江西省1∶5萬地形數據庫動態更新方法研究
——以萍鄉市安源區為例

毛 巍 李 虎 陳 圳

（國家測繪地理信息局第三航測遙感院，四川 成都610100）

1 引言

基礎地理信息數據庫是國家空間數據基礎設施的重要組成部分，是國家信息化的權威、統一的定位基準和空間載體，在國民經濟建設、社會發展、國家安全和國防等方面發揮著十分重要的作用［1］。本文以萍鄉市安源區2014年、2015年兩期衛星遙感影像為基礎，結合江西省地理國情普查成果以及水利、交通、能源等專業資料數據，輔以網絡檢索和外業巡查，開展了江西省1∶5萬地形數據庫動態更新，建立適于江西省省情的基礎地理信息動態更新技術與業務體系，具備對江西省多尺度數據庫持續動態更新能力，為國民經濟建設與社會發展提供可靠的測繪服務保障。

2 試驗區自然地理概況與研究方法

2.1 試驗區自然地理概況

安源區位于江西省西部，萍鄉市中部，總面積212平方公里。地理坐標介于北緯27°38′32.96″，東經113°52′1.79″之間，毗鄰湖南省。安源區屬江南丘陵地區，以丘陵地貌為主。東、南、北大多為山地，西部地勢較低，境內山地、丘陵、盆地錯綜分布，地貌較為復雜。浙贛鐵路復線橫貫全區東西，與京廣，京九兩條大動脈相聯，公路交通發達，320、319國道，滬瑞、萍栗高速公路，雙十字縱貫境內。如圖1為安源區自然地理概況圖

2.2 研究方法

以1∶50000地形數據為基礎，結合網絡檢索信息，與江西省最新衛星遙感影像和地理國情普查成果疊加進行變化檢測，提取增量，編輯變化要素。同時輔以交通、地名、勘界、水利、電力、通訊等專業資料補充采集及更新，并進行外業調繪，最終建立江西省2015年動態更新數據庫［2］。其技術流程如圖2所示：

2.2.1 數據預處理

項目收集了江西省時相為2014年10月到2015年6月的資源三號衛星影像和高分一號衛星影像，其全色分辨率為2米，多光譜分辨率為6米和8米。將這些已糾正的遙感影像進行融合、去云、調色、分塊處理后，得到適合綜合判調的高分辨率彩色影像。

綜合分析收集到的萍鄉市安源區地理國情普查數據，水利、交通、能源等專業資料。地理國情普查數據以ArcGIS的File Geodatabase格式存儲，該成果按縣級行政區劃范圍存儲，2000國家大地坐標系，1985國家高程基準，坐標單位為度，現勢性為2015年。數據內容包括地表覆蓋分類、道路、水域、構筑物、地理單元，共5個數據集36個數據類（層）。第一次全國水利普查數據成果來源于水利部，以ArcGIS的File Geodatabase格式存儲，2000國家大地坐標系，1985國家高程基準，坐標單位為度，現勢性為2012年，內容包括河流、溝渠、湖泊、水庫和水利附屬設施等要素及名稱、水庫庫容、湖泊水質、時令月份等屬性信息。道路交通資料包括“國省干線公路及附屬設施空間位置及屬性數據”、“農村公路及附屬設施主要港口泊位空間位置及屬性數據”，上述兩套數據均為矢量shp格式，2000國家大地坐標系，1985國家高程基準，坐標單位為度，現勢性為2014年。

將影像與收集到的地理國情普查數據及專業資料通過與已有1∶5萬地形數據進行對比分析，獲取水利工程建設、城鎮化發展、城鄉公路建設、行政區域變化、植被與地貌、地名變更等變化信息。將這些變化信息要素與影像進行疊加，利用綜合判調的方法進行位置更新，并在此基礎上主動發現影像上新增的水系、居民地及設施、交通、管線、地貌、植被與土質等地形要素［3］。

2.2.2 網絡檢索

網絡檢索是獲取信息資源的一個有效途徑，江西省發展和改革委員會門戶網站為我們提供了萍鄉市安源區2014年到2015年重大工程建設情況。這些重大工程包括城鄉公路建設、水庫水利設施、電力通信、能源供應等。通過對安源區的網絡檢索找到對應的地形要素進行主動更新（如表1所示），對無法確定是否完成的工程建設需進行外業核查。

表1 萍鄉市安源區2014-2015年重大工程網絡檢索表

2.2.3 外業核查

外業核查主要針對內業整合更新中的遺留問題進行野外重點核查，對已發現更新且更新資料不足、室內判讀困難的要素進行補調補測，確保要素的正確性和現勢性。萍鄉市安源區外業核查采用電子調繪方式，調繪要素各自以矢量形式記錄，屬性描述準確、簡潔、統一。同時采集電子調繪軌跡和照片，并記錄照片拍攝位置信息，填寫外業調繪情況記錄表（如下表2和圖3所示）。

表2 萍鄉市安源區外業核查情況記錄表

從圖4可以看出：內業進行數據預處理時，從影像比對不能判斷出紅色虛線部分是新建的鐵路還是公路，而從外業現場核查拍照可以完全確認此處是新增的一條鐵路。外業核查過程中記錄好核查內容和GPS坐標，回到室內進行數據整合，以便后期增量數據的提取。

2.2.4 增量數據提取和動態更新數據庫建立

對安源區預處理數據及外業核查數據進行整合，編輯協調好各地形要素之間的拓撲關系，賦入相關屬性信息，獲取1∶5萬地形數據全要素增量更新成果。該增量數據是在已有1∶5萬地形數據結構基礎上，每個地形要素增加三個屬性項，分別記錄地形要素的數據庫標識（FEAID）、更新狀態標識（STACOD）和版本標識（VERS）。數據庫標識（FEAID）是實現基于數據庫更新的關鍵，在更新生產過程中不得對其進行任何編輯修改；更新狀態標識（STACOD）是實現基于增量要素更新的關鍵，在更新生產過程中必須對所有更新要素進行更新類型標定（如“增加”、“刪除”、“修改”）；版本標識（VERS）是實現數據庫版本化管理的關鍵，在更新生產過程中必須對所有更新要素進行更新版本標定（如“2015”）［4］。

增量更新操作具體包括：（1）增加要素：更新生產中新增要素時，更新狀態標識（STACOD）字段填寫“增加”，版本標識（VERS）字段填寫更新要素的年份，如“2015”。（2）刪除要素：更新生產中需要將要素刪除時，不做物理刪除，只做更新狀態標記，其要素更新狀態標識（STACOD）字段填寫“刪除”，版本標識（VERS）字段填寫更新要素的年份，如“2015”；更新生產過程中新增要素如需刪除則直接物理刪除即可。（3）修改要素：修改要素是對原有要素的圖形或屬性進行修改，原有要素圖形位置更新、形狀更新、屬性更新時，其要素更新狀態標識（STACOD）字段填寫“修改”，版本標識（VERS）字段填寫更新要素的年份，如“2015”。（4）要素合并：幾個要素合并為一個時，合并后的要素標記為“修改”并填寫版本標識（VERS），原有要素中與合并后要素的數據庫標識（FEAID）不一致的標記為“刪除”并填寫版本標識（VERS）。（5）要素分割：一個要素分割為幾個要素時，其中主要的一個要素的更新狀態標識（STACOD）字段填寫 “修改”，版本標識（VERS）字段填寫更新要素的年份，其余要素的更新狀態標識（STACOD）字段填寫“增加”并填寫版本標識（VERS）［5］。

增量數據完成提取后，需要進行接邊處理（安源區與湘東區、上栗縣完全接邊），然后將數據進行拼接，并根據增量成果的“FEAID”和“STACOD”，進行刪除重復數據、修改增量數據“STACOD”等操作，確保數據庫中要素的唯一性與完整性。最終建立以ArcGIS的File Geodatabase格式存儲，2000國家大地坐標系，1985國家高程基準，坐標單位為度的安源區動態更新數據庫。數據庫內容包括水系、居民地及設施、交通、管線、境界與政區、地貌、植被與土質、地名［6］。

3 結束語

江西省1∶5萬地形數據庫動態更新采用最先進的遙感影像綜合判調技術、結合網絡檢索和外業核查，建成了要素級多時態大型矢量數據庫，并實現了與地圖服務數據庫的聯動更新。創建了基于數據庫的增量更新生產技術方法與流程，建立并實現了規模化數據庫動態更新生產的質量控制技術，確保了數據更新質量。對數據庫進行持續動態更新，不斷提升數據的現勢性，實現了從全面推掃式更新模式到動態更新和全面更新相結合的持續更新模式的轉變。該數據庫實現“一年一版圖”動態更新，正為全面加快國家信息化發展步伐提供支撐。