“天地圖·湖州”市縣級節(jié)點數據融合探討

吳建曄，琚鋒，尤加俊

(湖州市測繪院，浙江 湖州 313000)

1 引 言

天地圖是由國家、省、市縣三級節(jié)點構成的國家級地理信息公共服務平臺。新版《測繪法》中(第四十條)明確規(guī)定了基礎地理信息數據的及時采集獲取、加工處理和更新工作應由縣級以上人民政府的測繪地理信息主管部門負責，并以公共服務平臺為載體，通過在線的方式向社會公眾提供地理信息服務，從而實現(xiàn)地理信息數據的開放與共享。該規(guī)定對天地圖市縣級節(jié)點數據的現(xiàn)勢性、權威性和豐富性以及地理信息公共服務平臺的服務水平都提出了更高的要求。

隨著天地圖平臺在各行業(yè)日益廣泛與深入的應用，以“超級鏈接”和“多服務聚合”為代表的原有服務方式已無法滿足現(xiàn)如今跨域、跨層級的地理實體、地名地址和興趣點(POI)的查詢、專題信息服務、綜合統(tǒng)計分析等不斷擴展的應用需求[1]。為此，原國家測繪地理信息局于2013年開始啟動天地圖三級節(jié)點多源、多尺度、異構數據的同構試點工作，對國家、省、市各級節(jié)點進行數據整合；浙江省測繪與地理信息局則于2014年開展數據融合工作。“天地圖·湖州”作為湖州市“數字湖州地理空間框架建設”的成果之一，于2012年通過驗收，并正式上線運行；其后按照國家和省局要求逐步更新數據，完善功能，成為浙江省首個全面完成市、縣級全覆蓋的地級市節(jié)點。本文以“天地圖·湖州”市縣節(jié)點數據融合為例，對天地圖數據融合的更新方案進行深入分析，并對幾年來的數據融合實踐進行總結，為進一步提升市縣節(jié)點天地圖平臺的服務水平提供參考。

2 數據融合更新方案

2.1 市縣級節(jié)點數據分析

與我國基礎測繪的分級管理制度保持一致，天地圖按照統(tǒng)一的標準，由國家主節(jié)點、省級節(jié)點和市縣級節(jié)點三個層級分級建設。不同節(jié)點數據滿足公眾多樣的應用需求，其中國家及省級節(jié)點數據主要為宏觀、廣域和導航位置服務；市縣級節(jié)點數據則可以滿足定制化、精細化的地理信息應用[2]。

“天地圖·湖州”數據融合的矢量數據采用已融合國家節(jié)點導航數據的“天地圖·浙江”母庫數據、湖州市三縣兩區(qū)(5 818 km2)范圍內的 1∶2 000和 1∶500大比例尺基礎地理信息數據、電子地圖數據、地理實體數據、地名地址和POI數據、不同時相、不同分辨率的遙感影像數據、地理國情和市情普查成果等數據。市縣級節(jié)點大比例尺數據中 1∶500 DLG主要覆蓋市縣的建成區(qū)范圍，1∶2 000 DLG市縣區(qū)域基本全覆蓋，影像數據則主要為全域覆蓋的 0.2 m分辨率影像和覆蓋部分區(qū)域的優(yōu)于 0.2 m無人機影像。對于市縣高分辨率影像數據在數據融合時應進行抽稀處理，以保證影像融合成果不能優(yōu)于 0.5 m。

2.2 數據融合總體原則

數據融合的思路是對同名地物綜合比對分析，從多源多尺度數據中抽取內容全面、現(xiàn)勢性較好、要素表達準確、采集精度高的要素進行融合更新。數據融合的最終目標是獲取在現(xiàn)勢性、準確性、豐富性等各方面綜合達到最優(yōu)，各比例尺充分融合的電子地圖數據[3，4]。融合總體原則如下：

(1)以現(xiàn)勢性好、幾何表達正確的數據為準，其次考慮選擇精度高的要素。

(2)屬性填寫要求正確，當不同數據源中的同名地物屬性項取值不一致時，依據現(xiàn)勢性、準確性等進行判別并做相應修改。

(3)空間拓撲關系與邏輯一致性要求：融合后的成果數據須經過拓撲關系檢查處理，確保各要素空間拓撲關系正確；且各類信息邏輯須一致，居民地、道路交通、水系、綠地等不存在不合理壓蓋。

(4)內容豐富性原則：融合處理時要素的增補應綜合利用多源信息，且盡可能完整保留增補數據中的原有信息。

2.3 數據融合更新技術流程

數據融合更新主要涉及多源和多尺度數據綜合處理，融合處理過程遵循電子地圖要素集的生產模式。融合更新的主要流程包括：首先從省、市、縣數據源中抽取融合所需的目標圖層；然后對提取的圖層要素進行要素編碼一致性處理，“天地圖·湖州”要素代碼遵從浙江省地方標準，即《基礎地理信息要素分類與圖形表達代碼》；再基于上述數據融合的總體原則對圖層進行分類融合更新，最終形成一套完整的融合成果，具體技術流程如圖1所示。融合成果經“兩級檢查、一級驗收”，并進行變形脫密技術處理后，方可按照模板配圖可視化、切片、發(fā)布服務和正式上線運行。

圖1 數據融合更新流程圖

3 融合成果檢查及服務更新發(fā)布

3.1 成果檢查

在數據融合過程中，作業(yè)人員需不斷在地圖不同顯示級別間切換調整，使融合后的要素分級顯示美觀，平滑自然過渡，內容逐級增加。按照“兩級檢查、一級驗收”規(guī)定，對融合成果進行嚴格的質量檢查，靈活運用程序自動檢查、人工檢查、數據比對檢查等多種檢查方法對矢量和影像數據進行檢查[5]。

數據融合更新成果檢查常見問題總結如下：

(1)要素屬性錯誤

數據融合成果將采用統(tǒng)一配圖模板，完成省市縣不同級別的數據配圖、切片和在線服務發(fā)布。基于配圖模板的地圖可視化需讀取要素的屬性內容，因此各圖層的屬性結構和各要素的屬性值填寫都必須正確。嚴禁直接使用市縣節(jié)點數據替換省級節(jié)點數據。

(2)注記重復及壓蓋

地名地址和POI數據融合時，首先要與省級節(jié)點地名地址與POI數據進行去重處理，再依據市縣節(jié)點數據進行增補[6]。原則上以省級節(jié)點數據為本底，充分結合市縣地名地址、POI數據、基礎地理信息數據和地理國情、市情數據進行增補與更新，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府駐地、行政村名、社區(qū)居委會等行政地名以及地名注記中的生僻字處理。

此外，還要處理好地名地址和POI同居民地、水系、道路等相關要素間的空間關系。通常在省級節(jié)點顯示正常的POI在市縣級節(jié)點大比例尺地圖上常常會出現(xiàn)位置偏移，特別是與房屋面、道路數據的不合理壓蓋，因此需作業(yè)人員仔細判讀修改，以保證POI與道路等數據相對關系的準確，杜絕POI落水、注記的疏密隨地圖級別變化顯示突兀、注記符號相互壓蓋等不合理情況。

(3)道路顯示錯誤

市縣級道路數據融合時，應以省級節(jié)點導航路網數據為基礎，依據數據現(xiàn)勢性、精度、空間關系合理性等，融合處理市縣最新變化的高速公路、國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道、機耕路、鄉(xiāng)村路等路網數據。道路融合時尤其需要注意保持省級節(jié)點導航路網模型，基于高分影像對路網的幾何形狀與空間位置進行編輯時不應破壞路網連通性[7，8]。新融合的道路邊線、道路中線空間位置與屬性信息表達要與道路實體一致，道路變化時，其空間和屬性信息要做相應的修改。應確保融合后的路網數據空間拓撲關系正確。

為優(yōu)化不同級別道路網絡配圖后的顯示效果，保證同一級別道路與高級別道路的連通性和閉合性，應根據周邊路網顯示情況調整道路顯示類別，在不影響周邊道路連通性時，適當升降顯示級別，保證視圖內整個路網的連通，避免出現(xiàn)孤立道路。

此外，融合方案約定匝道的顯示類別應和與其相連的低等級道路保持一致，如當匝道連接省道與城市主干道路時，匝道的道路顯示類別應該與主干道保持一致。

3.2 服務更新發(fā)布

數據融和成果經檢查無誤并作脫密、變形處理后，即可切片，發(fā)布服務。“天地圖·湖州”數據融合更新后的數據要素內容更加豐富、現(xiàn)勢性更好、精度更高。數據融合前與更新后的對比效果如圖2所示。

圖2 數據融合前后對比圖(18級)

4 存在問題及對策分析

“天地圖·湖州”自完成市、縣級全覆蓋以來，地圖質量和對外服務能力大幅提高，已成為湖州市權威性的地理信息公眾服務平臺。但在日常平臺運維及應用推廣過程中還是存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

4.1 實時更新困難

“天地圖·湖州”數據融合更新除按年度大面積更新外，迫切需要準實時、小范圍的局部按需更新及服務發(fā)布，否則會給有關部門的應用帶來影響，也會給天地圖的推廣帶來困難。但是目前融合成果在正式更新上線前，需要經過省級部門質檢、數據脫密、變形等相關技術處理，更新周期太長，實時更新很難保證，而且很難做到與國家級和省級節(jié)點的聯(lián)動更新。因此迫切需要建立新型的、高效的省市縣一體化的數據聯(lián)動更新機制，真正實現(xiàn)天地圖數據的實時更新。

4.2 縣級節(jié)點服務保障能力欠缺

目前“天地圖·湖州”縣級節(jié)點按照建設要求均設有各自的服務器，但縣級節(jié)點存在運維技術人員缺乏、技術力量薄弱等問題，以至于縣級節(jié)點服務的穩(wěn)定性、數據融合質量、部門應用推廣、技術支撐等均無法得到保障。因此，縣級節(jié)點網站及服務全部托管到市級節(jié)點是一個不錯的選擇，同時縣級節(jié)點節(jié)約的建設經費可以支撐市級節(jié)點做大做強，更好地為政府部門、企事業(yè)單位和人民群眾提供商業(yè)地圖網站無法滿足的地理信息服務。

5 結 語

“天地圖·湖州”數據融合更新工作解決了湖州市域范圍內省市縣數據源不同、現(xiàn)勢性和可視化表達不一致等諸多問題。通過融合更新工作的開展進一步豐富了數據內容，提高了數據現(xiàn)勢性，實現(xiàn)省市縣數據資源優(yōu)勢互補，極大提高“天地圖·湖州”的服務水平。本文詳細闡述了天地圖市縣級數據融合更新的方案和技術流程，并對存在的問題進行了梳理，可為其他市縣天地圖公共服務平臺建設提供參考。