地图缩编提供服务。

1.4 便于系统实现

分类编码要兼顾基于对象关系和拓扑关系的空间数据模型的GIS软件的特点，便于采用市场上主流的GIS软件来开发城市地理信息系统。

2.编码方案

目前，城市基础地理信息的数据主要来源于城市大比例尺地形图，因此《1:500 1:1000 1:2000地形图要素分类与代码》（GB 14804-93）是城市基础地理信息分类编码必须执行的标准。
　　《1:500 1:1000 1:2000地形图要素分类与代码》（GB 14804-93）将地形要素分为九大类，地形要素分类代码由大类、小类、一级和二级四级代码构成。
　　地形要素分类代码由四位数字码组成，其结构为：大类码 + 小类码 + 一级代码 + 二级代码。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1 地形信息大类码表

这种编码较好地反映了地形要素的分类特性，但没有体现构成地形要素的图形实体的特征，用于制图和GIS分析时，往往不能满足要求，如无法给特定的线赋以特定的线型，无法提取用于GIS分析的图形实体等。因此，要在地形要素分类代码的基础上进行扩展，以便满足制图和GIS分析的需要。

图1 地理要素的图形实体构成
　　地形要素的图形实体的构成如图1所示，构成地形要素的图形实体可分为点、线、面和注记。因此，城市基础地理信息分类编码应该由地形要素分类码和地形要素实体代码构成，其结构为：地形要素分类码（4位数）+地形要素实体代码（2位数），采用6位数编码。
　　其中地形要素分类码采用GB 14804-93的4位数字编码，地形要素实体代码采用2位数字，其构成为实体分类码（1位）+实体特征码（1位）。
　　实体分类码主要用于区别图形实体的类型和主次结构，如点、线和面，主结构线和辅结构线。
　　实体特征码主要用于区分实体符号化的图形特征，如实线、点线等。
　　地形要素实体代码的编码表如表2所示。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表2 地形要素实体代码编码表

图形实体代码主要区分图形要素的点、线、面和注记等基本类型。为了使用的方便，注记可不加编码属性。

2.1 点的编码

点可分为独立点、面状标识点、面状填充点、附属点。面状标识点主要用于建立多边形拓扑关系，为多边形赋属性；面状填充点用于表示面状填充符号；附属点主要表示依附于其它地物的点状地物，如柱子。

2.2 线的编码

线可分为构面线、依比例尺的线、不依比例尺的线、示意线等。构面线表示多边形地物的边界线，而依比例尺的线状地物由主结构线和辅结构线构成，主结构线主要用于反映线状地物的线状特征，主要用于表示有GIS分析意义的线状地物，如道路依比例尺表示时，由双线构成，作为构面线处理，而其主结构线是道路的中心线，在地图上是不表示的，为了GIS分析，要求数字化道路的中心线，并作为不显示的主结构线处理，在制图时不绘出。不依比例尺线，实质上是主结构线，只是精度和制图比例尺不同。辅结构线主要反映线状地物除主结构线和构面线以外的其它制图要素，要赋予不同的编码以便制图时能得到反映。示意线主要用于反映不规则的线状符号，如示坡线。

2.3 面的编码

面由构面线构成，可以由构面线提取构成面的线以建立拓扑关系。在拓扑关系模型中，最终的数据库可以包含构面线的属性，在对象关系模型中，最终的数据库中将不包含构面线的属性。
　　面状填充点、示意线只有制图的意义，主要考虑目前制图的需要，随着GIS软件制图功能发展和有关机助制图规范完善，将来可以将这些要素从数据库中删除。

　　原则上，能够实现符号化的地物必须采用符号化的方式表示，无法用符号化表示时将采用符号实体化的方法表示。
对于GIS数据库来说，独立点、主结构线和面等三类要素便可满足GIS的要求，对于制图，则需要上述的所有要素。另外，主结构线的编码可以用制图综合，如依比例尺的主结构线转为不依比例尺的线。

3 应用

本编码方案的最主要的特点是在地理要素分类的基础上，加入构成地理要素的实体的分类与特征属性，能够较好地满足GIS制图与分析的应用需求，同时也考虑各种GIS软件数据模型的特点，适合市场上流行的GIS软件的应用。方案已在杭州、柳州土地信息系统基础地理数据库建库中应用，取得了较好的效果。同时，该编码已被应用于开发完全以GIS为核心的数字化成图系统。
　　为了更好的进行数字化和建库，我们开发了一套基于AutoCAD的扫描矢量化软件，其特点是将编码存放在AutoCAD实体的Elevation属性中，数字化时以可视化的方式直接选取要进行数字化的要素，自动调用数字化所需的命令，并自动实现要素编码的加入和分层，大大提高了数字化效率和质量。