“天地圖·江蘇”與國家、市級節點數據融合技術研究

周宇晨，石善球

（江蘇省基礎地理信息中心，江蘇南京210013）

0 引言

近年來，為了解決“天地圖”各級節點存在的數據共享不暢、協同服務不夠等問題，自然資源部重點推動“天地圖”公眾版一體化建設，要求各地建立起統一的在線服務數據資源體系，并不斷優化數據質量?！疤斓貓D·江蘇”自2013年連續開展“天地圖”國省數據融合工作，通過“天地圖”國家主節點與省節點數據融合，形成了一套電子地圖數據庫、一套地圖表達、一套瓦片，解決了“天地圖”的主節點、省節點電子地圖表現不一致的現象［1］。但現有各類數據資源的整合利用程度及市級節點的參與程度均不夠，數據“各自為政”的局面依然存在。

為了進一步加大數據融合的廣度和力度，實現更深層次的分布式信息資源聚合與協同服務［2］，本文立足省級層面，研究通過整合江蘇區域內“天地圖”國、省、市三級節點的現有數據資源，建立起一套“更新、更準、更細、更全”的成果。

1 融合對象

融合對象為國、省、市三級節點擁有的各類數據資源，主要包含“天地圖”母庫數據、導航電子地圖數據、江蘇省基礎性地理國情監測數據、省級基礎測繪數據、各市大比例尺地形圖數據以及公路、港口、海事、發改、文化旅游等部門的業務專題數據等。上述數據源在建設標準、時間尺度、空間尺度、比例尺精度等方面存在差異，如采集比例尺涵蓋1∶25萬、1∶1萬、1∶2 000、1∶1 000、1∶500等多個尺度。

2 融合思路

空間數據融合是立足于現有數據，集各種數據之所長派生得到更好的新數據以滿足具體應用的需求［3］。因此，整合現有各類數據資源時，需要盡可能保留數據源的自身優勢，并對合成的多源多尺度數據進行沖突消解、空間關系重構等處理，最終通過去偽存真，去粗取精，形成一套現勢性強、準確度高、精細度佳的數據庫。

本文提出了“天地圖”多源多尺度數據融合的具體思路，如圖1所示。

（1）坐標系轉換：將參與融合的多源、多尺度數據統一轉換為2000國家大地坐標系，使得數據源可以在統一的空間基準下準確套合。

（2）按類擇優選用：分析、比對不同數據源中的同類要素，以現勢性、準確度、內容豐富度、幾何表達精細度等優先原則從各數據源中進行按類/按層提取。

（3）編碼轉換：建立新的分類代碼方案，最大限度對每一要素屬性進行合理描述，并且通過相應的轉換機制對提取出的各類數據進行分類代碼轉換［4］。

（4）分層合并：對提取出、經編碼轉換的地理要素，按要求進行分層合并。

（5）剔除重復要素：對數據合成時產生的重復要素進行刪除處理。

（6）沖突檢測與消解：對多源多尺度數據在合成時產生的圖形、屬性、空間關系等沖突進行檢測與消解，保證數據圖形正確、屬性規范、同類要素或不同要素間拓撲關系合理。沖突處理時，以現勢性、位置精度、幾何表達精細度更高的數據為準。

（7）數據質檢：對數據的定義和組織、位置精度、屬性精度、要素關系等進行全面檢查。

圖1 數據融合思路

3 關鍵技術

3.1 多源多尺度道路融合技術

“天地圖·江蘇”母庫（以下簡稱“母庫”）、國家節點數據均包含導航路網，其優勢為表達模型較好，道路形態包括出入口、連接路、橋梁、高架、隧道、車渡、服務區、停車區、環島、輔路、步行街、多線道路、單線道路。當兩個通行方向間有物理隔離帶（石墩、柵欄、綠地等）或道路地面上有雙黃線標志的道路，一般采集兩條或者多條道路線元素［5］；省級基礎測繪數據、大比例尺地形圖數據的優勢在于空間位置精度更高，且在農村地區采集的圖形及屬性信息（如名稱、道路編碼等）更為完整；而公路部門的國、省干線數據具有較強的權威性。

道路融合的重點在于充分整合利用上述數據源的自身優勢。如圖2所示，融合時采用母庫數據為本底。①首先提取導航路網增量進行融合。對于圖形增量中的單線道路，分析其他數據源中是否采集相同路段，按照大比例尺地形圖數據＞省級基礎測繪數據＞導航數據的優先級順序從上述數據源中選用，并與增量中的多線道路、屬性增量一同融合至母庫數據中，形成融合數據集。②利用大比例尺地形圖數據、省級基礎測繪數據的圖形以及道路名稱、編碼等屬性信息對母庫數據進行增補。③以公路專題數據為準，核查并正確處理母庫數據中國、省干線的走向。

圖2 多源多尺度道路融合技術

3.2 基于聯動更新機制的快速融合技術

（1）依托具有江蘇特色的輔助決策地圖聯動更新機制，動態開展“天地圖·江蘇”數據融合更新。省內各設區市測繪地理信息主管部門選用最新的基礎測繪、地理國情監測、規劃報建數據、竣工測量成果等資料，每月進行地圖要素更新、整理匯總，并上報省級部門。上報資料現勢性強、準確度高，主要包括境界、地名、政府駐地、干線公路、鐵路、大型基礎設施等內容［6］?！疤斓貓D”成果與該數據共建共享、雙向聯動，可依據上報的變化信息快速開展融合處理，保證了“天地圖”數據更新的制度化和常態化。

（2）探索建立江蘇區域內“天地圖”各級節點聯動更新機制，實現國、省、市、縣更新信息的共享與協同。采用眾包理念，各類用戶可通過在線更新系統標繪、上傳點、線、面要素數據，同時鼓勵用戶針對本地區重點區域、重要類別數據開展動態更新，更新信息先后經市、省、國家級節點審核后，直接用于“天地圖”數據的融合更新，有力保證了數據的時效性。

3.3 上下聯合、多方協作的數據質量控制技術

國家、省、市節點上下聯合，生產、質檢等單位多方協作，全面把控數據融合成果質量。①省、市節點針對125個質檢項，合作開發了系列數據質檢工具，保障“天地圖”大規模數據的檢查效率。經統計，質檢軟件7天內高效完成累計2輪次共計5 000余萬條矢量數據、600 GB瓦片的檢查。②嚴格遵守上道工序成果檢查合格后方可進入下一階段的原則，確保將質量誤差控制在各個環節。市節點自查合格的數據，經省節點檢查合格后方可作為融合數據源；融合成果先后經生產部門、省基礎地理信息中心質?？茩z查，并分別由省測繪產品質量監督檢驗站、自然資源部開展檢驗與評估。

4 融合效果

通過數據融合，保證了三級節點數據的一致性，提升了數據的現勢性、準確性、精細度。融合前后效果分別如圖3—4所示。

圖3 某區域融合前數據情況

5 結語

本文闡述的“天地圖·江蘇”與國家、市級節點數據融合思路以及若干關鍵技術，提升了數據融合效率，改善了數據“各自為政”的局面，統一了江蘇區域內“天地圖”數據資源體系，融合后的數據“更新、更準、更細、更全”，增強了“天地圖”的服務能力。