軍民基礎地理信息數據標準對接方法研究

酈淑俊,徐 濤,申亞斌*,耿 俊

(1.江蘇省測繪工程院,江蘇 南京 210013;2.江蘇省基礎地理信息中心,江蘇 南京 210013)

0 引言

軍民融合發展戰略是黨和國家適應經濟社會發展形勢,應對當今世界技術以及新軍事變革要求提出的重要戰略思想[1]。2017年新修訂的《中華人民共和國測繪法》明確國防建設是測繪地理信息的4個服務對象之一,并將“推動軍民融合”寫入新《測繪法》[2]。測繪基礎地理信息軍民融合能夠加速提升測繪對經濟建設和對現代戰爭的服務保障能力,是國防和軍隊現代化建設的重要保障,有利于整合優化軍地雙方資源,具有劃時代的重大意義[3-4]。

軍民測繪地理信息部門分別根據各自的使命任務、保障重點和發展需要,建立了獨立的基礎地理信息數據標準體系[5]。由于軍民測繪在技術體制、裝備體制和處理方法等方面不一致,目前在基礎地理信息的數據內容和構成上均存在較大差異[6-7],但隨著測繪地理融合發展的不斷深入,軍民合作工程項目越來越多,對軍民測繪成果資源共享的需求越來越高[8]。

因此,為加快推進軍隊與地方測繪地理信息數據成果資源共享,落實國家提出的軍民聯合更新陸地基本比例尺軍用地圖工作要求,提升軍事測繪導航成果預置水平和戰場環境保障能力[9],本文針對省級基礎地理信息數據,制定可復制、可推廣的軍民數據標準對接方案,滿足部隊開展作戰指揮、軍事訓練對基本比例尺地形圖的應用需求,建立適應國家經濟、國防建設跨越式發展的測繪融合發展機制,為測繪地理信息化建設發揮重要的引領、規范、支撐和保障作用。

1 技術路線

針對軍民測繪地理基礎標準、地理空間信息產品標準、地理空間信息獲取和處理標準,研究相關技術內容和適用范圍,突出重點,制定軍民融合地理信息數據標準對接技術方案。經分析,省級基礎地理信息數據與軍用基礎地理信息數據在數據格式、數據組織、編碼系統和要素表示等方面存在差異,通過對軍民雙方地理信息要素分類與表達的對比、分析和總結,提出軍民基礎地理信息數據標準對接的思路和方法,為測繪地理信息行業軍民融合工作的開展提供技術依據和參考。

本文采用的技術流程如圖1所示,包括數據分析與預處理、制定對接標準、數據轉換、數據整合等流程。數據分析主要是對省級基礎地理信息數據與軍用基礎地理信息數據按照要素分類、要素代碼、屬性信息、幾何特征進行詳細分析,建立映射關系;根據數據分析的結果,對數據進行預處理,建立對照關系,制定數據轉換模板;對省級基礎地理信息數據進行數據結構、數據格式、坐標系統、分類代碼、表達方式等轉換,生成作業編輯數據后,進行圖形編輯、拓撲處理、結構重組、省界接邊、要素空間關系處理等數據編輯工作,形成軍用基礎地理信息數據。

圖1 軍民基礎地理信息數據標準對接流程

2 標準對接方案制定

2.1 標準對接原則

2.1.1 建立對照關系,實現能轉盡轉

立足省級基礎地理信息數據實際建設情況,根據軍民雙方的相關數據規范要求,以數據分層分類情況為基礎逐要素進行分析,制定軍用基礎地理信息數據與省級基礎地理信息數據標準對照表,實現省級基礎地理信息數據能轉盡轉,最大程度實現軍民數據融合。

2.1.2 分析數據特點,明確對照內容

根據軍用基礎地理信息數據與省級基礎地理信息數據的分層情況、屬性項定義的分析,明確軍民雙方數據的屬性定義、表達內容和字段要求,完成軍用基礎地理信息數據與省級基礎地理信息數據的屬性項定義對照以及分層屬性對照。

2.1.3 整合標準要求,資源優勢互補

整合軍民雙方基礎地理信息數據規范要求,對比分析軍用基礎地理信息數據與省級基礎地理信息數據的一對一、一對多和多對一關系。在后續的軍民雙方數據規范制定時,可針對性地擴展部分要素代碼與屬性表,優化數據規范,使雙方的數據更完整、豐富,實現優勢互補。

2.2 數據分析與預處理

數據分析主要從要素分類、要素代碼、數據屬性、幾何特征、映射關系等方面,分別分析了省級基礎地理信息數據和軍用基礎地理信息數據標準、數據現狀的異同,以進一步制定軍民基礎地理信息數據標準對照表和屬性對照表。

2.2.1 要素分類

省級基礎地理信息數據側重于表達城市、交通、水系等與經濟和人文相關的地理信息要素;軍用基礎地理信息數據側重于與軍事相關的地理信息要素。

2.2.2 要素代碼

從代碼的長度上講,省級數據和軍用數據位數相同,但是從編碼規則上講,兩類數據每一位數字代表的意義是不一樣的。因此想要從編碼規則上達成融合難度較大,但由于基礎地理信息要素的代碼并不影響數據實體,因此只要能夠建立要素代碼間的轉換關系,即可實現數據代碼的融合。

2.2.3 數據屬性

省級基礎地理信息數據定義了屬性項,軍用基礎地理信息數據未定義屬性項及屬性值的情況,對接時制定屬性對照規則,依據預定規則轉換至軍用基礎地理信息數據;省級基礎地理信息數據未定義屬性項,軍用基礎地理信息數據定義了屬性項的情況,暫時不補充采集;省級基礎地理信息數據地物類屬性與軍用基礎地理信息數據地物類屬性定義不一致的,需核實修改,包括字段類型是否符合要求、內容長度是否超出規定、屬性內容是否規范、數字是否準確無異常值。

2.2.4 映射關系

根據基礎地理信息數據分類情況的不同,將軍民雙方所有基礎地理信息要素建立對照關系,要素間的對照關系分為無對應、一對多、一對一、多對一、多對多五大類。

(1)無對應代碼。省級基礎地理信息數據中無對應軍用基礎地理信息數據的要素,根據實際需要判斷是否保留。如需保留,應進行要素擴展。

(2)一對一轉換。省級基礎地理信息數據中的要素代碼和要素屬性項與軍用基礎地理信息數據標準規范表述一致的,一般分為3種情況:完全相同的,可直接對照轉換;名稱不同的,可根據表示內容進行對照;表示方式不同的,進行點、線、面變換后進行對照。處理方法包括面轉點、線轉點、面轉線等方式。轉換后應保證要素間關系合理、拓撲關系正確,若轉換后軍用基礎地理信息數據為有向點,應將有向點角度值正確賦值。

(3)一對多轉換。省級基礎地理信息數據中的要素代碼對應軍用基礎地理信息數據的多個要素代碼,可用以下3種方式轉換:可以根據幾何特征和屬性內容進行區分的,可直接對照轉換;無相關信息可參考區分的,根據附近地物地貌情況采取程序或人工確定其代碼;無任何資料可確定代碼的,應加以描述,并將整個作業區內統一定為相對合理的代碼。

(4)多對一轉換。省級基礎地理信息數據中的多個要素代碼對應軍用基礎地理信息數據中的一個要素代碼,應當根據幾何特征、屬性內容等進行重新歸類,并在轉換后的要素中賦相應屬性值,對軍用基礎地理信息數據中的屬性項予以區分,以保留原要素相關信息。

(5)多對多轉換。省級基礎地理信息數據中的多個要素代碼對應軍用基礎地理信息數據中的多個要素代碼,應當根據幾何特征、屬性內容等進行重新歸類,并賦相應屬性值。

2.3 制定數據對接規范

對比省級基礎地理信息數據與軍用基礎地理信息數據中要素在語義、表達、語法轉換等方面的問題,進行分析試驗與預處理。在數據預處理成果的基礎上,根據省級基礎地理信息數據與軍用基礎地理信息數據對照表和擬定的轉換方案,把對應關系變成轉換模板,并通過試驗測試不斷修改完善,形成最終的數據對接規范。

數據對接規范的基本表包括軍用基礎地理信息數據分層表、軍用基礎地理信息數據屬性定義表、省級基礎地理信息數據分層表、省級基礎地理信息數據屬性定義表。對照表包括省級基礎地理信息數據與軍用基礎地理信息數據標準對照表、省級基礎地理信息數據與軍用基礎地理信息數據屬性項定義對照表、軍用基礎地理信息數據中有而省級基礎地理信息數據中無對照的數據表。根據對接標準制作數據轉換模板,通過軟件自動化轉換輔以人工核查調整完成軍民基礎地理信息數據的融合。

3 軍民基礎地理信息數據融合建議

當前,中國特色社會主義進入新時代,測繪地理信息事業發展也站到了新的歷史起點上,融入自然資源管理大格局中,為軍民融合深度發展提供了歷史性機遇,也提出了更高的戰略要求。為貫徹落實國家軍民融合發展戰略部署,提升測繪地理信息保障國防建設的服務水平,提高測繪地理信息供給能力,對未來軍民基礎地理信息數據充分融合有以下建議。

(1)省級基礎地理信息數據完善。省級基礎地理信息數據在后續的生產中,應合理增加軍方重點關注的要素對象及對象屬性。

(2)軍用基礎地理信息數據優化。軍用基礎地理信息數據應兼容通用的基礎地理信息數據存儲格式,方便日后地方基礎地理信息數據的快速轉換,滿足現代化軍事作戰的需求。

(3)建立軍民長效融合機制。隨著測繪地理信息技術體系由數字化向信息化轉變,基礎地理信息要素采集周期更短、現勢性更強,數據更新頻率會越來越快。日后可探索通過增量方式,對重點要素進行更新,以提升數據生產能力。軍民雙方制定聯動更新措施,走出一條“軍民測繪融合建設,地理信息聯合保障”的發展之路,實現共建雙贏、協調發展。

4 結語

由于測繪軍民融合組織管理體系、政策制度體系尚未建立,缺乏穩定的軍民融合機制,地方測繪部門參與軍民融合統籌能力較弱,在統籌經濟和國防建設需求、工作對接方面需要進一步加強。同時,由于需求和服務對象的差異,軍地雙方制定的標準在技術指標、生產流程、建設方法等方面不同,數據資源難以實現共享。本文針對以上問題,對軍民基礎地理信息數據標準融合進行了探索,完成了軍民地形圖數據要素映射關系對照,制定了數據對接規范,為實現軍民測繪資源共建、共管和共用奠定基礎。