基于EPS平臺大比例尺地形圖動態更新方法的應用研究

周 磊，趙向陽，楊學峰，邵士成

(濟南市勘察測繪研究院，山東濟南250013)

一、前 言

大比例尺地形圖動態更新是一項基礎性和公益性事業，廣泛服務于經濟建設、社會發展、國防建設和人們得生活的各個領域。大比例尺地形圖的動態更新維護機制是確保基礎地理信息具有現勢性和時態完整性的基礎性、前提性工作[1]。

隨著測繪地理信息產業的飛速發展，基礎測繪成果已經跟不上測繪保障服務的要求，主要體現在：①采集軟件基于AutoCAD平臺開發，需經過數據加工方能入庫，導致入庫周期長，達不到實時更新的要求;②數據不能實現變量更新入庫，重復勞動較多;③圖、庫分離，數據的對象化、整體化程度低，不利于成果分發、利用[2]。目前國內大多數城市大比例尺地形圖動態更新成圖和入庫采用不同的操作平臺，往往造成外業采集和數據庫更新不能同步進行，基礎數據的現勢性和實效性在某種程度上滯后于城市的快速發展。

本文提出了一種大比例尺地形圖“應需適時動態更新”的實施方法，設計提出了動態更新技術的業務模式，確立了更新內容的靈性化和更新周期的適時化，并基于EPS平臺系統實現了測量外業、內業、入庫更新一體化，減少了入庫環節，縮短了入庫更新周期。

二、總體思路

大比例尺地形圖動態更新維護機制遵循“應需適時更新”總體思路，以“發現變化→測定變化→變化分析→更新庫體→產品服務”為主線，體現更新內容靈性化、更新周期適時化、更新方式多元化等特點，組織和開展相應的信息獲取和處理工作[3]。

圖1 更新流程

三、應用的軟件基礎

1．EPS平臺架構

EPS平臺具有可包容數據的4級組織構架(數據空間Data Space、數據群Data Group、數據專題Data Source、數據實體Data Body)，使得不同種類、不同數學基礎、不同尺度的數據通過工作空間集成，可方便快捷地實現動態投影、疊加顯示輸出等操作。

2．模板控制技術

數據生產的標準性是基礎信息數據采集的重要內容之一，EPS平臺通過模板控制技術定制標準模板，由模板控制數據標準化和質量。EPS模板基于Access數據庫表格(FeatureCodeTB(特征碼表)、SymbolScriptTB(符號描述表)、NoteTemplateTB(注記模板表))分別用于記錄地物要素的空間、時間、屬性等信息。利用模板控制技術把數據基本的對象類型和空間信息、基本屬性、擴展屬性通過關聯的手段封裝在一個基于Access數據庫的文件(*．mdt)中，運用規則和符號描述把地理要素的編碼標準、分層標準、符號標準以及數據的存儲結構等定義在各自的表中，利用模板來控制數據標準，實現數據的標準化，并實現一套數據與不同GIS數據產品的雙向轉換[5]。

3．程序二次開發

EPS平臺腳本語言遵循VBScript語言編譯規則，結合平臺自帶集成函數和腳本語言二次開發，可實現不同數據格式相互轉換，可設計開發出數據批量處理、批量導入和輸出、數據質量檢查及修復等方案，基于程序自動化篩選，從質量上保證了數據空間邏輯一致和屬性的完整性。

四、實現的關鍵技術和方法

1．數據標準的定制

在參考國家基本比例尺地形圖圖示第1部分：《1∶500 1∶1 000 1∶2 000 地形圖圖式》(GB/T 20257．1—2007)、《濟南市基礎地理信息要素分類與代碼》2011年修訂、《城市地理信息系統設計規范》(GBT 18578—2008)等基礎上制定符合實際需要的城市基礎地理空間數據標準，在內容上依次制定編碼標準、符號標準、屬性標準、分層標準、交換標準和功能標準，并建立了城市基礎地理信息時空一體化數據模型[4]，EPS平臺基于模板規則對數據實施標準化和表達，地理要素采用骨架線+屬性+符號化，保證了數據的完整性和合法性。自動拓撲技術，對圖形中出現的相交、重疊、構面、懸掛、包含、面閉合等問題定制數據檢查和修復方案。平臺使用“信息映射機制”，不僅實現對象級自由映射，更能實現對象內部信息直接映射到目標系統，可實現不同格式、不同結構數據格式的相互轉換。

2．技術路線

基礎地理數據動態更新是一項長期、艱苦的工作，更新主要涉及確定更新策略、變化信息獲取、變化數據采集、現勢數據生產、現勢數據提供等5個步驟，更新流程如圖2所示。

圖2 數據更新主要步驟

3．更新方法

(1)更新原則

目前，城市變化非?？欤€不能實現對地物、地貌要素進行全面及時的動態更新。隨著信息化測繪時代的推進，對大比例尺地形圖動態更新的內容、周期、方式等有了新的更高的要求，表現為更新內容的靈性化、更新周期的適時化、更新方式的多元化[3]。因此，應組織有限的技術力量，重點更新對絕大多數用戶來說重要的要素。根據動態更新的特點，其實施過程中應遵循“分片包干、重點優先”的原則。

①分片包干：為提高作業人員巡視效率，更快、更準確地發現變化區域，作業班組應固定承擔更新街區，班組內部人員盡量固定巡視二級街區;②重點優先：作業班組根據承擔街區的特點劃分重點監視對象，對絕大多數用戶來說重要的要素，列為重點監視對象。另外，對城市經濟建設急需的地形圖數據，應采取急用先測原則。

(2)更新周期

城市大比例尺動態更新往往采用動態更新和定期更新相結合的機制，動態更新的周期為半年至一年，定期更新的周期為3年。

(3)變化信息獲取方式

大比例地形圖動態更新的主要難點在于如何發現地物、地貌變化。目前，獲取變化信息的主要方式有外業巡視、建設工程報建備案、媒體報道和高分辨率影像比對獲得等幾種方式：①外業巡視應利用上周期修測的地形圖作為調查的工作底圖。②通過新聞媒體，重點關注近期城建情況，獲得開工或完工信息。③ 通過規劃、國土、城建等部門的建設工程報建備案記錄，獲取施工信息。④將待修測的線劃和高分辨率影像的疊加，進行比對，獲取變化區域的地物、地貌。實現對局部區域地物、地貌的快速更新，縮短更新周期。

目前利用分辨率較高、現勢性較強的影像資料與線劃圖比對結合人工巡視是變化信息獲取的一種常用快捷方法如圖3所示。

圖3 高分辨率影像數據比對獲取變化信息

(4)地物要素取舍

動態更新主要是對絕大多數用戶來說重要的要素發生變化的及時更新，通過制定大比例尺地形圖動態更新技術規程，優先保證城市建設所需的重點部件的現勢性，做到要素的取舍有據可依，結合定期更新對要素的要求完整性，最大限度滿足其時效性和現勢性。

(5)數據采集

補測新建的住宅樓群或獨立高大的建筑物，已變化的較復雜的地貌，均應先施測圖根控制點，再采用全站儀采集坐標的方式進行修測。當局部區域地物變動不多時，可利用經校核的地物點進行補測，但修測后的地物點不能再作為修測新地物的依據。

修測時，如發現原數據中已有地物、地貌、注記、分層有明顯錯誤或粗差時，應進行糾正。更新地物與原地物銜接時，應協調好更新地物與原地物的關系，保持要素間相互位置關系的正確性。

(6)質量檢查

基于EPS平臺提供的質量檢查空間模型，通過規則和腳本語言編譯，定制出符合生產實際的數據質檢和修復方案，對數據標準、空間關系、拓撲關系、注記、等高線等方面進行了較為全面的檢查，為了保證對象完整性，重點進行要素GUID重復性檢測[6]，檢查后的數據符合地理信息數據庫的標準，如圖4所示。

圖4 數據質檢

(7)數據庫增量更新

EPS平臺采用了支持統一模版的GIS控件技術，使存儲為GIS數據的信息與圖形保持統一，與其他地理信息系統不存在轉換，只存在存儲，因此更加符合信息化思想[7]，數據庫更新方法采用增量式更新方式，采用平臺SDE更新管理模塊能較輕松的實現數據庫的瀏覽、上傳、下載，更新入庫，更新流程如圖5所示。

圖5 數據庫增量更新

五、結束語

本文提出了城市大比例尺地形圖的動態更新實施方法，通過有針對性地、適時地跟蹤修測城市主要重點部件，積極有效地探索變化信息獲取方法，并結合EPS平臺規則和模板控制技術制定出圖庫一體化更新操作系統，基于模板控制技術實現一套數據不同格式的數據轉換，保證了數據的質量和標準化，減少了入庫環節，提高了工作效率。

[1]趙琦．北京市城市基本比例地形圖的更新模式[J]．北京測繪，2011(1)：32-34．

[2]李立軍．基于EPS平臺的電子平板采集系統的開發應[J]．測繪通報，2012(3)：89-91．

[3]陳軍，趙仁亮，王東華．基礎地理信息動態更新技術體系初探[J]．地理信息世界，2007(5)：4-9．

[4]肖海威，劉志輝．信息化測繪背景下對城市大比例尺地形圖綜合的技術研究[J]．測繪與空間地理信息，2012(5)：166-170．

[5]杜志學，田高．面向GIS數據采集中的模板控制技術[J]．地理空間信息，2003(1)：35-38．

[6]楊友生，李海軍，王磊，等．城市信息化測繪的實驗[J]．地理空間信息，2009(6)：21-23．

[7]白立舜，李進強．空間數據庫更新模式、技術與方法[J]．城市勘測，2011(6)：43-46．