武漢市系列比例尺基本地形圖的數(shù)據(jù)整合與縮編更新

鄭鳳嬌，王祥

(武漢市測繪研究院，湖北 武漢 430022)

基本比例尺地形圖生產(chǎn)是武漢市基礎(chǔ)測繪工作的重點之一，它是開展城市建設(shè)、規(guī)劃、土地管理等各項工作的基礎(chǔ)圖件，在城市建設(shè)項目規(guī)劃、審批、設(shè)計以及最終完工驗收等階段發(fā)揮了重要作用。隨著基礎(chǔ)測繪工作的不斷深入，武漢市系列比例尺數(shù)字地形圖的生產(chǎn)逐步實現(xiàn)了全市不同層次的覆蓋，如1∶500地形圖覆蓋中環(huán)范圍及兩個經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū);1∶2 000及1∶5 000地形圖覆蓋外環(huán)范圍;1∶10 000地形圖覆蓋全市域。根據(jù)武漢市發(fā)展特點，武漢市地形圖要逐步形成“0124”的更新周期，即 1∶500地形圖實時更新，1∶2 000地形圖每年更新一次，1∶5 000地形圖兩年更新一次，1∶10 000地形圖4年更新一次。

本文從經(jīng)費的投入、計劃管理、技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、平臺建設(shè)、數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)等方面探討了建立有效的系列基本比例尺數(shù)據(jù)整合與縮編更新機(jī)制。

1 地形圖整合與更新的現(xiàn)狀

目前，地形圖數(shù)據(jù)更新主要有3種方式:通過航測法全面更新、內(nèi)業(yè)外業(yè)一體化重點更新、工程資料縮編實時更新。自“十五”以來，武漢市基礎(chǔ)測繪更新工作在基礎(chǔ)測繪經(jīng)費的支撐和保障下不斷開展，采取分區(qū)劃片的模式對武漢市中心城區(qū)范圍內(nèi)的1∶2 000地形圖，利用航攝影像先后進(jìn)行了6次全面對照更新。逐步實現(xiàn)了中心城區(qū)定期更新(影像更新，每年一次)，重點區(qū)域動態(tài)更新(外業(yè)更新)，重大工程實時更新(內(nèi)業(yè)更新)，極大地改變了1∶2 000地形圖現(xiàn)勢性差的問題。至此，武漢市測繪研究院1∶2 000地形圖更新維護(hù)機(jī)制已基本形成，為實現(xiàn)“一次更新，多圖聯(lián)動”，系列比例尺更新維護(hù)機(jī)制和數(shù)據(jù)整合平臺還有待完善。

2 現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析

“數(shù)據(jù)”是武漢市測繪研究院的核心資源優(yōu)勢，隨著基礎(chǔ)測繪工作的開展，數(shù)據(jù)的種類及成果形式越來越多。武漢市測繪研究院保存有系列比例尺數(shù)字地形圖(DLG)、數(shù)字正射影像圖(DOM)、各類工程(地籍、竣工、紅線)等多種數(shù)據(jù)，目前有大量可用于地形圖更新的測繪工程數(shù)據(jù)，如:紅線放線及驗線、竣工、地籍、管線及工程地形圖數(shù)據(jù);還有 1∶500、1∶2 000、1∶5 000、1∶10 000系列比例尺基本圖數(shù)據(jù)。如果將這些數(shù)據(jù)有效整合，可用于系列比例尺地形圖的縮編更新，有效地提高更新效率。

2.1 工程資料分析

工程資料分析表表1

續(xù)表1

2.2 系列比例尺基本地形圖分析

系列比例尺基本地形圖分析表表2

3 數(shù)據(jù)差異和問題

通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)工程圖如竣工圖、管線圖、紅線圖等都是以地形圖為基礎(chǔ)，加載專題信息，內(nèi)容側(cè)重于專題信息表達(dá)，只為單純滿足甲方供圖需要，很少顧及數(shù)據(jù)質(zhì)量及其后期應(yīng)用研究。由于不同時期的生產(chǎn)技術(shù)、采集平臺、生產(chǎn)流程，以及對數(shù)據(jù)的認(rèn)識不同，造成了數(shù)據(jù)格式、作業(yè)平臺、要素內(nèi)容等差異。

3.1 數(shù)據(jù)形式不統(tǒng)一

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定是在數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程中不斷完善，由于不同階段對數(shù)據(jù)的認(rèn)識及技術(shù)要求不同，現(xiàn)有數(shù)據(jù)在格式、要素編碼原則、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)要素內(nèi)容、符號等存在差異。主要存在地形圖版本差異、數(shù)據(jù)組織理念、數(shù)據(jù)采集內(nèi)容的差異。如“十五”期間生產(chǎn)的1∶500、1∶2 000地形圖數(shù)據(jù)，主要是基于傳統(tǒng)制圖輸出的理念進(jìn)行組織和生產(chǎn)，單純進(jìn)行要素分類和房屋關(guān)聯(lián)，沒有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系;而1∶10 000地形圖數(shù)據(jù)是基于Geodatabase的ArcGIS數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，既能滿足數(shù)據(jù)的查詢與分析，同時可通過轉(zhuǎn)換程序，生產(chǎn)制圖數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫擴(kuò)充性較好，能夠增補(bǔ)其他信息。此外，外業(yè)工程數(shù)據(jù)的采集規(guī)則、數(shù)據(jù)的分層等沒有嚴(yán)格按照現(xiàn)有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，存在空間邏輯錯誤、重復(fù)線、交叉線、懸掛點及不合理的斷線等，導(dǎo)致數(shù)據(jù)更新需重新繪制，可利用數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性差，增加數(shù)據(jù)的更新難度。

3.2 作業(yè)軟件平臺不一致

工程數(shù)據(jù)是在AutoCAD下進(jìn)行編輯成圖;1∶500、1∶2 000基本圖成圖數(shù)據(jù)均是在MicroStation平臺下進(jìn)行編輯成圖的DGN格式，通過FME轉(zhuǎn)換后，提供滿足甲方需要的 DWG格式數(shù)據(jù);1∶5 000、1∶10 000地形圖是在ArcGIS平臺下進(jìn)行數(shù)據(jù)的建庫，通過武漢市測繪研究院開發(fā)的轉(zhuǎn)換模塊，能夠提供滿足需要的DWG格式數(shù)據(jù)。

3.3 利用資料要素信息內(nèi)容不同

工程數(shù)據(jù)如紅線、竣工、地籍等只側(cè)重于專題要素信息，不能作為區(qū)域范圍內(nèi)的全部要素更新，只能進(jìn)行局部專題要素更新。紅線圖側(cè)重于紅線劃撥信息，主要為紅線房屋，竣工圖側(cè)重于竣工后的房屋和高程，地籍圖主要表示界址線范圍內(nèi)的主要建筑物及起權(quán)屬作用的圍墻、欄桿、院門及權(quán)屬名稱，管線圖主要側(cè)重于管線信息，地形部分側(cè)重于所在管線第一排建筑物，而且部分表示不完整。

4 數(shù)據(jù)整合與更新對策思考

數(shù)據(jù)更新的目的是為了保持專題庫和系列比例地形圖的現(xiàn)勢性，原則是盡量利用已有的大比例尺數(shù)據(jù)進(jìn)行小比例尺的更新，前提是要建立一個平臺，提供系列比例尺數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換接口，還要保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量和長期有效的更新機(jī)制等，下面分別從以上幾個方面詳細(xì)闡述。

4.1 數(shù)據(jù)的整合

(1)數(shù)據(jù)整合的原則

數(shù)據(jù)整合是統(tǒng)一的圖形和數(shù)據(jù)庫管理平臺下，采用匹配、合成、鏈接等方法，將多尺度的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)與非基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)與其他專業(yè)部門地理數(shù)據(jù)集成起來，形成新的空間數(shù)據(jù)集，它需要解決坐標(biāo)系、軟件平臺，以及系統(tǒng)符號庫等方面的統(tǒng)一問題。針對武漢市測繪研究院現(xiàn)有的數(shù)據(jù)特點，根據(jù)新的版本圖式要求，現(xiàn)有的系列比例尺數(shù)據(jù)編碼，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換(數(shù)據(jù)格式和圖層的轉(zhuǎn)換)。原則如下:

①充分利用已有數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)中大量未變動的有用信息，采用數(shù)據(jù)增量更新的方式，能大大降低數(shù)據(jù)更新成本，并縮短更新周期。但新舊數(shù)據(jù)之間可能存在數(shù)據(jù)格式、投影轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等方面的差異，需研制一套實用的整合工具，實現(xiàn)要素編碼、符號、不同數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換。

②規(guī)范數(shù)據(jù)的采集及建庫。制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)接口，使較大比例圖件能快速轉(zhuǎn)換或縮編為較小比例尺圖件。

③出圖與建庫并舉。地形圖的生產(chǎn)在滿足出圖需要同時，要兼顧建空間數(shù)據(jù)庫，滿足GIS數(shù)據(jù)建庫質(zhì)量要求，符合國家及地方要素編碼標(biāo)準(zhǔn)。武漢市測繪研究院1∶10 000地形圖數(shù)據(jù)是一個成功的范例，能同時滿足出圖和建庫的雙重需要，其他比例尺可參照1∶10 000數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式進(jìn)行改進(jìn)，既滿足數(shù)據(jù)建庫，同時通過轉(zhuǎn)換程序，滿足供圖需要。

④多種比例尺數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)。建立多種比例尺空間數(shù)據(jù)庫時，確立各比例尺之間的邏輯關(guān)系，使之形成邏輯上無縫的任意比例尺數(shù)據(jù)庫。

⑤建庫與地形圖更新相結(jié)合。整合現(xiàn)有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，充分利用已有資源，實現(xiàn)系列比例尺數(shù)據(jù)庫同步更新，采用一次外業(yè)工作，更新多種地形圖。在空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)和建庫的同時進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，實現(xiàn)邊生產(chǎn)、邊建庫、邊更新、邊服務(wù)，逐步提高空間數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。

(2)數(shù)據(jù)整合技術(shù)

在數(shù)據(jù)庫整合過程中涉及數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)投影轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)組織調(diào)整、數(shù)據(jù)檢查等技術(shù)。通過對源數(shù)據(jù)的分析比較，制定新舊標(biāo)準(zhǔn)之間的信息分類、圖層關(guān)系對照表、開發(fā)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換工具、模板技術(shù)以及設(shè)定一定參數(shù)等，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、分類編碼轉(zhuǎn)換、圖層及顏色匹配和屬性信息提取等處理，制定統(tǒng)一的符號庫以及符號轉(zhuǎn)換模板，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)一致及通過參數(shù)使異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)部分要素自動提取及拓?fù)渖伞Ｍ瑫r按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)自動生成符合統(tǒng)一規(guī)劃的數(shù)據(jù)組織管理標(biāo)準(zhǔn)模板庫、并提供統(tǒng)一的符號庫、數(shù)據(jù)字典等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)既滿足GIS對空間數(shù)據(jù)信息建庫的要求，又能符合地形圖圖式或出圖的要求。

4.2 系列比例尺縮編與更新

完善系列比例尺縮編軟件，建立可持續(xù)更新機(jī)制。地形圖增量更新可充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，部分通過嵌合及縮編完成。武漢市測繪研究院已完成地圖綜合縮編軟件的研制(1∶2 000縮編1∶10 000)，已投入生產(chǎn)使用，是一種基于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)縮編軟件。因此，針對現(xiàn)有數(shù)據(jù)特點，需研制系列比例尺縮編軟件(1∶500縮 編 1∶2 000，1∶2 000 縮 編 1∶5 000 以 及1∶10 000)，降低成本的同時還能縮短數(shù)據(jù)更新周期。因此，對地形圖自動化縮編技術(shù)的研究顯得尤為迫切，逐步實現(xiàn)系列比例尺地形圖數(shù)據(jù)協(xié)同更新。

4.3 規(guī)范測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)的更新技術(shù)方法、效率的提高應(yīng)整合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源，與日常測繪生產(chǎn)結(jié)合起來，因此關(guān)系數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)問題，如數(shù)據(jù)規(guī)范性及制定系列比例尺數(shù)據(jù)維護(hù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

為充分利用已有數(shù)據(jù)，并逐步規(guī)范今后的生產(chǎn)，需對數(shù)據(jù)編碼、要素分層、格式、質(zhì)量要求、編輯要求、圖形整飾、元數(shù)據(jù)等作詳細(xì)的規(guī)定，保證數(shù)據(jù)規(guī)范。詳細(xì)規(guī)定放線、驗線、驗±0、竣工測量線等數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)、要素分層設(shè)色標(biāo)準(zhǔn)、成圖注記標(biāo)準(zhǔn)、要素屬性、編碼表示準(zhǔn)則等，同時統(tǒng)一系列比例尺數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，控制各類信息的編碼和分類，制定各工程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集規(guī)范，確保標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性、統(tǒng)一性、唯一性。

4.4 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

研制一套完整的數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查軟件。目前，武漢市測繪研究院已經(jīng)針對DGN數(shù)據(jù)自主研發(fā)了IGDS_Checker數(shù)據(jù)檢查軟件，使用效果較好。但針對現(xiàn)有的DWG和ArcGIS格式數(shù)據(jù)，其大量的檢查工作仍停留在簡單的人工判斷基礎(chǔ)上，按照設(shè)定的規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，研制數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查軟件來控制生產(chǎn)質(zhì)量，可大大減少人為的判斷失誤及工作量。

4.5 暢通數(shù)據(jù)生產(chǎn)及管理流程

理順工作流程，減少銜接環(huán)節(jié)，縮短數(shù)據(jù)更新周期，暢通數(shù)據(jù)的采集－數(shù)據(jù)編輯－數(shù)據(jù)質(zhì)檢－數(shù)據(jù)集成與入庫－分發(fā)及服務(wù)工藝流程，明確各工序職責(zé)。

4.5 制定系列比例尺數(shù)據(jù)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

制定科學(xué)完善的生產(chǎn)質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是開展更新工作的技術(shù)依據(jù)。2004年，制定了《武漢市1∶2 000基本圖更新作業(yè)指南》，指導(dǎo)了整個工作的開展。由于城市基本圖更新是一個系統(tǒng)工程，在完成1∶2 000基本圖的更新的同時，應(yīng)相繼完成其他系列比例尺的更新。為了使整個生產(chǎn)的開展有序地進(jìn)行，需針對不同地形特點、不同區(qū)域、比例尺等制定操作性強(qiáng)的更新維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.6 武漢市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)

為建立系列比例尺數(shù)據(jù)以及各項工程如竣工、紅線數(shù)據(jù)的有效集成，建立實用的武漢市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫更為重要，集各種信息采集、實時更新、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)于一體，不僅要滿足眼前建庫、出圖、更新需要，還要滿足能對不同用戶提供不同服務(wù)，如瀏覽、查詢、統(tǒng)計和分析等，讓各種數(shù)據(jù)充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。

5 結(jié)語

系列比例尺基本地形圖整合與更新，是數(shù)據(jù)生產(chǎn)之后，當(dāng)前工作的重心。系列比例地形圖縮編更新的前提是建立一個平臺，提供系列比例尺數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換接口，還要保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量和長期有效的更新機(jī)制等，本文從經(jīng)費的投入、計劃管理、技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、平臺建設(shè)、數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)等方面探討了建立有效的系列基本比例尺數(shù)據(jù)縮編更新機(jī)制。將數(shù)據(jù)更新技術(shù)貫穿于工程測量、內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)采集、航測成圖、縮編等全過程，充分利用已有數(shù)據(jù)，減少重復(fù)測量，一旦成功運作，必將形成建庫、成圖、對外服務(wù)等一體化的良性循環(huán)，這樣必然會大幅提高工作效率、質(zhì)量，降低成本，建立共享的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，還能讓社會各群體都從中獲益。

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