寧夏地理空間框架數據更新探討

張海中，池淑文

（1.寧夏國土測繪院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏國土資源地理信息中心，寧夏 銀川 750021）

在技術能力有限的時代建立的更新工藝流程，處理節點眾多，效率低下；新的測圖技術已經得到廣泛應用，數據獲取能力大幅提升，對應的數據處理能力卻相對落后。隨著地圖服務應用的爆發式增長，現有的DLG空間數據庫更新能力明顯不足，難以滿足地圖應用對數據現勢性的要求。由于數據生產方式的限制，傳統數據更新技術難以實現對歷史版本的精細化管理，無法精確定位某個時期，哪些要素發生了變化，大量未發生變化的數據也一并作為歷史版本冗余存儲。

1 數據更新模式

1）應急更新。在突發事件或應急情況下，采取多種技術手段與方式，快速獲取事件發生地點或相關區域的航空航天影像數據、地面實測數據以及相關專題數據，提取變化信息并更新公共地理框架數據，及時向平臺用戶提供最新信息服務，滿足應急救災與風險管理需求。

2）定期更新。依托基礎測繪定期更新機制，對平臺公共地理框架數據進行定期更新。

3）利用共建共享單位提供的權威數據資源進行更新。例如，交通部門提供最新的交通路網信息，民政部門提供最新的行政區劃信息等，測繪部門利用上述權威數據更新公共地理框架數據中的相應內容。

4）聯動更新。平臺在自治區、市（縣）兩級節點分別部署不同尺度的公共地理框架數據。但是，各節點的框架數據更新時間不一致，有必要建立不同尺度框架數據的聯動更新。當市縣級框架數據更新后，可以聯動更新全區框架數據。

2 數據更新技術手段

簡化DLG空間數據更新工藝流程，提高空間數據更新生產響應速度與更新管理水平，縮短更新周期，是現行條件下進行數據更新的目標。為此，制定以下3條規則：

1）基于現有的生產網絡條件與硬件條件，規劃快速更新生產環境；

2）快速定制更新數據生產標準，基于數據標準實施數據生產，提高數據成果的質量；

3）提供軟件工具平臺，覆蓋更新數據匯集、格式轉換、更新生產環境架設、更新生產任務布置與實施、成果快速發布與信息檢索全過程。

空間數據庫快速更新共分為7個階段：

1）外部數據轉換與分類。獲取應急設備采集的外部數據，獲取從共建共享單位交換而來的高現勢性專題數據，獲取應用于基礎庫更新的現勢性數據，并對上述數據進行格式轉換，坐標轉換與數據結構轉換。

2）數據檢查與修復。對已經符合空間數據庫Schema的數據進行檢查，消除不符合入庫要求的數據內容，完成更新數據的標準化。

3）更新數據實體對象化。將完成標準化后的數據與地理語義之間建立關系，并使用地理語義標簽（地理實體編碼）對數據實體進行標記（可選），默認的對象化標簽即空間數據所在圖層與對應的OID。

4）更新數據實體關聯關系構建。完成對象化標簽的定義后，即可根據這個標簽完成更新前后數據實體之間的關系構建（替換與被替換的數據實體），指定替換關系（是完全替換還是融合）。

5）數據更新融合與替換。在完成上述匹配工作后，即可進行數據更新的操作，包括數據實體之間的數據融合與替換。

6）執行局部數據切片。完成空間數據庫中的數據替換后，利用這些更新信息，對瓦片數據庫中對應的數據進行重新切片，并完成瓦片數據集中對應瓦片對象的替換工作。

7）發布更新元數據信息。完成了瓦片數據的更新后，將此更新信息與瓦片數據一起發布到外網，完成公共地理框架數據的更新過程。

空間數據庫更新工藝流程中已經描述了數據更新總體數據流與處理階段，在工藝流程的基礎上使用任務的方式來組織和管理數據更新過程的并行與串行。

在“橫向上”業務過程被分為數據準備階段、空間數據庫更新與任務管理、瓦片數據庫更新；在“縱向上”軟件功能模塊可分為數據匯集與處理、更新任務管理、數據更新操作、更新元數據發布與瀏覽等。

1）數據匯集與處理模塊。在數據準備階段完成數據傳輸（外部數據、內部數據）、數據轉換、數據檢查與處理、數據歸類存檔；在空間數據庫更新與任務管理階段完成數據實體的對象化處理（與地理語義建立聯系）、更新數據實體之間建立關聯關系；在瓦片數據更新階段根據更新業務元信息進行局部瓦片切圖。

2）更新任務管理模塊。在空間數據庫更新與任務管理階段完成數據庫更新任務的創建、任務的分派、瓦片更新任務的創建。

3）數據更新操作模塊。在空間數據庫更新與任務管理階段完成數據實體的融合與更新替換過程，即實現區域更新時接邊處要素的自動融合與要素級更新時的數據融合與更新替換工作；在瓦片數據更新階段完成瓦片對象的更新替換工作。上述的更新替換都具備歷史版本保存與回溯能力。

4）更新元數據發布與瀏覽模塊。在瓦片數據更新階段完成本次數據更新描述信息的發布與更新后的瓦片數據的瀏覽。

3 數據更新的軟件環境建設

主要包括資源數據庫建設（擴展現有數據庫結構）、數據服務建設（與現有數據服務架構集成）、應用系統與工具建設（開發數據更新管理系統）。

資源數據庫建設。通過系統提供的工具完成DLG、DEM、DOM與瓦片數據庫的庫體模型創建與數據錄入。與此同時，通過系統功能完成生產業務數據庫、成果歸檔數據、地理實體數據庫、實體關系數據庫的運維。

數據服務建設。利用已有框架產品搭建文件傳輸服務、數據庫訪問服務與Web數據發布服務，完成將外部資源和系統數據庫資源載入到軟件模塊內部以及將系統數據庫資源輸出到外部系統。

應用系統與工具建設。主要用于提供系統功能，包括文件數據傳輸、數據格式與坐標轉換、數據結構轉換、外來數據標準化與內部數據質量檢查與處理、輔助數據庫構建與運維管理、數據實體對象化與數據實體關聯、數據更新生產任務定制、劃分、分派與狀態跟蹤、數據融合與更新操作、瓦片緩存數據生產、空間數據與元數據瀏覽、查詢及更新元數據對外發布。

1）能夠基于已經建成的矢量數據資源庫（DLG）構建歷史版本數據集，構建支持協同更新編輯功能的輔助庫，可以實現多人協同在線/離線數據更新編輯，實現要素級的數據更新與歷史版本回溯。

2）在地理信息資源數據管理體系中，為了解決已經發布的地圖快速更新的問題，我們完成了相關技術路線的串通。通過互聯網或者手持移動終端對更新范圍進行標繪，在服務端接收更新任務，通過協同更新工具，完成對地理空間數據源的更新后，實時地完成瓦片數據的更新，并能夠將更新結果通過互聯網地圖進行表達。

3）地理信息資源數據管理體系支持多種模式數據更新方式，以圖幅為單位批量數據更新與傳統數據生產接軌，同時支持業務化運行的聯動更新任務管理，進而將更新業務拓展到要素級更新模式中。從不同資源節點交換而來的更新數據又可以成為以圖幅為單位的批量更新的依據。

4）能夠提供基于空間數據庫的帶庫更新方式，多個作業員在編輯環境中直接連接目標數據庫，進行數據更新修編，系統主動提示沖突要素，由作業員有選擇地進行確認，解決沖突，完成編輯過程；提供ArcGIS編輯平臺的協同數據更新編輯插件工具，在作業員熟悉的采編環境中完成要素級數據更新過程。

[1]CJJ103-2004.城市地理空間框架數據標準[S].

[2]CH/T 9006-2010.1︰5 000 1︰10 000基礎地理信息數字產品更新規范[S].

[3]CH/1015-2007.基礎地理信息數字產品1︰10 000 1︰50 000生產技術規程第1部分：數字線劃圖（DLG）[S].

[4]CH/T1009-2001.基礎地理信息數字產品1︰10 000 1︰50 000數字正射影像圖[S].

[5]CH/T1008-2001.基礎地理信息數字產品1︰10 000 1︰50 000數字高程模型[S].

[6]CH/T9003-2009.地理空間框架基本規定[S].

[7]龔健雅.地理信息系統技術[M].北京:科學出版社,2001

[8]李建松.地理信息系統原理[M].武漢:武漢大學出版社,2006