基于SuperMap GIS的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)庫更新實踐

高紅心，李楠

(西安市勘察測繪院，陜西西安 710054)

1 項目概述

本項目采用SuperMap GIS+Oracle的空間數(shù)據(jù)庫局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布方案，開發(fā)了西安市基礎(chǔ)地形圖發(fā)布空間數(shù)據(jù)庫更新管理系統(tǒng)和西安市基礎(chǔ)地形圖局域網(wǎng)發(fā)布系統(tǒng)，建設(shè)完成了包括西安市1800余平方千米的城市大比例尺基礎(chǔ)地形圖、1∶1萬分幅的高分辨率正射影像圖、道路中心線、地名等數(shù)據(jù)的發(fā)布空間數(shù)據(jù)庫及其局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)布［1］。目前，系統(tǒng)數(shù)據(jù)量已達15GB以上，數(shù)據(jù)以標準圖幅計達到萬幅以上，日均訪問量數(shù)百人次，數(shù)據(jù)的更新維護管理工作量巨大。解決該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的自動更新管理、保持系統(tǒng)生命力意義重大。

2 SuperMap GIS簡介

SuperMap GIS是整個超圖GIS軟件系列的一個統(tǒng)稱，其中SuperMap IS.NET是超圖推出的一款WebGIS產(chǎn)品。該產(chǎn)品與SuperMap Objects核心組件(含Super-Map SDX+空間數(shù)據(jù)庫組件)緊密集成，共同完成空間數(shù)據(jù)庫的管理和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。SuperMap SDX+的一個重要特性是可以提供超圖格式空間數(shù)據(jù)的復(fù)合數(shù)據(jù)集管理，該數(shù)據(jù)集可采用超圖預(yù)定義或用戶自定義的符號庫、線型庫、填充模式庫對復(fù)合數(shù)據(jù)集元素符號化處理，最大限度的接近基礎(chǔ)地形圖的表現(xiàn)，從而便于地形圖使用人員的識圖、用圖。如圖1所示復(fù)合數(shù)據(jù)集，其中的數(shù)據(jù)元素與真實的數(shù)字地圖表現(xiàn)非常相似。

本方案極大地減少了基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)的處理花費和管理層次，避免了大規(guī)模長耗時的數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)拼接、拓撲處理等工作，具有建設(shè)成本低廉和建設(shè)周期較短，數(shù)據(jù)表現(xiàn)形象逼真，表現(xiàn)方法靈活多樣等特點。

圖1 SuperMap CAD數(shù)據(jù)庫示例

3 項目空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)簡介

本項目數(shù)據(jù)來源于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，由以下5個部分組成，如圖2所示。

圖2 發(fā)布空間數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及地圖示意圖

(1)1∶500、1∶1 000地形圖發(fā)布數(shù)據(jù)庫

提供1∶500、1∶1000 SuperMap CAD格式地形圖的查詢、瀏覽、定位。由于整個西安市基礎(chǔ)地形圖數(shù)多達萬幅以上，按原地形圖分幅方案設(shè)計地圖圖層將帶來極大的管理和應(yīng)用困難。通過計算，我們選擇了以1∶5 000矩形標準圖幅范圍為圖層單位，即一個圖層由100幅1∶500或25幅1∶1 000地形圖合并而成，一方面減少了發(fā)布地圖中圖層的數(shù)量，另一方面，每一圖層數(shù)據(jù)記錄數(shù)又不致太多，從而較好地平衡了圖層管理和存取效率之間的矛盾。

(2)1∶5 000地形圖發(fā)布數(shù)據(jù)庫

提供1∶5 000 SuperMap CAD格式地形圖的查詢、瀏覽、定位。

(3)1∶1萬地形圖發(fā)布數(shù)據(jù)庫

提供1∶1萬SuperMap CAD格式地形圖的查詢、瀏覽、定位。

(4)1∶1萬分幅正射影像發(fā)布數(shù)據(jù)庫

提供高分辨率衛(wèi)星正射影像數(shù)據(jù)背景。

(5)基礎(chǔ)地理信息發(fā)布數(shù)據(jù)庫

為整個發(fā)布數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)瀏覽框架，提供地名、地址定位數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4 項目空間數(shù)據(jù)庫更新流程

本項目采用了常規(guī)基礎(chǔ)地形圖庫的圖幅級更新機制，以圖幅名稱代碼為索引，進行地形圖數(shù)據(jù)的整體替換，如圖3所示，其方法如下:

圖3 數(shù)據(jù)更新流程圖

(1)數(shù)據(jù)預(yù)入庫檢查

主要是地形圖命名規(guī)范化檢查和DGN文件的壓縮處理。

(2)建立SDB數(shù)據(jù)源dataSource1

(3)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和DGN數(shù)據(jù)導(dǎo)入

①將MicroStation DGN格式系列比例尺地形圖、專題地圖導(dǎo)入和轉(zhuǎn)換為SuperMap SDB格式的復(fù)合數(shù)據(jù)集并存入dataSource1;②將遙感正射影像導(dǎo)入生成SuperMap格式的影像數(shù)據(jù)集并直接存入空間數(shù)據(jù)庫。③將基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)導(dǎo)入為GIS圖層。

(4)數(shù)據(jù)檢查及錯誤處理

對dataSource1的每個數(shù)據(jù)集進行圖形偏移檢測，如有偏移情況存在，對偏移情況進行自動處理。確定圖形無偏移之后，程序檢查是否存在贓點(圖幅范圍以外的點或其他要素)，并進行相應(yīng)處理。

(5)提取專題信息，生成新的數(shù)據(jù)集

主要提取圖廓、點、線、面等信息，并將提取的信息放在圖廓、地名點、道路中心線和房屋面數(shù)據(jù)集中，以實現(xiàn)地名、地址查詢、定位和搜索。

(6)根據(jù)實際應(yīng)用需要，對SDB數(shù)據(jù)重新組織合并存入Oracle數(shù)據(jù)庫

主要是將1∶500和1∶1 000地形圖合并為1∶5 000大小的矩形分幅的復(fù)合數(shù)據(jù)集。

選擇地形圖更新選項菜單。通過SuperMap SDX+連接和打開 1∶500地形圖的 Oracle數(shù)據(jù)源 data-Source1。系統(tǒng)讀取SDB數(shù)據(jù)源中的以圖幅為單位的數(shù)據(jù)集Dataseti。依次提取Dataseti并計算出對應(yīng)的GIS圖層Dataseti j(合并后的1∶5 000大小的矩形分幅的復(fù)合數(shù)據(jù)集，此處i、j無實際意義，僅用于區(qū)分不同的目標數(shù)據(jù)集)，搜索Dataseti_j中與Dataseti同名的所有元素，將其移入對應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)集，而后將Dataseti中除圖廓要素以外的所有元素存入Dataseti_j，將Dataseti中的圖廓要素依以上辦法存入相應(yīng)的圖廓數(shù)據(jù)集，同時將Dataseti的圖名信息存入圖名表(圖名表保存了實際的地圖數(shù)據(jù)集名稱，即Dataseti圖名信息，用于發(fā)布地圖中地形圖的圖幅搜索和調(diào)用等功能)，直到dataSource1中所有數(shù)據(jù)集都被處理為止。

(7)更新數(shù)據(jù)集空間范圍和重建數(shù)據(jù)集空間索引

選擇發(fā)布更新管理系統(tǒng)提供的修改數(shù)據(jù)集空間范圍和重建數(shù)據(jù)集空間索引菜單，在出現(xiàn)的對話框中選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)集，確認操作即可。

(8)更新和保存地圖及工作空間

選擇發(fā)布更新管理系統(tǒng)發(fā)布地圖維護菜單，系統(tǒng)將自動識別新增的數(shù)據(jù)圖層并將其加入發(fā)布地圖，同時保存發(fā)布地圖。

5 項目數(shù)據(jù)庫更新問題總結(jié)、分析及對策

以上更新流程完成后，檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)布地圖中存在重復(fù)數(shù)據(jù)。經(jīng)分析，主要是新舊數(shù)據(jù)集之間的數(shù)據(jù)集命名不一致，導(dǎo)致以圖幅為單位的數(shù)據(jù)集更新失敗，第一是全角字母I(I)與羅馬數(shù)字1(Ⅰ)的混用。其次是定長占位命名法與非占位命名之間的不一致。第三是1∶500與1∶1 000數(shù)據(jù)集的互相替代。由于生產(chǎn)的需要，城市1∶500的基礎(chǔ)地形圖范圍擴大，導(dǎo)致某些區(qū)域既有 1∶500地形圖元素，也有 1∶1 000地形圖元素。以上3種原因都會使更新系統(tǒng)將目標數(shù)據(jù)集的更新操作判斷為新增操作，造成圖形元素重復(fù)。

處理方法:首先對整個數(shù)據(jù)庫進行整體備份，其次，對于非空間數(shù)據(jù)操作(不需使用SuperMap SDX+)的場合，使用Oracle SQL Developer或其他的Oracle SQL編輯工具編寫Oracle過程或函數(shù):針對數(shù)據(jù)集錯誤名稱與標準命名的區(qū)別，編程依次提取和處理smregister表中的需要修改的數(shù)據(jù)集中的地形圖元素記錄，刪除圖名數(shù)據(jù)集中的無效元素記錄并保存數(shù)據(jù)集，處理圖名表中的圖名數(shù)據(jù)集命名錯誤。在Oracle客戶端或服務(wù)端執(zhí)行函數(shù)。最后，使用超圖管理工具或項目空間數(shù)據(jù)庫更新管理系統(tǒng)檢查數(shù)據(jù)更新情況，確認修改無誤后，修改數(shù)據(jù)集的空間范圍并重建空間索引。

在僅使用Oracle方法處理錯誤表記錄后，瀏覽項目數(shù)據(jù)正常，但速度較慢。進一步瀏覽屬性數(shù)據(jù)表發(fā)現(xiàn)已經(jīng)刪除的記錄變成了空記錄。對數(shù)據(jù)集進行數(shù)據(jù)源修復(fù)、數(shù)據(jù)源壓縮均無法正常執(zhí)行且會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰等。通過查詢和搜索SuperMap的相關(guān)幫助文檔，發(fā)現(xiàn)SuperMap并沒有提供相應(yīng)的管理接口，修復(fù)數(shù)據(jù)源和緊縮數(shù)據(jù)源功能僅適用于桌面的SDB數(shù)據(jù)源，對大型空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源如Oracle則無能為力。經(jīng)仔細研究和比對超圖Oracle數(shù)據(jù)用戶下各系統(tǒng)表之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)smregister是整個超圖Oracle數(shù)據(jù)用戶的關(guān)鍵——該表對用戶表進行注冊登記，說明了用戶表的名稱、記錄數(shù)、圖層四至、空間范圍等注冊信息。

總結(jié)以上過程，對以上處理方法進行修正——在數(shù)據(jù)集錯誤數(shù)據(jù)處理完成后，加入以下SQL語句更新smregister中對應(yīng)的數(shù)據(jù)集記錄數(shù):update smregister set smrecordcount=(select count(*)from dest_table)where smtablename=dest_table;其中，dest_table代表要處理的數(shù)據(jù)集的名稱。smtablename記錄了注冊數(shù)據(jù)集名稱，smrecordcount記錄了smtablename所包含的元素記錄數(shù);通過試驗，經(jīng)過以上處理后，不論是使用超圖的數(shù)據(jù)管理工具，還是項目數(shù)據(jù)發(fā)布更新管理系統(tǒng)，都可以對數(shù)據(jù)集進行正常訪問及相關(guān)處理了。

6 總結(jié)

通過本項目的數(shù)據(jù)更新實踐，得出以下幾點需要特別注意:①Oracle客戶端或服務(wù)端處理過程效率極高，處理前需要仔細備份，以便應(yīng)付隨時或可能的數(shù)據(jù)處理錯誤。②超圖Oracle數(shù)據(jù)用戶空間數(shù)據(jù)管理的主要操作都以smregister表為出發(fā)點，如果使用超圖之外的數(shù)據(jù)更新工具，改變了數(shù)據(jù)集的記錄或其他信息，必須同時更新其對應(yīng)的smregister注冊信息。③對于空間數(shù)據(jù)集而言，創(chuàng)建空間索引非常重要，據(jù)試驗結(jié)果，建立空間索引比不建空間索引其訪問時間效率能夠提高一個數(shù)量級甚至更多。④通過SuperMap SDX+訪問空間數(shù)據(jù)庫，與通過Oracle客戶端或服務(wù)端直接訪問空間數(shù)據(jù)庫，其間的效率差別高達幾個數(shù)量級。⑤數(shù)據(jù)安全操作規(guī)程極為重要，數(shù)據(jù)庫更新維護時必須本著安全第一的原則，事先做好備份，做到有備無患。⑥數(shù)據(jù)的規(guī)范化不僅體現(xiàn)在數(shù)據(jù)元素的規(guī)范完整，數(shù)據(jù)集命名規(guī)范化同樣重要。

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