本数据集生产以2884个县区国土调查数据库土地利用图斑层为主要图层。经过分县数据库中河流水面要素提取、投影变换、数据拼接等,形成分省河流水面矢量图斑。然后通过河流水面骨架线提取、投影变化、公里格网化、质检、缩略图制作、数据集文档编写等。本数据集生产技术流程图如图1所示。
本数据集具体生产步骤如下:
(1)县级数据库中河流水面要素抽取
县级数据库以“行政区划代码+县名.mdb”命名,包含地类图斑层、行政区层等主要要素层。首先需要确定进行抽取的关键图层地类图斑层(DLTB),分县筛选出地类编码(DLBM)等于河流水面(1101)的要素,复制要素并存放在新建的文件数据库中。
(2)统一转换为经纬度投影
全国分县河流水面采用的是高斯-克吕格投影按3度分带。省内由于经度差异存在跨带情况。为便于数据整合,将分县抽取后的河流水面批量投影为2000国家大地坐标系。
(3)分省数据拼接与属性整合
利用矢量转栅格系统提供的数据拼接功能,将分县区的数据以省为单位拼接。原始数据目录选择待拼接县区,结果目录选择以省代码命名的gdb文件。数据拼接后用融合工具消除坐落权属的影响,避免河流水面图斑破碎化。拼接后对数据进行检查,查看有无丢漏情况,及时进行补充。
(4)分省河流骨架线提取
将上一步拼接后的河流水面空间参考转换为双标准纬线等积圆锥投影以便计算河流长度。投影后使用中国测绘科学研究院提供的WJ-III地图工作站软件(图2),按照省代码修改对应索引文件名称读取综合知识库,开始缩编综合。综合完成后,选取综合后文件夹中的“河流网”选取前图层,该图层未经过缩编化简及选取优化等操作,是提取的最原始河流骨架线。
(5)全国1公里格网河网密度计算
①算法及模型
由定义可知,河网密度在数量上表示为单位流域面积的河流总长度,即:
\(Dd=\sum L/F\) (1)
式中,\(Dd\)为河网密度(km/km2),\(\sum L\)为河流总长度公里,F为区域国土总面积。
②全国标准公里格网
为保证全国范围公里格网数据产品存储、统计分析与交换的一致性,实现信息的共享交换,公里格网坐标系使用albers(双标准纬线等积圆锥)投影进行表达,以2000国家大地坐标系为地理基础。按照我国的陆域范围,并考虑南海诸岛范围,全国1公里格网的范围规定如下:
上:5951000米 下:330000米
左:-2651000米 右:2233000米
③公里格网汇总计算
确保计算机安装Java及GDAL的运行环境,启动Java应用程序并分配电脑内存,请求对应服务接口,开始执行程序并返回结果。以左上角坐标点(-2651000,5951000)为坐标原点,基于自主研发的河网密度指标计算工具,自上而下,自左而右生成1 km栅格。将栅格转为面要素与河流相交获取河流属性,采用多线程的方式同时计算单个格网内河流的总长度,然后计算单个格网内的河网密度。通过数组存储河网密度计算结果,并生成最终的全国1 km\(×\)1 km格网。
(6)产品质检与制图,形成数据集。
对产品进行质量检查,检查产品空间完整性、数据值域、影像位数,投影参数,以及与全国标准格网空间吻合程度。质检无误后,利用相关软件进行产品制图,编制产品数据集文档。