天地圖省市數據融合中存在的問題

袁競

摘 要：國家測繪地理信息局建設了由國家、省、市三級節點構成的天地圖國家地理信息公共服務平臺，以促進地理信息資源共享和高效利用，提高測繪地理信息公共服務能力和水平，改進了測繪地理信息成果的服務方式，為社會公眾提供便捷的工作和生活應用。本文以“天地圖·河池”省市數據融合為例淺析天地圖數據融合的生產流程并對天地圖存在的問題進行探討。

關鍵詞：天地圖；融合；更新

1 項目內容及數據分析結果

1.1 項目內容

“天地圖·河池”項目建設的具體內容包括：

1）利用“天地圖·廣西”省級節點數據、1：500CAD格式基礎地理數據進行數據融合。

2）融合后在1：1萬比例尺下按影像對重要道路、水系、居民區等矢量數據進行增補。

3）融合成果質檢與提交。

1.2 資料情況分析

1.2.1 天地圖·廣西河池區域的數據情況

天地圖·廣西河池區域數據的現勢性為2016年，包括道路、道路層級、水系線、水系注記線、水系面、居民地、POI數據、鐵路、綠地、境界與政區。天地圖·廣西河池區域數據主要用于與河池市級節點數據的融合。

1.2.2 河池市級節點數據情況

河池市級數據均為CAD格式，包含了東蘭、羅城、南丹、金城江等4個地區，坐標系為xian1980_3_Degree_GK_CM_108E；

1.2.3 影像資料情況

此次項目所使用的影像是2017年高分1號、高分2號、資源3號、北京2號等4個衛星影像拼接而成的河池市范圍影像，分辨率為0.8至2米。

1.2.4 資料分析結果

1）CAD數據接邊的問題：CAD數據是由很多幅500圖拼接而成，其拼接的時候沒有處理好圖幅之間的接邊問題，留存有許多接邊線造成數據分塊嚴重；

2）CAD數據共邊的問題：CAD數據出于出圖的需要，在采集溝渠、河流時使用了街區、田埂等要素來代替邊線，導致溝渠、河流數據不完整；

3）CAD數據中道路為雙線的，按天地圖融合的要求需采集為中心線并連通形成路網，水系面數據也采集中心線放水系線層連通成水網；

4）CAD數據中的棚房與簡易房屋缺少注記，需在CAD軟件中按相關條件挑出或人工補全注記后才能進行拓撲面處理；

5）“天地圖·廣西”河池區域數據的現勢性是2016年，包括道路、道路層級、水系線、水系注記線、水系面、居民地、POI數據、鐵路、綠地、境界與政區。河池市級數據現勢性是2013年，包含了東蘭、羅城、南丹、金城江等4個地區。

1.3 成果技術指標及采用軟件

1.3.1 數學基礎

坐標系統：2000國家大地坐標系（CGCS2000），坐標單位為度；

高程基準：1985國家高程基準。

1.3.2 軟件工具

操作系統：windows7；

數據處理軟件：AOTUCAD、GLOBALMAPPER、MAPINFO、GEOWAY；

數據融合軟件：ARCGIS地理數據整合套件；

數據質檢軟件：GEOWAY數據質量檢查軟件。

2 融合總體原則

數據融合時，通過對數據源中相同要素的分析比對，從中選取表達準確、現勢性好、精度高的要素進行合并，并對合并后的結果進行幾何拓撲、空間關系與邏輯一致性處理，使融合后的數據在現勢性、準確性等方面達到最優。

數據融合處理的總體原則是：

1）平面位置精度要求：需要融合的不同來源的數據平面位置精度不一致時，原則上以精度高的數據為準。

2）數據幾何表達精細度要求：需要融合的不同來源的數據幾何表達精細度不一致時，以精細度高的數據為準。

3）數據現勢性要求：需要融合的不同來源的數據現勢性不一致時，以現勢性好的數據為準。

4）空間關系與邏輯一致性要求：融合后的成果數據要素空間關系正確，各類信息邏輯一致。

5）數據內容要求：融合處理時應利用不同數據源的信息進行要素更新，融合后的成果數據應盡可能完整保留數據源中的相關信息。

3 技術流程

1）坐標系轉換：數據源的坐標系統不一致，應首先進行坐標系統轉換，使得數據源可以在統一的空間基準下準確套合。經過坐標系統轉換的數據源在平面位置上仍存在較大誤差時，有必要依據精度較高的數據源對精度較低數據源進行幾何糾正。

2）數據處理：將分析數據時發現的問題進行處理。

3）屬性重置：將各來源的數據按照《天地圖數據融合技術要求》（以下簡稱《要求》），對以母庫數據為基礎的屬性字段進行重置，缺少的補上，已有的確認字段名稱與《要求》一致。同時保留各來源數據的屬性字段。

4）要素分層處理：通過對不同數據源中的同類要素進行分析比對，依據現勢性好、幾何表達精確度高、平面位置準、信息內容豐富等原則對要素進行提取，提取時要特別注意對同名地物的處理，同名地物的選擇一般從現勢性、幾何表達精細度、平面位置等方面考慮。

5）要素更新：根據現有的影像，在1：1萬比例尺下對一些重要的地物進行更新。

6）質量檢查：對融合后成果數據的質量進行檢查。

4 存在的問題

以上就是“天地圖·河池”省市數據融合的原則及大致流程。從融合的數據源來看，市級數據為大比例尺的CAD格式數據，在進行數據前期處理時發現多幅500圖之間的接邊工作沒有做好，而CAD數據沒有屬性、沒有編碼，在屬性整合過程中只能通過其顏色、線型、符號樣式來進行分類。由此可見數據源的前期處理及屬性重置工作完成的快慢取決于所提供的數據源質量好壞；從省、市二級節點數據分析結果里可以發現市級數據的現勢性為2013年，比省級節點數據現勢性低，而項目所使用的影像現勢性最高為2017年，由此可見省級節點數據通過融合大比例尺的市級節點數據達到了豐富數據資源的目的，卻又因為市級節點數據現勢性太低，在疊加現勢性高的影像進行更新時發生了大面積刪改的現象；從融合總體原則可以看出省級節點數據要把市級節點數據融合進來，就必須要將兩套數據內容進行比對，無論是幾何圖形還是屬性內容都要從中挑出符合要求的最優數據，以道路層為例，層中無論哪個屬性項存在最優數據都要進行屬性更新，而道路層包含有41個屬性項，在沒有有效的大批量數據處理手段下，作業工作量堪稱繁重；在更新工作中當作業員采集新的要素或變更的要素時，缺少權威的數據參考，無法填寫新要素或變更要素的屬性項；在質量檢查工作中同樣存在缺少對海量對比數據檢查的有效手段和方法。

5 應對措施及建議

在天地圖融合的原本思路中融合不更新，更新不融合，但在實際生產方面這兩者互有關聯，建議在融合前先更新變化大的地區，以減少融合后更新出現的不必要工作量。對于數據源質量及現勢性低的問題，建議作業部門把好質量關，在選擇要融合的數據源時優先選擇現勢性高且數據量豐富的數據。針對融合時數據內容比對數據量大的問題，以道路層為例，在ARCGIS中將市級節點數據做緩沖區并擦除重復區域，再與省級節點數據進行關聯，然后就可以進行數據比對，這個方法在作業時比較直觀方便，缺點是依然無法進行大批量對比作業。在更新采集工作中出現的問題，建議作業單位適時追加經費進行外業調繪，以提高新增要素屬性的準確度。

6 結語

文章所總結的問題并不單存在于此次項目中，在別的省市融合項目甚至國省融合項目中都有出現，文章所提出的應對措施與建議亦不是最新最有效的，總而言之天地圖還很年輕，不管是設計思路、作業方法及質檢方案都在不停的摸索中。2018年3月份國家基礎地理信息中心發表了新的《天地圖數據融合技術要求》，在一些作業細則上有了進一步詳細的規定，為了更好的提高天地圖整體數據質量還需繼續鉆研和探討。

參考文獻

[1]吳賢良，董勝光.天地圖節點建設與應用存在的問題及其對策探析[J].地理空間信息，2018，16（07）：16-18+9.

[2]侯恩兵，朱清，李斌，郝苗.天地圖融合矢量數據與母庫雙向增量的自動同步[J].測繪科學，2018，43（07）：170-174+179.