“一村一鎮一地圖”空間數據庫更新技術研究

陸繼福

（廣州市白云區地理信息中心，廣東 廣州 510405）

由于鄉村地區地廣人稀，開發建設程度低，且鄉村地區信息化建設較為落后，所以普遍存在理信息數據及圖件缺乏、地理信息數據分散難以利用等問題，這對鄉村地區的統籌規劃和建設開發造成了一定的困難。為響應黨的十八大號召，切實落實好鄉村建設工作，有效將地理信息公共服務延伸至農村，充分發揮地理信息技術助推鄉村建設的基礎作用，廣州市白云區于2014-2015年啟動了“一村一鎮一地圖”工程建設，建成了白云區村鎮空間數據庫，編制了覆蓋全區鄉村范圍的188幅村鎮地圖。2018年9月，中共中央、國務院印發了《鄉村振興戰略規劃（2018-2022年）》并發出通知，要求各地區各部門結合實際認真貫徹落實鄉村振興戰略。

“一村一鎮一地圖”工程開展至今已經有5年時間，數據較現狀陳舊，時效性差。為適應鄉村地區經濟發展和開發建設，對“一村一鎮一地圖”空間數據庫（以下簡稱“村鎮空間數據庫”）進行更新已經成為迫切的需求。

1 村鎮空間數據庫簡介

白云區“一村一鎮一地圖”工程通過對白云區每個行政村自然地形地貌、山水田林路的地名地址進行調查和標注，最終形成一個行政村一張地圖，一個鎮一張地圖，一個村鎮空間數據庫。村鎮空間數據庫由基礎地理信息庫和專題地理信息庫組成。基礎地理信息庫包括1∶500、1∶2000數字線畫圖，衛星影像圖，航拍影像圖；專題地理信息庫基于基礎地理數據提取及外業采集核實得到，包括地理單元、綜合功能單元、道路及交通設施、水域及水工設施、地形地貌、建筑物、地理方位和民俗特產8大類共53種要素（包括居住小區、自然村、出入口、地名等）。為便于后續數據分析及數據更新，需對現有空間數據庫進行升級，增加時態庫和權重庫，更新后數據庫結構，如圖1所示。

2 更新模式的確定

從數據來源的角度看，村鎮空間數據庫的更新一般分為內業模式和外業模式兩種。內業模式是通過收集現有的各類數據，然后進行分類、整理、提取、入庫，再基于地理要素的時間屬性和和權重大小對原數據庫進行更新，以達到數據庫更新的目的；外業模式主要通過高精度測量儀器實地采集數據源，然后內業建庫實現數據庫的更新。內業模式無需進行數據采集，數據庫更新質量的好壞主要依賴于所收集數據的質量及時效性，具有成本低、效率高的優點，但由于數據來源多樣，坐標系也往往不統一，往往存在數據精度較低、元數據收集困難等缺點；外業模式主要依賴于外業實地數據采集，具有精度高、時效性強等優點，但外業工作量大，需大量人工作業，且作業周期較長。

經摸查和調研，目前白云區基礎測繪數據更新頻率較高，有關政府部門信息化程度高，具有良好的數據基礎。為節約財政資金，避免重復建設，故選擇內業模式對數據庫進行更新。

3 技術路線

以現勢性好的正射影像圖、數字線劃圖、行政界線數據及地名地址數據為基礎，結合學校、醫院、公共場所等專題信息數據，通過數據分析與整理（坐標轉換）、數據提取及重構、數據綜合取舍等技術手段，實現村鎮空間數據庫的更新。總體技術流程如圖2所示。

圖1 村鎮空間數據庫結構圖

圖2 總體技術流程圖

3.1 資料收集

村鎮空間數據庫涉及數據主要源于自然資源、公安、民政、建設、教育和衛生等行政主管部門，需收集數據資料主要包括正射影像圖、基礎地理信息矢量數據、行政界線數據、地名地址數據和專題信息數據。專題信息數據主要包括居住小區、自然村、鎮政府（街道辦事處）、村委會（社區工作站）、農村經濟組織、學校、供銷社（商城）、衛生站（醫院、衛生所）、城市道路（鄉村道路）、地名等48類地理要素。

3.2 數據分析與整理

對收集到的數據，重點核實和分析的要素包括坐標系、精度、元數據等，根據數據情況，制定合適的作業方案；統一多源數據的坐標系，進行坐標轉換，統一為2000國家大地坐標系；然后按不同類別粗泛整理歸類，并編制數據初步分析報告及相應的元數據。按照國家測繪地理信息行業規范要求并結合已有村鎮空間數據庫的建庫情況及實際運用需求，統籌完善及制定數據庫建庫標準，先行明確對數據字典及元數據的詳細要求。對于有明顯錯漏或元數據缺失的數據，需與數據來源單位溝通，以進一步完善數據。

3.3 數據提取及重構

由于所收集到的數據來源多樣化，且數據結構不盡相同，因此應對數據進行組織重構。按照前期制定的空間數據庫建庫標準，首先對各類數據進行提取分層，然后對各層數據進行重新整理圖層及字段。提取及重構過程中應進行過程質量檢查，確保重構后的字段及字段值準確無誤。

3.4 建立臨時更新庫、時態庫和權重庫

根據村鎮空間數據的特點和“一村一鎮一地圖”建設工程的應用要求，村鎮空間數據庫設計應充分考慮4個問題：（1）數據集存儲問題；（2）數據統一管理問題；（3）基于數據的地圖編制問題；（4）數據更新問題。文章立足于數據更新，因此需建立臨時更新庫、時態庫和權重庫，臨時更新庫匯集了現勢性的更新數據，是數據更新的源頭及依據；時態庫匯集了現有村鎮空間數據庫和臨時更新庫要素類及地理要素的時間信息，是地理信息數據現勢情況的直接描述；權重庫是地理要素權重信息的集合，含“要素類”權重和“要素”權重2個層級。數據庫基于ArcSDE和oracle建立，數據庫建立的流程：（1）建立sde數據庫；（2）數據入庫；（3）數據檢校及復核。

臨時更新庫的數據結構按照原“一村一鎮一地圖”工程數據標準設計。時態庫和權重庫是實現地圖編制中智能化制圖綜合的技術，基于高效化、自動化地圖編制的原則設計。時態庫包含要素類表和要素表，其中要素類表主要包括要素類編碼、要素類名稱、最小生產時間、最大生產時間、備注等字段；要素表主要包括要素編碼、要素名稱、生產時間、備注等字段。權重庫包含權重表，主要包括要素類編碼、要素類名稱、權重值、備注等字段。

3.5 數據更新（要素綜合取舍）

數據更新分為替換、追加和要素綜合3類。對于整體發生變化的要素類，可以直接替換該要素類（圖層），或者按更新范圍線替換；對于新增要素的，應通過追加的方式實現數據更新。替換和追加的更新方式操作較為簡單，通常借助常規的GIS通用軟件即能快速完成。較為復雜的更新方式是要素綜合，要素綜合需要結合要素的時間屬性和權重對要素進行綜合取舍，通常適用于新舊數據“交錯式”分布的非連續性點狀要素更新，可通過人工判別的方式手工對數據進行更新操作，但工作量大且容易出錯。由于在項目前期已經建立了時態庫和權重庫，因此采用開發自動數據更新插件來實現對點要素的更新。自動數據更新插件以時態庫和權重庫為基礎，通過空間索引和緩沖區技術，能夠實現對點狀要素的自動化、快速化更新。

通過對所有要素類逐一更新后，最終形成了現勢性好、時空信息完善、元數據齊全的村鎮空間數據庫。

4 結束語

以現有數據資料為基礎，通過內業模式實現對村鎮空間數據庫的更新，達到了低成本、高效率更新數據的目的，建成了現勢性好、時空信息完善、元數據齊全的村鎮空間數據庫。后續應積極推進“一村一鎮一地圖”數據庫成果應用，通過編制村鎮地圖、建立地理信息公共服務平臺及行業地理信息系統更好地服務于鄉村基層，達到地理信息技術助鄉村地區經濟建設及綜合治理的目的。