淺談市級天地圖底圖數據更新—以天地圖蕪湖建設為例

吳耀文

蕪湖市勘察測繪設計研究院有限責任公司 安徽 蕪湖 241000

引言

“天地圖”是我國自主建設的地理信息綜合服務網站，集成了來自國家、省、市（縣）各級測繪地理信息部門，以及相關政府部門、企事業單位 、社會團體、公眾的地理信息公共服務資源，向各類用戶提供權威、標準、統一的在線地理信息綜合服務。它是“數字中國”的重要組成部分，是國家地理信息公共服務平臺的公眾版。

“天地圖”既是政府服務的公益性平臺、產業發展的基礎平臺，又是方便群眾的服務平臺、國家安全的保障平臺，是自然資源主管部門向社會提供地理信息公共服務的總窗口[1]。為了更好地提供服務，數據的豐富性，現勢性對地圖服務來說是至關重要的一點，目前天地圖實行國家，省，市分級建設分級維護的機制，其中市一級主要負責18-20級數據的維護更新工作。一般利用自然資源部門（原國土部門）基礎測繪數據進行脫密更新，但是基礎測繪成本高，生產周期長，區域小，遠遠無法滿足天地圖這類在線地圖現勢性為“王”的要求，在蕪湖，筆者所在單位長期進行蕪湖市的基礎測繪數據的生產工作，為達到天地圖快速更新的目的，我們采用了遙感影像數據采集更新的方式。目前遙感影像獲取方便快速，并且能滿足天地圖的空間精度要求。近幾年我們利用遙感影像進行天地圖矢量數據采集，一般投入10人利用20天左右時間能夠完成蕪湖市中心城區約1400km2的底圖矢量數據更新，并將此種方式推廣到其他類似的“弱GIS”系統的數據采集更新上，取得了非常好的效果。

1 天地圖底圖更新的內容

市一級的天地圖底圖18-20級主要包含以下數據內容：①地形地貌矢量數據。如居民地、水系、交通、境界與政區、植被。②興趣點數據。③影像數據。部分省市會根據自身數據建設情況，增加三維數據，街景數據等。天地圖蕪湖主要對地形地貌，興趣點和影像數據進行更新。

2 更新的方法和流程

2.1 地形地貌數據及影像數據

蕪湖市每年結合遙感土地監測等其他各項業務的需要都會獲取蕪湖市遙感衛星影像圖，特別是2015年至2018年蕪湖市進行地理空間框架建設，每年均會進行0.1m分辨率的航空影像采集和DOM制作工作，影像數據每年更新且分辨率高，具有很好的數據基礎。因此天地圖所需要的影像圖利用所獲得的DOM在安徽省基礎測繪信息中心（安徽省測繪檔案資料館）進行脫密處理得到0.5m分辨率DOM，以此為基礎影像底圖疊加矢量數據進行市區矢量地理數據的更新。以圖幅格網為單位，按現有數據采集坐標系，根據影像通過人工判別對天地圖矢量數據進行采集和更新。數據的生產工藝流程如圖1所示：

圖1 矢量數據采集更新生產工藝流程圖

2.2 興趣點采集更新

由于此次天地圖更新前的興趣點數據比較陳舊，多年未更新，因此本項目天地圖更新我們采用內外業結合全面更新的方式來建立一套全新的豐富的興趣點數據，后續再采用其他各類綜合技術手段進行長期的更新工作。我們充分利用已有的基礎地理信息數據，以地形圖數據和影像圖為地理底圖，以圖幅為單位，通過實地調繪的方式獲取興趣點信息，并通過作業人員的內業作業將興趣點數據進行標注。按現有地形圖數據的坐標系，進行數據點采集，并按《天地圖POI數據分類編碼表》的規定對興趣點數據進行分類和編碼。數據的生產工藝流程如圖2所示：

圖2 興趣點數據采集更新生產工藝流程圖

3 已有資料利用

3.1 天地圖矢量數據

天地圖矢量數據為待更新的矢量數據，是進行更新的基礎數據，是蕪湖市進行“數字城市”項目建設時利用基礎地理信息數據庫轉換制作的天地圖基礎矢量底圖。矢量底圖在不同的區域成圖時間不一致，同影像圖很多區域不匹配。

3.2 興趣點數據

興趣點數據主體數據為蕪湖市進行數字化城管項目建設所生產的數據，時間節點為2009年左右，后續部分區域利用其他數據源如地形圖，網絡地圖等進行了建成區局部更新。此部分數據用來同此次更新數據進行比對檢核。

3.3 境界數據

境界數據為2017年蕪湖市民政局資料，由項目建設方提供，主要用來確定更新的范圍，并制作境界和政區界線。

3.4 影像數據

影像數據是地形地貌采集的基礎數據源，另外在興趣點更新進行外業調繪時，對于城市建成區域，一般采用1∶1000地形圖作為底圖進行調繪，但是對于建成區之外的城鄉接合部及農村區域，由于興趣點密度大大減小，適合以影像圖作為興趣點更新采集的工作底圖。

4 主要的技術問題和處理方法

4.1 海量影像，數據量大，計算機處理速度較慢

1400平方公里范圍內0.5米分辨率航空正射影像圖，數據量大。我們將海量影像數據使用地理信息數據庫進行管理，并創建影像金字塔，可以快速打開和使用影像數據。基于地理信息軟件和局域網，實現快速的分發和分布式采集更新數據，提高了數據生產速度。

4.2 影像缺失

項目區域機場附近由于保密原因，航空正射影像缺失嚴重，范圍超過保密區域。為更新該區域已有非涉密區域矢量數據，我們購買了該區域的衛星影像數據，并將數據與航空正射影像進行配準使用，進行道路等重要矢量數據的更新。

4.3 興趣點采集和屬性信息入庫過程中，海量信息錄入的工作

利用地理信息軟件二次開發，研發專門的采集軟件，實現了工作底圖的調入、興趣點坐標信息的采集、屬性信息的錄入和更新、興趣點分類與查詢、位置與屬性的互查、興趣點信息編輯與管理、興趣點點位和屬性信息的批量匹配更新、外業調繪數據的匯交檢查，項目進度監控等功能。軟件的界面如圖3所示，簡化了采集方式，極大提高了采集效率，保證了數據的統一性和數據質量，縮短了項目工期。

圖3 天地圖興趣點采集軟件

5 質量檢查的內容、方法

檢查工作采用外業抽查、內業詳查的方式進行。

5.1 檢查的內容

外業抽查一定比例圖幅，進行全面的實地檢查。重點包括地形地貌要素是否遺漏，重要的地物信息如水系，道路名稱，編號等屬性信息是否準確，重要的標志物是否遺漏，名稱是否錯誤，類別是否錯誤等。內業按照測繪產品質量檢查的要求，分別重點對以下內容進行逐一認真的詳查并做好檢查記錄，由作業員修改并逐一核查修改情況。

5.1.1 空間參考系。檢查坐標系統是否符合要求、地圖投影是否正確。

5.1.2 屬性精度。各要素類屬性項是否正確，各要素屬性值是否正確。

5.1.3 位置精度。檢查地物與影像的一致性。

5.1.4 完整性。檢查要素類的完整性、要素類屬性項的完整性、要素的完整性。檢查是否有多余要素。包括非本層要素，即要素放錯層。檢查要素是否有遺漏。

5.1.5 邏輯一致性。主要檢查圖形與圖形間、圖形與屬性間、屬性與屬性間的邏輯一致性。

5.1.6 表征質量。檢查要素幾何類型點、線、面表達是否正確；檢查要素幾何圖形是否正確，如極小的不合理面或極小的不合理線，折刺、回頭線、粘連、自相交、抖動等；檢查綜合取舍的正確性；檢查線狀要素方向特征的正確性；檢查要素關系的正確性；檢查地理名稱點狀要素的正確性。

5.1.7 附件質量。部門質量檢查記錄、檢查報告的完整性。

5.2 檢查的方法

嚴格執行兩級檢查制度，并增加作業組檢查環節，確保成果質量。通過軟件自檢、人機交互和人工檢查等多種方式結合進行檢查，彌補各種檢查方式的不足，保證數據成果的質量。

根據安徽省自然資源廳的相關程序，成果數據需提交省質檢部門進行質檢，主要由安徽省地理信息中心利用天地圖檢查的專門程序結合人工對比抽查的方式對更新的數據進行檢查并出具評測報告，最終通過評測后進行線上數據更新發布使用。

6 結束語

目前隨著天地圖軟件版本的不斷升級，數據資源的豐富，特別是總結以前數據更新維護經驗的基礎上采用了融合更新的方式[2]，制約天地圖更廣泛使用的網頁反應速度和基礎底圖現勢性差的問題得到了很大程度上的解決，也極大地提高了天地圖為政府和公眾提供基礎地理信息服務的能力。在天地圖的建設過程中，隨著我國自主發射的衛星的影像獲取能力的增強，影像圖更新的問題已經基本解決，而在此基礎上如何快速地對矢量底圖和興趣點等主要的基礎數據進行更新是天地圖建設發展中的一個非常重要的問題。本文通過對使用遙感影像進行矢量采集更新的總結提煉，得到以下結論。①遙感影像矢量采集更新具有數據源獲取快速，更新效率高的優點。不少類似的“弱GIS”系統，利用基礎測繪產品進行更新在很多的城市從財政投入和時間上都無法滿足，利用遙感影像采集更新，成本低、速度快、經濟高效。②通過開發相關采集軟件輔助興趣點的采集更新工作可以極大地提高工作效率，縮短工期。目前興趣點的數據資源非常豐富，特別是互聯網地圖產品，如百度地圖、高德地圖等都建立了商家標注，個人標注等互聯網思維的更新方式，興趣點數據現勢性非常好。為保證數據的準確性，興趣點采集可以采用內外業結合全面更新的方式，在后期持續更新維護工作中，從成本角度考慮，可借鑒互聯網公司的做法，綜合利用各類網絡資源以及測繪部門的數據資源進行更新。③在地形地貌采集更新和興趣點更新過程中，需要保證重點數據的準確性。如交通部門的道路信息，民政部門的界線信息，水利部門的水系信息，可同相關部門建立信息溝通共享機制進行數據更新。也可綜合利用地圖網站以及政府部門網站等豐富的網絡信息資源，對相關重要的信息進行比對核查，從而保證關鍵重要數據的準確性，也減少不必要的外業調查的工作量。④可持續更新且多人共同協作作業的方式[3]，可極大減少數據接邊檢查的工作量，對工期和數據質量的保障具有關鍵的作用。