寧夏地理空間框架數(shù)據(jù)更新探討

張海中，池淑文

（1.寧夏國(guó)土測(cè)繪院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏國(guó)土資源地理信息中心，寧夏 銀川 750021）

在技術(shù)能力有限的時(shí)代建立的更新工藝流程，處理節(jié)點(diǎn)眾多，效率低下；新的測(cè)圖技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)獲取能力大幅提升，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)處理能力卻相對(duì)落后。隨著地圖服務(wù)應(yīng)用的爆發(fā)式增長(zhǎng)，現(xiàn)有的DLG空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新能力明顯不足，難以滿(mǎn)足地圖應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性的要求。由于數(shù)據(jù)生產(chǎn)方式的限制，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)更新技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史版本的精細(xì)化管理，無(wú)法精確定位某個(gè)時(shí)期，哪些要素發(fā)生了變化，大量未發(fā)生變化的數(shù)據(jù)也一并作為歷史版本冗余存儲(chǔ)。

1 數(shù)據(jù)更新模式

1）應(yīng)急更新。在突發(fā)事件或應(yīng)急情況下，采取多種技術(shù)手段與方式，快速獲取事件發(fā)生地點(diǎn)或相關(guān)區(qū)域的航空航天影像數(shù)據(jù)、地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及相關(guān)專(zhuān)題數(shù)據(jù)，提取變化信息并更新公共地理框架數(shù)據(jù)，及時(shí)向平臺(tái)用戶(hù)提供最新信息服務(wù)，滿(mǎn)足應(yīng)急救災(zāi)與風(fēng)險(xiǎn)管理需求。

2）定期更新。依托基礎(chǔ)測(cè)繪定期更新機(jī)制，對(duì)平臺(tái)公共地理框架數(shù)據(jù)進(jìn)行定期更新。

3）利用共建共享單位提供的權(quán)威數(shù)據(jù)資源進(jìn)行更新。例如，交通部門(mén)提供最新的交通路網(wǎng)信息，民政部門(mén)提供最新的行政區(qū)劃信息等，測(cè)繪部門(mén)利用上述權(quán)威數(shù)據(jù)更新公共地理框架數(shù)據(jù)中的相應(yīng)內(nèi)容。

4）聯(lián)動(dòng)更新。平臺(tái)在自治區(qū)、市（縣）兩級(jí)節(jié)點(diǎn)分別部署不同尺度的公共地理框架數(shù)據(jù)。但是，各節(jié)點(diǎn)的框架數(shù)據(jù)更新時(shí)間不一致，有必要建立不同尺度框架數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)更新。當(dāng)市縣級(jí)框架數(shù)據(jù)更新后，可以聯(lián)動(dòng)更新全區(qū)框架數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)更新技術(shù)手段

簡(jiǎn)化DLG空間數(shù)據(jù)更新工藝流程，提高空間數(shù)據(jù)更新生產(chǎn)響應(yīng)速度與更新管理水平，縮短更新周期，是現(xiàn)行條件下進(jìn)行數(shù)據(jù)更新的目標(biāo)。為此，制定以下3條規(guī)則：

1）基于現(xiàn)有的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)條件與硬件條件，規(guī)劃快速更新生產(chǎn)環(huán)境；

2）快速定制更新數(shù)據(jù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施數(shù)據(jù)生產(chǎn)，提高數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量；

3）提供軟件工具平臺(tái)，覆蓋更新數(shù)據(jù)匯集、格式轉(zhuǎn)換、更新生產(chǎn)環(huán)境架設(shè)、更新生產(chǎn)任務(wù)布置與實(shí)施、成果快速發(fā)布與信息檢索全過(guò)程。

空間數(shù)據(jù)庫(kù)快速更新共分為7個(gè)階段：

1）外部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與分類(lèi)。獲取應(yīng)急設(shè)備采集的外部數(shù)據(jù)，獲取從共建共享單位交換而來(lái)的高現(xiàn)勢(shì)性專(zhuān)題數(shù)據(jù)，獲取應(yīng)用于基礎(chǔ)庫(kù)更新的現(xiàn)勢(shì)性數(shù)據(jù)，并對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。

2）數(shù)據(jù)檢查與修復(fù)。對(duì)已經(jīng)符合空間數(shù)據(jù)庫(kù)Schema的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，消除不符合入庫(kù)要求的數(shù)據(jù)內(nèi)容，完成更新數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

3）更新數(shù)據(jù)實(shí)體對(duì)象化。將完成標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)與地理語(yǔ)義之間建立關(guān)系，并使用地理語(yǔ)義標(biāo)簽（地理實(shí)體編碼）對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)體進(jìn)行標(biāo)記（可選），默認(rèn)的對(duì)象化標(biāo)簽即空間數(shù)據(jù)所在圖層與對(duì)應(yīng)的OID。

4）更新數(shù)據(jù)實(shí)體關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建。完成對(duì)象化標(biāo)簽的定義后，即可根據(jù)這個(gè)標(biāo)簽完成更新前后數(shù)據(jù)實(shí)體之間的關(guān)系構(gòu)建（替換與被替換的數(shù)據(jù)實(shí)體），指定替換關(guān)系（是完全替換還是融合）。

5）數(shù)據(jù)更新融合與替換。在完成上述匹配工作后，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)更新的操作，包括數(shù)據(jù)實(shí)體之間的數(shù)據(jù)融合與替換。

6）執(zhí)行局部數(shù)據(jù)切片。完成空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)替換后，利用這些更新信息，對(duì)瓦片數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新切片，并完成瓦片數(shù)據(jù)集中對(duì)應(yīng)瓦片對(duì)象的替換工作。

7）發(fā)布更新元數(shù)據(jù)信息。完成了瓦片數(shù)據(jù)的更新后，將此更新信息與瓦片數(shù)據(jù)一起發(fā)布到外網(wǎng)，完成公共地理框架數(shù)據(jù)的更新過(guò)程。

空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新工藝流程中已經(jīng)描述了數(shù)據(jù)更新總體數(shù)據(jù)流與處理階段，在工藝流程的基礎(chǔ)上使用任務(wù)的方式來(lái)組織和管理數(shù)據(jù)更新過(guò)程的并行與串行。

在“橫向上”業(yè)務(wù)過(guò)程被分為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段、空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新與任務(wù)管理、瓦片數(shù)據(jù)庫(kù)更新；在“縱向上”軟件功能模塊可分為數(shù)據(jù)匯集與處理、更新任務(wù)管理、數(shù)據(jù)更新操作、更新元數(shù)據(jù)發(fā)布與瀏覽等。

1）數(shù)據(jù)匯集與處理模塊。在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段完成數(shù)據(jù)傳輸（外部數(shù)據(jù)、內(nèi)部數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)檢查與處理、數(shù)據(jù)歸類(lèi)存檔；在空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新與任務(wù)管理階段完成數(shù)據(jù)實(shí)體的對(duì)象化處理（與地理語(yǔ)義建立聯(lián)系）、更新數(shù)據(jù)實(shí)體之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；在瓦片數(shù)據(jù)更新階段根據(jù)更新業(yè)務(wù)元信息進(jìn)行局部瓦片切圖。

2）更新任務(wù)管理模塊。在空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新與任務(wù)管理階段完成數(shù)據(jù)庫(kù)更新任務(wù)的創(chuàng)建、任務(wù)的分派、瓦片更新任務(wù)的創(chuàng)建。

3）數(shù)據(jù)更新操作模塊。在空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新與任務(wù)管理階段完成數(shù)據(jù)實(shí)體的融合與更新替換過(guò)程，即實(shí)現(xiàn)區(qū)域更新時(shí)接邊處要素的自動(dòng)融合與要素級(jí)更新時(shí)的數(shù)據(jù)融合與更新替換工作；在瓦片數(shù)據(jù)更新階段完成瓦片對(duì)象的更新替換工作。上述的更新替換都具備歷史版本保存與回溯能力。

4）更新元數(shù)據(jù)發(fā)布與瀏覽模塊。在瓦片數(shù)據(jù)更新階段完成本次數(shù)據(jù)更新描述信息的發(fā)布與更新后的瓦片數(shù)據(jù)的瀏覽。

3 數(shù)據(jù)更新的軟件環(huán)境建設(shè)

主要包括資源數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)（擴(kuò)展現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)）、數(shù)據(jù)服務(wù)建設(shè)（與現(xiàn)有數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu)集成）、應(yīng)用系統(tǒng)與工具建設(shè)（開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)更新管理系統(tǒng)）。

資源數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。通過(guò)系統(tǒng)提供的工具完成DLG、DEM、DOM與瓦片數(shù)據(jù)庫(kù)的庫(kù)體模型創(chuàng)建與數(shù)據(jù)錄入。與此同時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)功能完成生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)、成果歸檔數(shù)據(jù)、地理實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)維。

數(shù)據(jù)服務(wù)建設(shè)。利用已有框架產(chǎn)品搭建文件傳輸服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)與Web數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)，完成將外部資源和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)資源載入到軟件模塊內(nèi)部以及將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)資源輸出到外部系統(tǒng)。

應(yīng)用系統(tǒng)與工具建設(shè)。主要用于提供系統(tǒng)功能，包括文件數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)格式與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換、外來(lái)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與內(nèi)部數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與處理、輔助數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建與運(yùn)維管理、數(shù)據(jù)實(shí)體對(duì)象化與數(shù)據(jù)實(shí)體關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)更新生產(chǎn)任務(wù)定制、劃分、分派與狀態(tài)跟蹤、數(shù)據(jù)融合與更新操作、瓦片緩存數(shù)據(jù)生產(chǎn)、空間數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)瀏覽、查詢(xún)及更新元數(shù)據(jù)對(duì)外發(fā)布。

1）能夠基于已經(jīng)建成的矢量數(shù)據(jù)資源庫(kù)（DLG）構(gòu)建歷史版本數(shù)據(jù)集，構(gòu)建支持協(xié)同更新編輯功能的輔助庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同在線(xiàn)/離線(xiàn)數(shù)據(jù)更新編輯，實(shí)現(xiàn)要素級(jí)的數(shù)據(jù)更新與歷史版本回溯。

2）在地理信息資源數(shù)據(jù)管理體系中，為了解決已經(jīng)發(fā)布的地圖快速更新的問(wèn)題，我們完成了相關(guān)技術(shù)路線(xiàn)的串通。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或者手持移動(dòng)終端對(duì)更新范圍進(jìn)行標(biāo)繪，在服務(wù)端接收更新任務(wù)，通過(guò)協(xié)同更新工具，完成對(duì)地理空間數(shù)據(jù)源的更新后，實(shí)時(shí)地完成瓦片數(shù)據(jù)的更新，并能夠?qū)⒏陆Y(jié)果通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)地圖進(jìn)行表達(dá)。

3）地理信息資源數(shù)據(jù)管理體系支持多種模式數(shù)據(jù)更新方式，以圖幅為單位批量數(shù)據(jù)更新與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)生產(chǎn)接軌，同時(shí)支持業(yè)務(wù)化運(yùn)行的聯(lián)動(dòng)更新任務(wù)管理，進(jìn)而將更新業(yè)務(wù)拓展到要素級(jí)更新模式中。從不同資源節(jié)點(diǎn)交換而來(lái)的更新數(shù)據(jù)又可以成為以圖幅為單位的批量更新的依據(jù)。

4）能夠提供基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的帶庫(kù)更新方式，多個(gè)作業(yè)員在編輯環(huán)境中直接連接目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)更新修編，系統(tǒng)主動(dòng)提示沖突要素，由作業(yè)員有選擇地進(jìn)行確認(rèn)，解決沖突，完成編輯過(guò)程；提供ArcGIS編輯平臺(tái)的協(xié)同數(shù)據(jù)更新編輯插件工具，在作業(yè)員熟悉的采編環(huán)境中完成要素級(jí)數(shù)據(jù)更新過(guò)程。

[1]CJJ103-2004.城市地理空間框架數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]CH/T 9006-2010.1︰5 000 1︰10 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品更新規(guī)范[S].

[3]CH/1015-2007.基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1︰10 000 1︰50 000生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程第1部分：數(shù)字線(xiàn)劃圖（DLG）[S].

[4]CH/T1009-2001.基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1︰10 000 1︰50 000數(shù)字正射影像圖[S].

[5]CH/T1008-2001.基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1︰10 000 1︰50 000數(shù)字高程模型[S].

[6]CH/T9003-2009.地理空間框架基本規(guī)定[S].

[7]龔健雅.地理信息系統(tǒng)技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2001

[8]李建松.地理信息系統(tǒng)原理[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2006