地形圖數據庫更新方式關鍵技術探討

摘 要：隨著大比例尺地形圖數據庫建設的完成，城市變化日新月異，用戶對基礎地形數據的準確性和現勢性都提出了比較高的要求。如何快速、準確地獲取建設的變化信息，并及時準確的反映，成為我們當前思考的問題。文章通過分析深圳市1：1000地形圖數據庫模型及更新流程存在的利弊，提出面向對象的數據庫更新機制。

關鍵詞：基礎地形數據；空間數據庫；更新；增量

深圳在全國率先建立了地形圖數據建庫和數據入庫更新機制。在注記的標準化，圖形的符號化方面形成了一定的要求。能夠很好的滿足傳統地形圖中對于“圖”的美觀作用，又滿足了計算機數據的格式要求。滿足社會各界的數據需求，給用戶提供了良好的基礎數據。為城市基礎建設提供了準確的基礎數據保證，但是隨著科學技術的發展，原來的修補測流程從修補測數據測完到地形圖數據庫更新完成，所需的周期太長了。為此，深圳市多次對當前地形圖數據更新存在的各類問題進行分析和探討，期待研究一種新模式實現提高對地形圖更新的效率。

1 地形圖基本構成及更新機制

“深圳市規劃國土信息系統”其中子系統之一的“深圳市基礎地理信息系統”于1998年基本建成，包括了覆蓋整個深圳市范圍的各基本比例尺的地形圖數據（1：1000，1：2000，1：10000等），其中1：1000大比例尺地形圖數據庫是應用最廣泛的數據庫。根據系統的總體設計，基礎地理信息系統選用ESRI公司的ARC/INFO作為系統的基礎軟件，屬性數據用Oracle數據庫管理系統管理。深圳市1：1000地形圖數據庫分為八層，分別為建筑物（B）、道路水系植被（L）、管線（E）、點狀要素（P）、地形（T）、輔助線劃（F）、漢子注記（A）、注記點（P2）。

從1999年起為了使基礎測繪更好的服務于經濟建設和規劃國土房地產管理的需要，及時準確的將地表及其附屬物的變化反映到地形圖上，深圳市對地圖更新實行了數據動態管理。動態管理的主要內容為測量單位以三個月為周期對自己負責范圍內的地貌、地物進行跟蹤巡視，將變化的地形在規定的時間內用數字化測量的方法，進行跟蹤測量，修改原有地形圖，以確保地形圖的現勢性。測量單位采用ARCINFO軟件將測量成果數據轉換至符合數據庫要求的格式，檢查通過的數據入librarian庫（單幅），再進行數據合并，更新SDE數據庫。

2 地形圖數據入庫模式存在的問題

2.1 數據模型缺陷

地理數據模型是真實世界的抽象表達，它使用一系列數據對象來支持地圖的顯示、查詢、編輯和分析。經過CAD數據模型、Coverage數據模型，現階段已經有更好的面向對象的數據庫模型（Geodatabase 數據模型）來存儲海量的地理數據。

2.2 數據入庫缺陷

COV數據模型，以圖幅為最小單元管理數據庫，給測量單位接邊、修改數據時的數據格式轉換及數據檢查造成了很大的工作量。并且由于COV數據以點、線、面的方式組織與CAD數據組織方式不一致，造成數據轉換過程中比較容易出項錯誤。

GIS數據拓撲關系重構。由于DWG數據不支持拓撲關系，在數據格式轉換完成后還需要進行數據拓撲關系的重構，如果DWG數據組織不夠規范，就會給軟件判斷帶來干擾，影響效果。

無法及時計算出數據更新量，由于是整體更新入庫，數據更新后要進行新舊對比較復雜，需重新調取所需的年份數據進行人工比較。

2.3 數據更新流程缺陷

當前的數據組織形式為批量式上交模式，測量單位測完一幅后并不能馬上入庫，而是要按照規定的時間檢查完一批數據后才能入庫。造成數據建庫整體效率低，拖慢了數據庫中數據的更新速度，影響了數據的使用效果。

長期以來，市政項目和其他建設用地開發項目的竣工測量成果僅滿足于規劃竣工驗收，其采用的標準及數據結構及采用的標準與數字化地形圖不同，導致該部分數據無法直接使用，從而在地形圖修補測中需要重新測量該區域的基礎地形地貌信息，造成人力、物力和時間的浪費。

3 地形圖數據更新方式研究

為減輕測量單位內業處理的工作量，減少入庫檢查中格式轉換過程，提高數據更新效率，滿足不同任務來源的地形修補測數據更新要求。試圖探討一種高效的增量數據更新方式。

3.1 面向對象的數據庫更新

隨面向對象技術的思想萌芽于60年代，80年代逐漸發展成熟，并在90年代大范圍流行開來，在計算機用戶界面、人工智能、軟件工程等很多領域取得了極大的成功，把面向對象的數據建模方法應用于表示GIS數據特征是非常有用的。面向對象的數據模型通過定義用戶自己的對象類型，定義拓樸的、空間的和全局的聯系，以及獲取這些對象相互之間的關系等方法使用戶能更自然的描述特征。

3.2 利用ARCGIS實現數據增量更新和歷史回溯

隨著空間數據庫數據來源的多樣性，對空間數據的更新要求不僅限于修補測數據，這大大提高了空間數據的更新頻率，但由此而來的就是對于需要長時間、多步驟才能完成的海量空間數據的處理，如何才能保證其完整、一致；如何才能保證多個數據源對同一目標編輯修改的正確性；如何再現現勢數據多次變更的歷史過程，對于這一系列的問題，Geodatabase通過版本控制提供了完備的解決方案，提供了對GIS的數據處理工作流和長事務的支持，通過數據緩沖和提交時的取舍判斷有效協調（Reconcile）多用戶同時對空間數據編輯修改的并發操作。

3.3 面向對象數據增量更新實現方式

利用arcgis的數據庫分發機制，主要由三部分組成，分發、編輯同步。

（1）分發：分發前把數據組織到同一dataset中，選擇sde數據庫中任意區域并對分發的圖層進行控制，利用對話框選擇checkout方式。該方式只能進行一次入庫，同步后的mdb個人數據庫失去分發標記不能再進行同步操作，若要再次編輯只能重新分發新的數據庫。

（2）編輯：分發后的mdb個人數據庫記錄分發狀態的表主要有GDB_Replicachanges分發編輯記錄表和分發圖層記錄表GDB_ReplicaDatasets。表GDB_Replicachanges主要記錄的是對象的增加，修改、刪除的類型，通過判斷記錄的類型查找數據變化以進行增量更新。其中CLASSID表示要素集對應的ID號、ObjectID為要素的唯一字段，DatasetType表示數據類型（點、線、面）、State表示修改的類型（修改、刪除、增加）。表GDB_ReplicaDatasets記錄的是分發數據庫中所維護的所有圖層。圖層的id號與GDB_ObjectClasses表中featureclass一致。在arcgis中對分發的個人數據庫進行編輯系統會自動維護GDB_Replicachanges表，將所有的編輯記錄在表中。若通過其它的軟件（autocad）編輯需要將轉換數據格式，轉換格式后要記錄唯一關鍵字Objectid，最好將objectid保留在cad擴展屬性中這樣不會與thickness值發生沖突。同時在編輯時要記錄修改內容參照GDB_Replicachanges表，可以編制軟件自動記錄也可手工記錄。

（3）同步：編輯好的分發數據庫與sde進行同步，arcgis會自動提取數據變化要素將改變反饋到sde中，如果與sde發生沖突可以選擇沖突解決方式。