二、矢量数字地图
1.矢量数字地图的特点
矢量数字地图有一系列特点，它适应了计算机技术的发展及要求，具有广阔的发展前景，更受用户欢迎。矢量数字地图具有动态性，其内容和表示效果能够实时修改，内容的补充、更新极为方便。矢量数字地图内容的组织较为灵活，可以分层、分类、分级提供使用，能够快速地进行检索和查询。矢量数字地图显示时，能够漫游、开窗和放大、缩小。矢量数字地图所提供的信息能够用于统计分析，进行辅助决策。在新的技术支撑下，还能够将数字地图的内容与图像、声音、文字、录像等内容结合在一起，生成更富表现力的多媒体电子地图。
矢量数字地图具有数据量小、使用方便、便于查询和分析等特点，含有地图要素编码、属性、位置、名称及相互之间拓扑关系等方面的信息，有特定的组织形式和数据结构。常见到的矢量数字地图格式有Arc/Info的Shape、E00、Coverage格式，ArcGIS的Geodatabase格式，Map Info的Mif格式，MAPGIS格式等。
2.矢量数字地图要素分类与编码
矢量数字地图的要素编码采用《基础地理信息要素分类与代码》(GB/T 13923—2016)。该标准的制定是以相应的地图编绘规范和图式为依据，从基础地理信息角度对地理信息要素进行了系统而全面的整理、归类与补充，通过要素的分类和编码，确定类别、等级明确的代码结构，最终形成统一和协调一致的基础地理信息要素分类代码标准文本，以满足我国当前大、中、小不同比例尺基础地理信息数据的采集、建库以及数据交换、应用等需求。它对系列比例尺地图要素统一编码，同一要素在1∶500至1∶100万比例尺基础地理信息数据库中有一致的分类和唯一的代码，即不同比例尺地图上共有的地图要素，属性编码完全一致。某一比例尺地图特有的要素，也统一进行编码，并留有扩充的余地，便于用户增加特有的地理信息。
1)要素分类
地理信息要素分类采用线分类法，要素类型按从属关系依次分为四级:大类、中类、小类、子类。
大类包括定位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、土质与植被八类。中类按照1∶500～1∶2 000、1∶5 000～1∶10万、1∶25万～1∶100万三个比例尺段进行类别划分，八大类再划分中类47类。中类在三个比例尺段出现情况不相同，例如，中类的输电线只出现在前两个比例尺段，中类的城市管线仅出现在第一个比例尺段，这说明比例尺越小，分类越概略，地图综合程度越大。中类在三个比例尺段分别为47类、46类和44类。地名要素作为隐含类以特殊编码方式在小类中具体体现。
小类、子类也是按照上述三个比例尺段进行类别划分。小类、子类在三个比例尺段出现情况差别更大，例如，小类中的支渠子类为地面支渠、高于地面支渠、地下渠、地下渠出水口，地面支渠、高于地面支渠只出现在前两个比例尺段，地下渠、地下渠出水口仅出现在第一个比例尺段。这同样说明比例尺越小，分类越概略，地图综合程度越大。又如，小类中的航海线只出现在最后一个比例尺段，这是因为航海线在中小比例尺地形图上才表示，是比较宏观的地理现象。小类在三个比例尺段分别为243类、246类和171类，子类在三个比例尺段分别为376类、295类和107类。
大类、中类不得重新定义和扩充。小类、子类不得重新定义，根据需要可进行扩充。
2)要素编码
分类编码采用6位十进制数字码，分别为按数字顺序排列的大类(一位)、中类(一位)、小类(两位)和子类(两位)码，共同构成要素的唯一标识码。具体代码结构如图9-6所示。
图9-6 基础地理信息要素代码结构
图9-6中，第一位为大类码；第二位为中类码，在大类基础上细分形成的要素类；第三、第四位为小类码，在中类基础上细分形成的要素类；第五、第六位为子类码，为小类码的进一步细分。例如，卫星定位连续运行站点的代码为110301，常年河的代码为210101，国道-建成的代码为420101。
除了要素的编码以外，要素的其他描述性信息(质量、数量、空间分布特征)使用属性项结构表示，对地理信息的这种表示方法便于计算机、地理信息系统和数据库技术对地理信息数据的处理、管理和应用。
3.地理要素层属性项结构
地理要素基础属性的规定及描述已放入相应的“数据字典”标准中考虑，这样强化了要素分类代码与数据字典的协调和统一。《基础地理信息要素数据字典》(GB/T 20258—2019)分为4个部分:第1部分，1∶500～1∶2 000；第2部分，1∶5 000～1∶1万；第3部分，1∶25 000～1∶10万；第4部分，1∶25万～1∶100万。所有基础地理要素的属性信息都有其不同的特点，属性表中列出了要素的有关属性项，分别从属性名称、属性描述、数据类型和字段要求、属性值域或示例、约束/条件、备注几个方面进行描述。属性表中所列的属性项并非全部，用户可根据需要扩充。表9-3是卫星定位等级点的属性表，要素描述:利用卫星定位技术测定的国家等级控制点，包括A～E级。表9-4是常年河-地面河流的属性表，要素描述:常有水的地面上的自然河流。
表9-3 卫星定位等级点属性表
表9-4 常年河-地面河流属性表(https://www.daowen.com)
表9-3和表9-4中，数据类型分为字符型、浮点型、长整型、整型、日期型等；字符型、长整型的字段字节宽度，用一个自然数来表示；浮点型的字段字节宽度，用一个小数来描述，如4.8，表示浮点数的整数部分是4位数，小数部分是8位数；属性值域为该属性项可取值范围，取值可以提供简单枚举全部列出，不能通过简单枚举全部列出的，列举出典型示例；约束/条件是规定该属性项为必选属性或条件可选属性，用字母“M”表示必选属性，字母“O”表示条件可选属性。
4.数字地图数据组织
矢量数字地图的数据按图幅进行组织。由于不同比例尺的数据组织有些区别，下面以1∶25万地形图为例进行论述。
1)数据分层
1∶25万地形图的数据共分为9个数据集32个数据类。数据分层的命名采用四个字符，第一个字符代表数据分类，第二、第三个字符是数据内容的缩写，第四个字符代表几何类型。9个数据集(要素分类)分别是定位基础(C)、水系(H)、居民地及设施(R)、交通(L)、管线(P)、境界与政区(B)、地貌与土质(T)、植被(V)、地名及注记(A)，32个数据类(数据分层)是在要素分类基础上进行，如地貌与土质(面)(TERA)、地貌(线)(TERL)、地貌(点)(TERP)，TERA、TERL、TERP是数据分层的命名。
2)属性项名称及定义
有21个属性项，定义内容有属性项名称，名称描述，数据类型(TEXT、LONG、DUIBLE)，是否允许为空，长度，小数点位数等。例如，HYDC(属性项名称)、水系名称代码(名称描述)、TEXT、Yes(是否允许为空)、8(长度)，该属性项无小数点位数。
3)属性表定义及内容
32个数据类(数据分层)每层对应至少一个属性项，最多8个属性项。例如，水系(面)(HYDA)有国标分类码(GB)、水系名称代码(HYDC)、名称(NAME)、水质(WQL)、库容量(万立方米)(VOL)、时令月份(PERIOD)、类型(TYPE)等8个属性项。
5.数字地图数据格式
1∶25万地形数据库的分幅数据以ArcGIS的Geodatabase格式存储。Geodatabase格式存储的各数据层内容，除Geodatabase格式缺省的数据项外，应严格按照各数据层属性表和属性项的定义执行。数据投影文件填写内容应正确。
1∶25万地形数据库入库数据以ArcGIS的File Geodatabase格式存储。
6.1∶25万地形数据组织
1∶25万地形数据库的分幅数据按照图号进行组织。每幅矢量数字地图由两类数据文件组成，即元数据文件为一类，属性数据和坐标数据文件为另一类。每幅图的图号作为所有数据文件的前缀，而后缀用来标识不同类型的数据文件。
元数据文件，每幅图一个，文件名后缀为“*.xls”，它是数字地图的档案信息，根据所描述的内容不同，分别用字符型、整型、双精度型、浮点型等数据类型表示，其长度和表示方法都有详细的规定。元数据内容，主要包括数字地图生产单位、生产日期、数据所有权单位、图名、图号、图幅等高距、地图比例尺、图幅角点坐标、地球椭球参数、大地坐标系统、地图投影方式、坐标维数、高程基准、主要资料、接边情况、地图要素更新方法及更新日期等。
属性数据和坐标数据文件，每幅图分别有一个，文件名后缀为“*.mdb”，它包含要素层属性和要素层的坐标等数据层。
属性数据文件主要用来记录某一要素层中点要素、线要素、面要素的编码、名称、各种属性描述、地图图形特征及地图要素拓扑关系等信息。
坐标数据文件也是每一要素层一个，各个要素层的坐标文件格式是相同的。各类数据文件的组织形式见《1∶25万地形要素数据规定》(试行稿)。
1∶25万矢量数字地图坐标都采用地理坐标和图幅坐标系，即以图幅左下角廓点为原点，实际上存储的是各点的经纬度的原点差值。用于要素位置采集的数据源的几何精度必须满足相关数据产品标准规范中的精度要求，1∶25万地形要素与数据源的位置偏差最大不能超过图上0.2mm。
