1：1 万 4D 产品元数据解决方案

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1：1 万 4D 产品元数据解决方案

摘要：为 1 ： 1 万 4D 产品元数据的制作提供一个快捷方便、切实可行的解决方案。 关键字： 4D 产品、元数据、 Visual C++ 、 Access 97 、 DAO

问题提出：

4D 产品包括数字高程模型（ DEM ）、数字正射影像（ DOM ）、数字栅格图（ DRG ）、数字线划图（ DLG ），是基础地理信息数据集的重要组成部分，构成地理信息数据库的基础。元数据，即描述数据的数据，作为 4D 产品成果的一部分，它包含有大量诸如图号、图名、图廓点坐标、图幅接边、图幅中误差、生产日期等描述 4D 产品的信息，是为 4D 产品提供数据检索的重要依据。 在实际生产过程中，由于 1 ： 1 万地形图图幅数量较大，即令是单个作业区也往往包含数百个作业图幅，由此则需要生成同等数量的相对应元数据文件，在此就涉及到一个数据冗余的问题，譬如，一个图幅的图名，在其自身以及相邻的接边图幅的元数据中将重复出现达九次。目前我院使用的元数据生产工具是由国家测绘局测绘标准化研究所研制的 GIS_4Dmeta 软件，该软件采用计算机辅助工录入的方式生成元数据文件。在手工录入方式下，数据冗余现象的出现，意味着工作效率的降低、数据错误率的增大，同时也导致检查工作量的增加。

在这里，作者所要提出的元数据解决方案是生成 4D 产品通用的图名库以及有针对性的编写一个程序来自动完成元数据文件的生成，以降低由于数据冗余而带来的负面影响。 4D 产品中相对而言， DEM 的元数据所需要的计算量最大，下面就以基于原图的 DEM 元数据的生成为例简述程序流程。 前期准备：

? 软件的选择：

? 操作系统： Windows2000 或 Windows 98 ；

? 数据库平台： Microsoft ？ Access97 ；

? 编程软件： Microsoft ？ Visual C++ 6.0 及 DAO 。

分析：使用数据库是为了方便图名数据维护的方便，由于所使用的数据库相对简单以及所需要提供功能有相对单一，所以选择了 Microsoft ？ Access 的 mdb 格式。使用 DAO （ Data Access Obiect ）是因为 DAO 封装了 Access 数据库的结构单元，例如标、查询、索引等，通过它可以直接修改 Access 数据库的结构，而不必使用 SQL 的数据定义语言（ DDL ）的语句，同时 MF

C 中有对 DAO 封装的类库，相对容易一些。至于使用 VC++ 则是由于作者的偏爱而已。 ? 数据准备

? DEM 数据的准备；

在本程序中将涉及的 DEM 文件的格式为 GeoTIN 软件所定义的 DEM 文件格式。 其文件头如下 ：

NSDTF-DEM

1.0

M

0.000000

0.000000

39512435.000000 （起始格网单元左上角点 Y 坐标）

2743120.000000 （起始格网单元左上角点 X 坐标）

5.000000

5.000000

985 （DEM 格网行数）

1328 （DEM 格网列数）

100

上面提供注释的是将在程序中使用的数据

说明：该文件格式与国家地球空间数据交换格式中 DEM 文件的区别就在文件头，文件主体大体相同，而 VirtuoZo 的 DEM 文件由于在文件头中提供的是起始格网单元左下角点 X 、 Y 坐标，文件主体与上述两者就存在比较显著的差别。

? 图名数据库的设计 ；

数据库中仅包含一个表“图幅信息 ” ，其结构如下图（略）

图名库中多数信息均针对用于生产基于原图的 DEM 元数据而设计，在多数情况下可以保持为空，程序中将自动识别为空的数据项。备注 1 、 2 、 3 是为日后数据库文件的扩充而预先做的保留。此时，使用 Microsoft ？ Access 工具即可开始录入图名数据，也可在以后的程序中更加直观方便的录入。

程序实现流程 ：

? 在程序中首先实现的是图名数据库的建立、装载、录入、查询、删除等功能；

? 数据库的建立、装载使用同一界面，当指定的 mdb 文件不存在时将自动建立一个空白的数据库文件用于录入；

? 在程序中提供可视化的数据录入界面，并且在录入图号时将自动生成其对应的 54 标准的旧图号，同时有鉴于新旧图名在很多情况下相同的情形，也提供了原图图名自动填充的功能。 ? 查询、删除、统计等功能在程序中依托 MFC 的 DAO 类库可以轻松实现。

查询代码：

Recordset.m_strFilter.Format（"[ 图号 ]=%s，m_strPicID）；

Recordset.Requery（）；

? 实现指定路径下 DEM 文件的查找，生成 DEM 文件绝对路径的索引；

? 根据 DEM 文件索引，依次生成元数据文件。

? 由 DEM 文件路径中提取图幅号；

DEM 文件的名称一般为 \path\ 图幅号 .dem

? 打开 DEM 文件提取文件数据量、起始格网单元左上角点 X 、 Y 坐标、 dem 格网行列数等信息

? 根据提取的信息计算起始格网单元左上角点经纬度、接边图幅等数据，并开始声称元数据文件。

如同在前言中所表述的，元数据生产的主要工作在于图名的录入，这必然涉及到图幅接边的查询。作者在程序编制过程中，涉及了一个类 CGeo ，在该类中定义了图幅各接边查询、图幅经纬度查询、高斯正反算等。

下面是对图幅东北接边图幅查询的实现代码：

CString CGeo：：FindEastNorthPic（CString strPic）

{

char a；

int b；

int c；

int d；

AnalyzePic（strPic，a，b，c，d）；// 图号分解

// 接边图幅号计算

if（++d==97）

{

b++；

d=1；

}

if（--c==0）

{

a++；

c=96；

}

//

CString strTmp，strTmp2；

if（c<100&&c>=10）

strTmp.Format（"0%d"，c）；

else

strTmp.Format（"00%d"，c）；

if（d<100&&d>=10）

strTmp2.Format（"0%d"，d）；

else

strTmp2.Format（"00%d"，d）；

CString strPicID；// 接边图图幅号

strPicID.Format（"%c%d"，a，b）；

strPicID=strPicID+"G"+strTmp+strTmp2；

return strPicID；

}

以上程序中 strPic 表示当前图幅号，函数 BOOL AnalyzePic（CString strPic，char& a，int& b，int& c，int& d） 提供的功能是将图幅号分解，例如 G50G047068 ，分解后将得到 a=G ， b=50 ， c=47 ， d=68 。首先计算接边的图幅号，然后再根据返回的图幅号在数据库中查询对应的图名，填入元数据中相应的位置。

? 根据 DEM 文件索引反复进行步骤（ 1 ）、（ 2 ）、（ 3 ），直到全部完成，如果数据库中不存在某个 DEM 文件对应的图名数据时将被记录并跳过。

（————————————图略——————————）

编程回顾：

在程序编制过程中，问题的解决是一种很令人愉悦的享受，逐渐形成并仍在完善中的类 CGeo ，可以在元数据制作软件程序以外使用，从而形成包括在 1 ： 1 万数字产品工具包中的一系列衍生产品，如新旧图名转换，图廓裁切坐标计算，高斯正反算，任意度带坐标转换等。

使用元数据制作软件生成的元数据文件基本上不需要再作额外修改，可以作为产品直接提供使用，而且程序生成元数据文件的速度相当的快速， 30 秒之内数百个文件已经制作完成。作者在实际工作中对程序进行严格的测试以保证程序的完整性与生成元数据文件的准确性，并将程序应用于德尤、三明龙岩一期、二期等工作区的 DEM 、 DOM 等元数据的试生产，取得相当显著的效果。

来源：福建省测绘院

作者：吴铭杰