基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新體系的應用研究

李文國

廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，廣東廣州 510060

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)在城市信息化建設(shè)中扮演著重要角色。隨著城市發(fā)展進程的不斷推進，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性越來越受到廣大城市管理者及數(shù)據(jù)用戶的密切關(guān)注[1]。在“數(shù)字城市”、“智慧城市”的建設(shè)過程中，各省、市大都已經(jīng)以建立起自己的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫[2]。數(shù)據(jù)的準確性和現(xiàn)勢性是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的生命力[3]，時間的推移以及城市的不斷發(fā)展會導致基礎(chǔ)地理信息時效性降低[4]，如何實現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新，以保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的鮮活，是目前測繪地理信息行業(yè)中亟待解決的瓶頸問題[5]。

本文從基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)更新以及使用的需要出發(fā)，結(jié)合常規(guī)的規(guī)劃管理工程測量，對基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的動態(tài)更新進行了研究及實踐，基于統(tǒng)一的空間基準，建立標準化的數(shù)據(jù)格式并進行模板封裝，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準的基礎(chǔ)下，研究了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的動態(tài)更新模型和方法，以及各比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的聯(lián)動更新方式及策略。

1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新體系

本文從實際需求出發(fā)，對基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的動態(tài)更新進行了研究及實踐，成功構(gòu)建了一套完整的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動態(tài)更新體系，取得豐碩的研究成果。

1.1 標準化數(shù)據(jù)生產(chǎn)模板及符號庫的建立

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新體系詳細地制定了《廣州市城市規(guī)劃基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫標準1∶500～1∶2000》、《廣州市城市規(guī)劃基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫標準1∶5000》，并實現(xiàn)模板標準化封裝。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)標準的統(tǒng)一，為動態(tài)更新奠定了基礎(chǔ)。

針對工程測量制圖以及地理信息數(shù)據(jù)建庫的不同需求，更新體系還統(tǒng)一建立了標準化的可視化符號庫，解決了制圖與數(shù)據(jù)生產(chǎn)的“兩層皮”現(xiàn)象。

1.2 基礎(chǔ)地理信息動態(tài)更新模型的確立，建立面向要素的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫實時動態(tài)更新機制

在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準下，基于增量更新方式，將基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與工程測量工作相結(jié)合，提出面向要素的城市基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新機制（圖1），即利用工程測量成果中的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)部分，結(jié)合工程測量范圍形狀不規(guī)則的特點，通過更新范圍線劃定及數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，將傳統(tǒng)的圖幅更新、批量更新方式變?yōu)榛诓灰?guī)則范圍線的實時更新模式，從而切實保證了數(shù)據(jù)的完整性與現(xiàn)勢性。

圖1 數(shù)據(jù)更新流程

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新體系的提出基于不規(guī)則范圍線的更新思路，即是按照工程測量范圍，首先盡量以自然邊界如道路、水系等為界，以保持范圍線內(nèi)地物的完整性，減少與范圍線相交的地物為原則，劃出更新范圍線，每個范圍線進行全局唯一標識命名，利用范圍線內(nèi)已有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)作為工程測量參考數(shù)據(jù)，待工程測量完成后，再將更新完成的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)入庫更新。

1.3 多尺度的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的聯(lián)動更新

在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新體系中，當大比例尺的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新后，對小比例尺數(shù)據(jù)庫更新同樣采用“掏出—按照大比例尺數(shù)據(jù)縮編—檢查入庫”模式進行，并將該過程融合在大比例尺數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新作業(yè)進程中，實現(xiàn)各個比例尺的數(shù)據(jù)的聯(lián)動更新。

本文基于廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院的地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺，開發(fā)了地理信息數(shù)據(jù)的自動縮編模塊，并以自動縮編為主，在具體需求出現(xiàn)時方進行人工干預生產(chǎn)成品數(shù)據(jù)的策略。即在大比例尺的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新后，利用自動縮編模板，對大比例尺數(shù)據(jù)自動進行粗略縮編產(chǎn)生初步的小比例尺數(shù)據(jù)，來保持空間數(shù)據(jù)庫在各個比例尺上的一致性。粗略處理過的小比例尺數(shù)據(jù)也完全足以滿足一般的數(shù)據(jù)查詢?yōu)g覽等普通使用需要。自動縮編功能包括符號、注記等顯示比例的自動處理及抽稀、房屋面自動合并、房屋邊線化簡、小寬度坡轉(zhuǎn)坎、壓蓋處理等。當對小比例尺的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)具體的各類需求后，通過技術(shù)人員的人工干預，生產(chǎn)出最終的成品小比例尺地理信息數(shù)據(jù)。該策略的使用，突出地理信息數(shù)據(jù)的服務(wù)屬性，同時也節(jié)省了大量的人力、物力。

1.4 基于動態(tài)更新的標準作業(yè)流程

結(jié)合動態(tài)更新的技術(shù)要求和特點，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新體系明確了一般工程測量以及基礎(chǔ)測繪的標準作業(yè)流程，即對于工程測量按照繪制范圍線—掏出現(xiàn)有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)—工程測量—數(shù)據(jù)檢查—測量數(shù)據(jù)更新入庫—小比例尺數(shù)據(jù)處理進行操作；對于按年度進行的基礎(chǔ)測繪，按照打印測區(qū)現(xiàn)有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)—外業(yè)巡查—確定需修測范圍—范圍線繪制—掏出數(shù)據(jù)—測量—數(shù)據(jù)檢查—測量數(shù)據(jù)更新入庫—小比例尺數(shù)據(jù)處理進行操作（圖2）。

圖2 基于動態(tài)更新的標準作業(yè)流程

2 創(chuàng)新性分析

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新體系是理論研究與生產(chǎn)實踐相結(jié)合的產(chǎn)物，具有以下創(chuàng)新性。

（1）地方空間數(shù)據(jù)標準制定與模板信息化封裝。通過詳細制定地方空間數(shù)據(jù)標準，并對標準進行信息化模板封裝，建立廣州基礎(chǔ)地理信息模板用于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)。

（2）動態(tài)范圍線及數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的開發(fā)和使用，實現(xiàn)不規(guī)則測量范圍的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新。本文開發(fā)了獨立的范圍線繪制和數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，使用工程測量成果進行動態(tài)更新，以及工程測量利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)均通過該系統(tǒng)進行，始終保證基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫內(nèi)現(xiàn)勢數(shù)據(jù)的唯一性。

（3）自動縮編模塊的開發(fā)及使用，實現(xiàn)多尺度基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)聯(lián)動更新。大比例尺數(shù)據(jù)一旦更新，即可利用此模塊全自動粗略縮編，生產(chǎn)更新后的小比例尺地理信息數(shù)據(jù)以供普通的瀏覽使用。具體需要出現(xiàn)時，再由技術(shù)人員及時進行人工干預以生產(chǎn)出符合制圖標準的成品數(shù)據(jù)。

（4）動態(tài)更新的標準作業(yè)規(guī)范及質(zhì)量控制制度的建立。建立了一整套標準作業(yè)規(guī)范及質(zhì)量控制制度，確保了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)的標準性，保證了動態(tài)更新在實踐中得以順利進行，避免了大量冗余錯誤數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。

3 應用與推廣

本文所建立的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新體系在廣州開發(fā)區(qū)的各類測量項目中得到了具體應用。

在本體系的支撐下，廣州開發(fā)區(qū)的基礎(chǔ)測繪項目以及工程測量項目的工作效率均得到了顯著提高，同時，為政府及社會提供了可靠、高效的地理信息服務(wù)。該動態(tài)更新體系在廣州開發(fā)區(qū)的運轉(zhuǎn)流暢，也進一步驗證了體系的成熟性。

4 結(jié)語

本文從基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)更新以及使用的需要出發(fā)，結(jié)合常規(guī)的規(guī)劃管理工程測量，對基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的動態(tài)更新進行了研究及實踐，構(gòu)建了一套完整的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的動態(tài)更新體系。通過在廣州開發(fā)區(qū)連續(xù)多年的基本地形圖更新以及日常的城市規(guī)劃管理測量中的成功應用，表明該體系具有極大的實用價值，無論是工程測量還是基礎(chǔ)地形測量，均可避免大量的重復測繪以及人力、物力、財力的浪費，顯著提高了工作效率。