多源矢量數據的電子地圖整合更新技術研究

沈 蕾，李乃強

（1.江蘇省測繪工程院,江蘇 南京 210013）

近年來,隨著國民經濟和城市大數據的建設發(fā)展,城市政府各部門的地理信息資源不斷豐富,積累的海量多源矢量數據為城市電子地圖的加工、生產、更新提供了權威的獲取渠道。對多源矢量數據的整合利用,將有效解決各部門采用地圖基準不同、更新不及時等問題。目前國內已有諸多針對多源矢量數據整合的研究,如孫群[1]開展了多源矢量空間數據融合處理技術研究,對幾何特征融合處理、屬性特征融合處理等涉及的理論問題、技術算法進行了分析和總結；崔鐵軍[2]等研究了多源地理空間矢量數據的集成與融合方法,探討了地理要素幾何位置融合以及通過地理要素語義融合消除地理要素數據描述和屬性差異的矢量數據融合方法。本文通過對常熟市電子地圖進行整合更新,梳理了各地形要素多源數據融合更新的技術方法,并搭建了統(tǒng)一的地理框架[3],為未來各行業(yè)數據融合、挖掘提供了基礎數據支撐。

1 已有數據分析利用

通過收集常熟市各委辦局的現有數據,本文可采用的基礎地理信息數據源包括:①2018年3－5月分辨率為0.1 m的航空影像數據,坐標系為CGCS2000,范圍覆蓋常熟全市域1 276 km2；②2019年3－4月分辨率為0.5 m的衛(wèi)星遙感影像數據,坐標系為CGCS2000,范圍覆蓋常熟全市域1 276 km2；③省級基礎測繪“十三五”1∶10 000DLG常熟市域內數據,坐標系為CGCS2000,范圍覆蓋常熟全市域1 276 km2；④常熟市2015年地理國情普查數據和2016－2019年地理國情監(jiān)測數據,坐標系為CGCS2000,范圍覆蓋常熟全市域1 276 km2；⑤2012－2019年按照建設工程竣工規(guī)劃驗收測量成果逐月更新的常熟市域1∶500、1∶1 000DLG,其中1∶500DLG為常熟市主城區(qū)124.9 km2,共1 998幅,1∶1 000DLG為其他區(qū)域1 112.5 km2,共4 441幅,為dwg格式、常熟地方坐標系；⑥基于常熟市2012年基礎地理信息數據庫形成的老版天地圖矢量基礎地理信息數據庫,范圍覆蓋常熟全市域1 276 km2。

本文可采用的常熟市各行業(yè)部門已有數據包括:①2013－2019年常熟市自然資源和規(guī)劃局提供的1 703個規(guī)劃竣工數據,按照年、月劃分,為dwg格式、常熟地方坐標系,具體包括竣工測量數據、入庫地形圖GIS數據、入庫分幅地形圖CAD數據；②常熟市自然資源和規(guī)劃局提供的宗地空間數據,為gdb格式、常熟地方坐標系；③常熟市交通局提供的道路名稱表（xls格式）以及道路圖形數據,為shp格式、CGCS2000坐標系；④常熟市水務局提供的河流數據,為MapGIS格式、常熟地方坐標系；⑤常熟市民政局提供的行政區(qū)劃數據,為gdb格式、常熟地方坐標系；⑥常熟市公安局提供的電子門牌數據,為gdb格式、WGS84坐標系。

本文針對已有數據進行了分析,確定的利用情況為:①選取2012－2019年局部更新的DLG、省級基礎測繪“十三五”1∶10 000DLG常熟市域內數據作為矢量電子地圖整合更新的底圖；②選取2018年航空影像數據、2019年衛(wèi)星遙感影像數據作為比對、判讀數據源；③選取常熟市自然資源和規(guī)劃局、交通局、水務局、民政局、公安局的部門數據以及地理國情數據作為居民地與設施、交通及其附屬物、水系、綠地、境界與政區(qū)和注記的更新數據源。

2 矢量電子地圖整合更新流程

基于常熟市自然資源和規(guī)劃局2012－2019年局部更新的DLG、省級基礎測繪“十三五”1∶10 000DLG常熟市域內數據和相關政府部門專題數據等,按照CH/Z 9011-2011《地理信息公共服務平臺電子地圖數據規(guī)范》《天地圖電子地圖符號與注記說明》（2018版,國家基礎地理信息中心）規(guī)范要求,本文對居民地與設施、交通及其附屬物、水系、綠地、境界與政區(qū)、注記等要素進行整合更新[4]。整合更新流程如圖1所示。

圖1 矢量電子地圖整合更新流程圖

2.1 數據預處理

本文對按照2012－2019年逐月更新的常熟市主城區(qū)124.9 km21∶500DLG數據、常熟市其他區(qū)域1 112.5 km21∶1 000DLG數據以及各部門數據進行預處理形成轉換數據集；再利用江蘇省CGCS2000基準轉化平臺對整理完成的數據進行坐標系轉換,統(tǒng)一為CGCS2000坐標系,并對成果的格式、版本等進行統(tǒng)一[5]。具體流程如圖2所示。

圖2 統(tǒng)一坐標基準技術流程圖

2.2 居民地與設施要素更新

依托于按照2012－2019年建設工程竣工規(guī)劃驗收測量成果逐月更新的常熟市域1∶500、1∶1 000DLG,本文利用2013－2019年竣工測量數據進行居民地與設施以及相關圖層的更新完善,具體流程如圖3所示。

圖3 居民地與設施要素更新技術流程圖

2.3 交通及其附屬物要素更新

根據交通部門提供的道路表格和圖形數據進行表、庫、圖關聯(lián)；同時依托省級基礎測繪“十三五”1∶10 000DLG常熟市域內數據、老版天地圖矢量數據庫、地理國情數據、導航路網等數據,基于2018年3－5月航空影像、2019年衛(wèi)星影像數據以及其他來源數據更新、補充完善交通及其附屬物信息[6]。具體流程如圖4所示。

圖4 交通及其附屬物要素更新技術流程圖

2.4 水系要素更新

利用水務部門提供的河流空間數據,基于省級基礎測繪“十三五”第一輪1∶10 000DLG常熟市域內數據、老版天地圖矢量數據庫、地理國情數據、航空影像和衛(wèi)星影像等更新、補充完善水系圖層信息[7]。具體流程如圖5所示。

圖5 水系要素更新技術流程圖

2.5 綠地要素更新

基于省級基礎測繪“十三五”1∶10 000DLG常熟市域內數據和老版天地圖矢量數據庫更新、補充完善綠地等圖層信息。具體流程如圖6所示。

圖6 綠地要素更新技術流程圖

2.6 境界與政區(qū)要素更新

利用民政局行政區(qū)劃數據,基于省級基礎測繪“十三五”1∶10 000DLG常熟市域內境界和政區(qū)數據以及老版天地圖行政區(qū)劃數據更新、完善境界與政區(qū)要素。具體流程如圖7所示。

圖7 境界與政區(qū)要素更新技術流程圖

2.7 注記要素更新

利用公安局電子門牌數據、自然資源和規(guī)劃局宗地數據中的地址信息等以及老版天地圖地名地址、興趣點數據,對地名地址、興趣點數據進行更新完善[8]。具體流程如圖8所示。

圖8 注記要素更新技術流程圖

2.8 數據檢查

根據高清航空影像和衛(wèi)星影像,對逐層更新完善后的矢量基礎地理信息數據進行數據要素檢查,主要解決各地物要素之間的矛盾問題[9]。同時,根據相關標準進行圖形檢查、屬性檢查和圖屬一致性檢查,合格后形成矢量基礎地理信息數據。

2.9 脫敏脫密處理

按照GB/T 35764-2017《公開地圖內容表示要求》的規(guī)定,涉密的地理信息數據必須經過符合國家要求的脫敏脫密處理才能對外發(fā)布。因此,數據在經過提取、擴充、重組處理后,必須再經過脫密處理,才能符合國家安全保密的相關要求[10]。

脫密處理方式主要包括降低位置精度、降低影像地面分辨率、去除敏感信息等。①降低位置精度:利用公開版1∶250 000矢量地圖數據將空間位置精度降低至50 m,保證公開地理信息數據的位置精度符合保密要求；②降低影像地面分辨率:主要是針對航空影像數據,通過影像重采樣將其地面分辨率降低至0.5 m；③去除敏感信息:去除涉密或敏感的注記信息,不標注、不可查詢,只公開符合安全保密規(guī)定的注記信息。

2.10 矢量電子地圖瓦片制作

矢量電子地圖的數據源為更新后的居民地與設施、交通及其附屬物、水系、綠地和注記圖層。本文制作了L18～L20多級比例尺的常熟市全境公眾版矢量地圖瓦片和矢量注記瓦片,格式為bundle,發(fā)布為REST和OGC WMTS服務[11]。矢量電子地圖瓦片制作流程如圖9所示,矢量電子地圖瓦片成果如圖10所示。

圖9 矢量電子地圖瓦片制作流程圖

圖10 矢量電子地圖瓦片成果

3 結 語

本文通過研究常熟市政府部門空間數據整合和加工處理的技術流程,實現了常熟市域范圍內基礎測繪、交通、水務、民政、公安等多源矢量數據電子地圖的整合更新,并詳細闡述了居民地與設施、交通及其附屬物、水系、綠地、境界與政區(qū)、注記等要素的更新流程以及矢量電子地圖瓦片的制作方法。制作的矢量電子地圖具備基準一致、權威、現勢性高、覆蓋面全等特點,為城市地理信息規(guī)范化共享提供了基礎數據支撐,提升了地理信息公共服務能力和水平[12]。下一步將建立多源數據融合更新機制和融合數據標準,不斷提高數據融合更新效率和質量。