省級基礎測繪DLG增量更新設計與實現

作者簡介：江峰（1979—），男，工程師，本科；研究方向：基礎測繪，地圖制圖，天地圖。

*通信作者：陳超（1987—），女，高級工程師，碩士；研究方向：基礎測繪，自然資源調查監測。

摘要：傳統的省級基礎測繪DLG更新采用版本數據全量更新模式，從作業效率、數據可追溯性、時空數據關聯性等多方面考慮，增量更新機制更加切實有效，也符合新型基礎測繪的發展方向。針對增量更新的設計與實現，文章研究了基于地理要素對象標識與數據狀態追蹤的方法，基于該方法設計面向省級基礎測繪DLG的增量更新模型與基本規則，以及增量更新應用于省級基礎測繪DLG年度更新與建庫的整體技術流程，最后通過實驗對本文方法的可行性與效率進行了驗證。文章方法可為基礎地理信息數據更新提供借鑒與參考。

關鍵詞：基礎測繪；DLG；增量更新；對象標識；規則設計

中圖分類號：P217文獻標志碼：A

0引言

基礎測繪是為經濟建設、國防建設、社會發展和生態保護服務的公益性事業，是經濟社會高質量發展的重要基礎。傳統的省級基礎測繪DLG更新采用版本數據全量更新模式。此方法是對地表所有要素進行全面更新，對于全要素更新或變化量較大的區域較為適用，但存在周期長、效率低的問題，且各版本數據沒有相互聯系，無法查看數據歷史演變狀況。如何更好地解決數據冗余及更新效率問題，以滿足用戶對測繪地理信息數據現勢性的需求，是目前省級基礎測繪面臨的瓶頸［1-3］。

2015年6月1日，國務院批復同意《全國基礎測繪中長期規劃綱要（2015—2030年）》，規劃綱要中明確提出，加快發展基礎測繪，形成新型基礎測繪體系的目標，包括豐富數據內容、縮短更新周期、增加更新頻率、提升生產效率、強化新技術應用等具體內容［4-6］。為了加快新型基礎測繪發展，武漢開展了試點工作［4］，江蘇、湖南、甘肅等多地開展了增量更新、變化區域快速更新以及網格化更新等模式探索［7-10］，都取得了一定成果。對于縮短更新周期、提升生產效率的需求，增量更新相對版本數據全量更新更加切實有效。

增量更新是一種解決地理信息數據歷次更新演變缺乏動態追蹤的方法，利用增量更新不僅能夠提高更新效率，還能解決歷次成果相互獨立、沒有相互聯系和可追溯性的問題，為后期的數據查詢分析奠定基礎。因此，增量更新是實現基礎地理信息常態化更新的一種重要手段［11-14］，探究其在DLG更新生產中的應用意義重大。

本文研究了基于地理要素對象標識與數據狀態追蹤的方法。基于該方法設計了面向省級基礎測繪DLG的增量更新模型與基本規則以及增量更新應用于省級基礎測繪DLG年度更新與建庫的技術流程，最后通過實驗對本文方法的可行性與效率進行了驗證。

1增量更新設計

11模型設計

首先介紹本文涉及的兩個概念。任務區是面向數據庫管理與任務下發的數據組織單位，任務區范圍內為物理連續的數據集，本文以區縣級行政區域作為任務區。生產單元是面向數據生產環節的最小組織單元，是在任務區基礎上的細分。同一任務區內，跨生產單元的同一要素，接邊后為一個完整要素對象。

設計基于地理要素對象標識與數據狀態追蹤模型，是實現增量更新的首要步驟。本文通過采用復合編碼方式對地理要素進行唯一性身份標識和狀態控制。由于實際生產中不可能以全省為單位開展，一般以任務區為單位開展，因此本文設計了雙重對象身份標識的方法。

為數據結構增加FGUID、CGUID、DATE、STACOD、VERS和FEAID這幾個字段，各字段含義及說明具體如表1所示，通過這6個字段可實現數據增量更新的循環。

STACOD和DATE字段由生產單位自行填寫，FGUID、CGUID、VERS和FEAID字段由建庫部門統一賦值。FGUID、CGUID、STACOD和DATE字段的聯動關系如圖1所示。

12基本規則

由于VERS和FEAID字段由建庫階段統一賦值，此處僅對FGUID、CGUID、STACOD和DATE字段的基本規則進行詳細闡述。

121增加

將不存在于本底圖層、存在于更新圖層中的要素定義為“增加”要素。對于“增加”要素，CGUID和FGUID無須填寫，DATE填寫更新時間。圖2為面狀要素增加示例。

122修改

“修改”要素是指存在于本底數據中，但形狀或屬性發生變化的要素。對于“修改”要素，兩級標識碼維持本底值，DATE填寫更新時間。具體包含以下幾種情況。

（1）點狀要素坐標位置變化導致的移位、線狀或者面狀要素坐標位置變化導致的伸縮移位，兩級標識碼不變。

（2）線狀或者面狀要素分割時，一個歸類為“修改”，其余歸類為“增加”。“修改”要素的兩級標識碼不變，“增加”要素的兩級標識碼為空。

（3）線狀或者面狀要素合并時，一個歸類為“修改”，其余歸類為“刪除”。“修改”和“刪除”要素的兩級標識碼不變。

（4）要素GB屬性變化，導致其換層，本底要素歸類為“刪除”，換層后要素歸類為“增加”。“刪除”要素的兩級標識碼不變，“增加”要素的兩級標識碼為空。

（5）GB或其他屬性變化，但是未換層，兩級標識碼不變。

圖3為同層面要素合并導致的變化示例。對3個面狀要素合并并調整邊界，要素一和要素二為“刪除”，合并后要素STACOD為“修改”，標識碼優先繼承面積較大要素（要素三）的屬性值。3個要素合并前后的各屬性值如表2所示。同理，線狀要素合并時，合并后要素優先繼承長度較大要素的屬性值。

123刪除

本底數據中存在的幾何要素整體消失，定義為“刪除”要素。“刪除”要素的CGUID和FGUID維持本底值，DATE填寫要素更新時間。具體可見圖3示例中的要素一和要素二。

13接邊規則

接邊指的是同一任務區內生產單元之間要素的接邊。其基本規則設計如下：

（1）接邊時，生產單元分界處的要素首先做好圖形和屬性接邊，再進行物理接邊，保持接邊后為一個完整的要素對象。

（2）接邊要素的CGUID、FGUID、STACOD及其余屬性應完全相同。

（3）當不同生產單元由于不同處理導致要素的STACOD、FGUID和CGUID取值不同時，考慮要素整體變化趨勢，優先填寫能夠真實反映要素變化情況的取值。

2技術路線

將本文的增量更新方法應用于年度更新的技術路線如圖4所示。對本底數據基于影像進行更新，得到STACOD為“增加/修改/刪除”的要素，形成增量包，將增量包提交至建庫部門，建庫部門對增量包檢查后，融合入本底數據，形成下一年度的本底數據，以此循環往復。

通過增量更新的模式避免了重復建庫，同時可追溯要素對象的演變過程，查看其生命周期，便于后期查詢、統計和分析。

3驗證與分析

為了驗證本文增量更新技術路線的可行性，選擇江蘇省內某區縣作為任務區，開展增量更新實驗。江蘇省省級基礎測繪DLG數據成果包括40個圖層，更新后，逐圖層開展增量比對與提取，填寫要素更新狀態標識（STACOD），同步更新相關屬性。點狀、線狀和面狀要素圖層的增量數據和本底數據疊加對比的局部示例如圖5所示。基于本文增量更新方法得到的增量包符合地表實際變化。

對40個圖層按照九大類統計變化要素，統計結果如表3所示。從表3中可知，變化量最大的是植被與土質，其次為水系，分別達到172%和134%，其余要素變化量較小。

本文分別以更新后的全量要素和增量要素開展數據庫建設對比實驗。全量要素數據庫建設是指對全量數據開展檢查與數據庫建設；增量要素數據庫建設是對增量要素開展檢查及與本底數據的融合。由表4可知，增量和全量要素建庫分別耗時15天和50天。增量要素建庫耗時約為全量要素建庫的 30%。對增量要素建庫，可減少未變化要素的數據檢查與數據庫建設，有效提高效率。

4結論

本文開展了面向省級基礎測繪DLG增量更新的方法路線設計與實現，設計增量更新模型與基本規則，并通過實驗對本文增量更新方法的可行性與建庫效率進行了驗證。

本文的增量更新路線已經應用于江蘇省省級基礎測繪DLG年度更新中，下一步將繼續開展面向新型基礎測繪體系建設的相關研究。

參考文獻

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（編輯編輯姚鑫）