城市測繪地理信息檔案多源數據融合能力評估指標及方法

張瑩瑩

（西安市勘察測繪院，陜西 西安 710054）

1 引言

伴隨著中國測繪技術水平步入國際領先水平行列，城市測繪地理信息數據的應用逐漸廣泛，對國家基礎設施建設和民生保障等工作起到了重要的作用。城市測繪地理信息檔案資源建設工作引起各級部門的高度重視，尤其是計算機技術的日益成熟以及大數據時代背景下數字化建設平臺的日益完善，既給城市測繪地理信息技術檔案資源建設提供了便利的條件，也增加了工作難度。城市測繪地理信息是國務院認定的促進國家大數據發展行動中基礎設施建設的重要內容[1]。近年來，各地城市測繪地理信息管理部門已經在測繪領域積累了與城市規劃、建設、管理等相關的大量基礎地理信息數據，這些數據在各級政府部門政策研究、應急響應、基礎設施建設、規劃發展等環節起到了重要的作用[2-5]，但存在數據體量大、管理難、深度挖掘技術落后、數據可視化水平較低的問題，城市地理信息數據的潛力未能得到有效開發。研究基于城市測繪地理信息檔案的工作內容及特征，探討多源數據融合能力在檔案信息管理中的應用，以此為理論基礎構建可評估地理信息單位在城市測繪地理信息檔案建設中多源數據融合能力的綜合評估指標體系，并提出適用的評估方法，獲得的評估結果有助于各級單位及時調整和優化數據融合能力，實現城市測繪地理信息檔案更好地為國民經濟和社會進步服務。

2 城市測繪地理信息檔案多源數據融合基礎理論

2.1 城市測繪地理信息檔案內容及特征

城市測繪地理信息檔案是指城市測繪地理信息技術主管部門及檔案管理部門在測繪生產過程中基于城市建設等活動形成的建檔保存的各類技術文件、標準規范、基礎數據、計算數據、測繪成果、航空照片、衛星照片、圖紙圖表等。根據原國家測繪地理信息局與國家檔案局2015年聯合發布的《測繪地理信息檔案業務規定》中指出的共計14類信息，涵蓋了航空航天、大地測量等。目前城市測繪地理信息檔案按檔案形成階段可以分為管理類檔案、技術類檔案、成果類檔案，信息檔案的形式主要以文字、數據、圖標、電子文件、數據庫等為主。隨著我國城市建設速度加快，城市測繪地理信息檔案資源呈現出數據體量大、數據類型多、利用率不平衡等多種特征。

針對城市測繪地理信息數據量大的特點，分析其發展背景發現地理信息數據及檔案資源都是與城市建設、人類居住生活、基礎設施、城市現代化等領域緊密相關的，因此呈現數據體量較大的特點。尤其近年來伴隨著信息技術手段的不斷完善和提升，以及現代化測繪技術的普及，人類發展與自然資源及城市建設的協同程度逐步提升，導致與城市測繪地理信息建設相關的數據資源、數據渠道更加豐富和多元化。

城市測繪地理信息檔案資源中的數據類型，既包括文字與圖片表格等形式，還包括不同數據庫、不同來源的大量基礎數據，以及音像等特殊形式。城市測繪地理信息的數據涉及了城建、航空航天、應急保障、水下測量、在建工程、不動產測量、地圖繪制等專業領域，應用領域包括了地圖維護、信息監測、科學研究等方面，因此對于數據融合的需求更高。

近年來城市地理測繪信息技術得到了國家的政策扶持并飛速發展。尤其是在城市基礎設施建設和城市應急保障領域，數據的融合和協同應用起到了重要的作用。

2.2 多源數據融合在城市測繪地理信息管理中的應用

多源數據融合技術是指在專業數據收集過程中通過計算機科學、大數據平臺、數據挖掘與處理等手段將與研究領域相關的信息全部綜合到一起獲得統一的信息。多源數據融合技術的關鍵是將不同類別、不同類型、不同來源的數據進行綜合并使其形式統一，將多種來源的數據用豐富、多元的形式呈現給有需求的單位。本節將多源數據融合技術在城市測繪地理信息管理中的應用方式進行介紹。

第一，原始數據積累。在計算機技術和數據獲取能力較弱的時期，傳統城市測繪地理信息數據主要依靠測繪生產部門在日常工作中收集的現實資料和信息為主，這種獲取數據的方式消耗極大的人力和物力，并且數據后期需要手動錄入或人工整理，令數據的精確度和完整性大打折扣。而多源數據融合發展下，可以借助大數據平臺和網絡技術的發展，在不同類型和主題的網絡平臺搜集與城市地理信息相關的有價值的信息和數據，以此作為城市測繪地理信息檔案的擴充，更加豐富城市地理測繪信息原始數據積累的途徑。

第二，數據挖掘。基于城市測繪技術不斷更新，獲取了更豐富、形式更加多元化的地理信息技術，加之在多源數據融合技術推動下城市地理信息原始數據的積累方式也更多樣化，所以逐漸出現城市測繪地理信息數據內容復雜性和龐大體量的特征。基礎數據的豐富如果不能有效的轉化為城市發展各行業需要的數據，那么收集基礎數據也失去了意義。然而如果僅依靠人工來對大量的基礎數據進行挖掘和利用的話，又存在效率低下、誤差較大、投入資金較多的問題。多源數據融合技術有助于城市測繪地理信息基礎數據和原始數據挖掘分析，可以將基礎數據經過分析、整理、開發和利用后有效地提升原始數據的應用廣泛性。

第三，數據自動更新儲存。目前對于城市測繪地理信息檔案部門而言，原始數據及加工處理過的數據在存儲方面仍然是檔案管理部門工作中的重中之重。檔案管理的工作繁瑣和儲存風險，是該領域內的難題之一。多源數據融合技術對城市測繪地理信息的數據整合高效化和分類入庫智能化的實現有顯著作用；此外部分城市測繪地理信息檔案能夠實現云存儲和自動更新功能，便于垂直部門在數據管理方面的協同化管理和入庫，減少部門間交叉重復工作。

3 城市測繪地理信息檔案資源建設多源數據融合能力評估

基于第二章節闡述的城市測繪地理信息檔案多源數據融合基礎理論體系，結合多源數據融合在信息檔案管理工作中的應用，就城市測繪地理信息檔案資源建設單位在基礎數據獲取、數據挖掘分析、數據儲存共享3方面的能力構建綜合評估指標體系，采用層次分析法為指標賦權，可有效對各級單位的信息檔案建設過程中多源數據融合的能力進行分析，及時掌握建設短板，優化發展策略。

3.1 多源數據融合能力評估指標體系

在建立城市測繪地理信息檔案多源數據融合能力評估工作時，選取基礎數據獲取能力、數據挖掘分析能力、數據儲存共享能力3個指標作為一級指標，并結合城市測繪地理信息檔案資源現代化建設要求和標準，以及多省市建設多源數據融合平臺的工作方向，選取9個二級指標細化城市測繪地理信息檔案資源建設過程中基礎數據獲取、數據挖掘分析、數據儲存共享3方面的能力評估，依托基礎理論研究和各地數據資源建設經驗，構建的多源數據融合能力評估指標體系，詳見表1。

評估城市測繪地理信息檔案基礎數據獲取能力的3個二級指標依次為歷史數據完善程度、地理信息檔案資源平臺建設水平、數據來源多樣化程度。各指標含義如下：

表1 城市測繪地理信息檔案資源建設多源融合能力評估指標體系

P11：歷史數據完善程度，代表城市測繪地理信息中前十年數據完整程度；

P12：地理信息檔案資源平臺建設水平，代表城市測繪地理信息檔案資源平臺建設現代化、智慧化水平；

P13：數據來源多樣化程度，城市測繪地理信息檔案基礎數據獲得的渠道，主要考慮統計年鑒、各機構官方網站數據、各科研機構統計數據、其他網絡數據等多方渠道的數據獲取情況。

評估城市測繪地理信息檔案建設平臺數據挖據分析能力的3個二級指標依次為城市地理信息數據挖掘能力、城市地理信息數據分析能力、知識圖譜應用率。各指標含義如下：

P21：城市地理信息數據挖掘能力，城市測繪地理信息檔案建設單位對數據庫中海量數據中進行探究、收集、獲取的能力；

P22：城市地理信息數據分析能力，城市測繪地理信息檔案建設單位對所獲取的數據通過人工智能、機器學習、傳統統計學及模型等工具進行梳理、整合、運用的能力；

P23：知識圖譜應用率：城市測繪地理信息檔案建設單位對地理信息數據及技術用節點和關系構建知識圖譜并將其運用到檔案管理工作的轉化率。

評估城市測繪地理信息檔案數據儲存共享能力的3個二級指標依次為城市地理信息數據儲存功能、城市地理信息數據動態更新功能、城市地理信息數據共享能力。各指標含義如下：

P31：城市地理信息數據存儲功能，代表城市測繪地理信息檔案建設平臺對所獲取的城市地理信息數據儲存工作的安全性、時效性等工作能力；

P32：城市地理信息數據動態更新功能，代表城市測繪地理信息檔案建設平臺對所獲取的城市地理信息數據在所建設平臺上分公開、半公開、內部可見的動態更新時效性和精準性；

P33：城市地理信息數據共享能力，代表城市測繪地理信息檔案建設平臺與所在省市級單位、原國家測繪地理信息局、其他相關聯機構或單位之間進行數據共享及應用的能力。

3.2 多源數據融合能力評估工作流程

城市測繪地理信息檔案資源建設多源數據融合能力的評估工作采用專家打分法、李克特量表、層次分析法逐步展開。對評估單位的多源數據融合能力評估指標體系中二級指標的分值可通過專家打分法及李克特量表獲取。李克特量表常用于構建各類型調查問卷時使用，屬于評分加總式量表最常見的一種。在評分過程中通過邀請上級主管部門、同級別兄弟單位、區域內測繪地理信息業務交叉部門的多方專家，以回答李克特量表問卷的形式對被評估單位的二級評估指標進行打分，可采用十級李克特量表構建多源數據融合能力評估問卷，將各指標獲得的專家評分均值作為二級指標的評估值。

在獲取城市測繪地理信息檔案資源建設多源數據融合能力評估指標體系9項二級評估指標分值的基礎上，還需通過層次分析法確定一級指標、二級指標的權重。層次分析法是指將于決策總是相關的各元素分解為目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法。層次分析法在運籌學、定量、定性分析中應用非常廣泛。首先通過各指標之間的兩兩比較構成判斷矩陣表，再經過一致性檢驗后確定各項指標的具體權重。經過對基礎數據獲取能力、數據挖掘分析能力、數據儲存共享能力的判斷矩陣表，確定3個一級指標的權重依次為0.426、0.283、0.291；9個二級指標的權重依次為0.181 5、0.120 6、0.124 0、0.120 6、0.080 1、0.082 4、0.124 0、0.082 4、0.084 7。

將專家打分結果處理后的二級指標平均值與對應的權重加權求和，獲得各項一級指標評分值，再次加權求和后獲得被評估單位多源數據融合能力評估結果。根據等級劃分標準的相關研究和國際慣例，將城市測繪地理信息檔案資源建設多源數據融合能力劃分為優秀、良好、中等、合格、不合格5個等級對應的分數區間為[10，9）、[9，8）、[8，7）、[7，6）、[6，0），見表2。。

表2 城市測繪地理信息檔案資源建設多源數據融合能力等級劃分標準

3.3 多源數據融合能力評估總結

城市測繪地理信息檔案多源數據融合能力評估工作的開展有利于各級單位對資源建設中多源數據挖掘、分析、儲存的能力有清晰的定量分析結果，有利于被評估單位在建設城市測繪地理信息檔案現代化數據庫的過程中及時了解工作的不足和滯后性，根據評估結果及時進行相應的調整和提升策略。

評估總結工作還可將測繪地理信息管理上級主管部門、同級別兄弟單位、測繪地理信息業務交叉部門3個方面打分單獨統計進行評估，將不同打分主體單位的評估結果進行橫向對比，了解被評估單位在多源數據融合能力建設過程中的具體不足和出現的領域，并針對相應的缺陷進行技術交流和業務學習，解決城市測繪地理信息檔案建設工作中現代化滯后、智慧化不足的問題。

4 小結

綜上所述，多源數據融合能力在城市測繪地理信息檔案資源建設現代化建設中起到關鍵的作用，對于提升城市測繪地理信息業務檔案的管理智能化和成果運用多元化效果顯著。研究注重依托城市測繪地理信息檔案多源數據融合能力的基礎理論構建評估指標體系，并采用定量分析進行能力評估，有助于各級單位及時關注多源數據融合技術的應用，可大幅提升地理信息單位在城市地理信息數據收集、挖掘分析、存儲共享等方面功能的實現，真正達到地理信息檔案管理工作從實體管理向知識管理的轉變，具有重要的現實意義。在未來研究中，可根據相關單位的具體工作進行實例分析，將所研究的評估指標體系和方法付諸實踐。