新型基礎(chǔ)測(cè)繪中數(shù)據(jù)更新技術(shù)研究

閆從政

摘? 要：“十三五”基礎(chǔ)測(cè)繪為數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)提出了新的要求。本文探討了新型基礎(chǔ)測(cè)繪中，將增量更新技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)庫(kù)與生產(chǎn)平臺(tái)之間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，并實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)庫(kù)之間的聯(lián)動(dòng)更新，做到“一次生產(chǎn)，多庫(kù)更新”。結(jié)果表明，該方法不僅提高了生產(chǎn)更新效率，還支持?jǐn)?shù)據(jù)版本的管理與回溯，在此過(guò)程中也最大限度地避免了數(shù)據(jù)冗余。

關(guān)鍵詞：新型基礎(chǔ)測(cè)繪? 增量更新? 數(shù)據(jù)庫(kù)? 實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：P208? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）07（a）-0026-03

Abstract： "13th five year plan" basic surveying and mapping puts forward new requirements for database construction and basic surveying and mapping data production. This paper discusses the application of incremental update technology to database and data production platform in new basic mapping， realizing the dynamic association between database and production platform， and realizing the linkage update between databases， so as to achieve "one-time production， multi database update". The results show that this method not only improves the efficiency of production update， but also supports the management and backtracking of data version， and avoids data redundancy to the greatest extent in this process.

Key Words： New basic mapping; Incremental updating; Database; Experiment

新型基礎(chǔ)測(cè)繪建設(shè)的具體內(nèi)容可歸納為五個(gè)方面：（1）建成全國(guó)現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)網(wǎng)（一張網(wǎng)）;（2）完善及動(dòng)態(tài)更新國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)（一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)）;（3）建設(shè)與運(yùn)行全國(guó)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)“天地圖”（一個(gè)平臺(tái)）;（4）開發(fā)一系列新型測(cè)繪地理信息產(chǎn)品（系列產(chǎn)品）;（5）向社會(huì)、政府和公眾提供靈性化的地理信息服務(wù)（靈性化服務(wù)）。其中，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、完善與動(dòng)態(tài)更新是核心任務(wù)之一。

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)和制圖平臺(tái)之間是脫節(jié)的，數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺(tái)中的增量更新內(nèi)容與制圖平臺(tái)中的制圖更新內(nèi)容無(wú)法回到數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)增量更新。此外，針對(duì)各省局已開展建設(shè)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、公共地理框架數(shù)據(jù)庫(kù)和地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)，如何實(shí)現(xiàn)多庫(kù)融合更新是新型基礎(chǔ)測(cè)繪中亟待解決的問(wèn)題。

鑒于此，本文研究了如何在新型基礎(chǔ)測(cè)繪中應(yīng)用增量更新技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)更新和多數(shù)據(jù)庫(kù)間的融合更新，以滿足新型基礎(chǔ)測(cè)繪的實(shí)際需求。

1? 數(shù)據(jù)更新現(xiàn)狀分析

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)公益性、基礎(chǔ)性作用日漸突出。隨著“三大平臺(tái)”專項(xiàng)工程的推進(jìn)，逐步形成了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、公共地理框架數(shù)據(jù)庫(kù)和地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)。但是，目前現(xiàn)有的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、公共地理框架數(shù)據(jù)庫(kù)和地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)等與數(shù)據(jù)生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)之間是脫節(jié)的，雖然可以從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取數(shù)據(jù)并在生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)中編輯數(shù)據(jù)，但無(wú)法將編輯過(guò)程中產(chǎn)生的增量更新內(nèi)容傳回到數(shù)據(jù)庫(kù)中，也就無(wú)法完成數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)增量更新。

同樣，數(shù)據(jù)庫(kù)與制圖平臺(tái)之間也未能實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，制圖更新過(guò)程中的增量?jī)?nèi)容未能傳回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。

所以一直以來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)都未能真正實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)版本的管理和各時(shí)期歷史數(shù)據(jù)的提取等功能。隨著地理國(guó)情普查工作的基本結(jié)束，監(jiān)測(cè)更新階段已經(jīng)到來(lái)，更新過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題也已經(jīng)擺在眼前。

2? 基于數(shù)據(jù)庫(kù)的增量更新

“十三五”基礎(chǔ)測(cè)繪為數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)提出了新的要求。要實(shí)現(xiàn)高效的基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)更新作業(yè)，滿足新型基礎(chǔ)測(cè)繪的目標(biāo)要求，必須整合現(xiàn)有資源，將增量更新技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái)之中，實(shí)現(xiàn)庫(kù)與生產(chǎn)平臺(tái)之間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，并實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)庫(kù)之間的聯(lián)動(dòng)更新，做到“一次生產(chǎn)，多庫(kù)更新”。

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)一種面向地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)更新的要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，并提出基于地理信息要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行增量更新的模式。在此業(yè)務(wù)模式下，我們將地理信息要素?cái)?shù)據(jù)定義為基礎(chǔ)素材，而面向不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫(kù)則為數(shù)據(jù)產(chǎn)品，如基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)、公共地理實(shí)體框架數(shù)據(jù)庫(kù)及未來(lái)有可能面向應(yīng)用而產(chǎn)生的新的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

地理信息要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)定位于要素級(jí)的生產(chǎn)、更新以及管理。要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)地理要素時(shí)空數(shù)據(jù)模型和圖庫(kù)一體模型來(lái)管理要素?cái)?shù)據(jù)，并對(duì)接數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺(tái)和制圖平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)要素?cái)?shù)據(jù)增量更新和制圖更新。

另外，通過(guò)數(shù)據(jù)整合抽?。‥TL）技術(shù)，可將地理要素?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)抽取成為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、國(guó)情數(shù)據(jù)以及框架數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多庫(kù)融合與聯(lián)動(dòng)更新（見圖1）。

要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)來(lái)采集要素?cái)?shù)據(jù)。為了滿足不同應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的采集標(biāo)準(zhǔn)，要素庫(kù)的采集標(biāo)準(zhǔn)需要兼容其所支撐的上層數(shù)據(jù)庫(kù)，采集的信息包括水系、交通、居民地和地表覆蓋等。另外，庫(kù)內(nèi)應(yīng)統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，保證空間數(shù)據(jù)的一致性。在地理信息要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中不采用傳統(tǒng)按照比例尺建庫(kù)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，而采用以要素為核心的建庫(kù)理念，利用時(shí)空一體化模型來(lái)管理數(shù)據(jù)。在要素庫(kù)建庫(kù)時(shí)，首先應(yīng)建立時(shí)空數(shù)據(jù)模型，同時(shí)形成數(shù)據(jù)的初始版本。在下一個(gè)生產(chǎn)更新周期中，根據(jù)數(shù)據(jù)的初始版本建立子版本，且子版本中的現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集繼承父版本中現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)。

通過(guò)版本的遞進(jìn)演化，現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)不斷更新繼承，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)版本的回溯管理和數(shù)據(jù)的生命周期管理。如初始建庫(kù)年份是2018年，初始庫(kù)中包含現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集、增量更新數(shù)據(jù)集和歷史數(shù)據(jù)集。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新流程

根據(jù)地理要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)思路，我們實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)生產(chǎn)更新管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)支持要素庫(kù)和時(shí)空一體化數(shù)據(jù)模型的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)版本管理功能，并能與數(shù)據(jù)生產(chǎn)更新平臺(tái)和制圖平臺(tái)對(duì)接。系統(tǒng)更新流程如下：

（1）基礎(chǔ)要素?cái)?shù)據(jù)入庫(kù)（現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集）完成之后，在系統(tǒng)中創(chuàng)建更新工程。更新工程中需要指定更新單元和更新方案，更新單元規(guī)定了數(shù)據(jù)更新的最小作業(yè)單元，如標(biāo)準(zhǔn)圖幅、縣級(jí)行政區(qū)、自定義范圍等。更新方案中規(guī)定了被更新的圖層和圖層提取方式，包括相交、裁切和包含。

（2）然后在更新工程中下發(fā)更新任務(wù)數(shù)據(jù)并在生產(chǎn)更新平臺(tái)中疊加數(shù)字正射影像（DOM）編輯任務(wù)數(shù)據(jù)。

（3）編輯更新完成之后，將任務(wù)數(shù)據(jù)提交回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別被增加、刪除和修改的要素并提取出增量更新包，然后將增量更新包提交到增量更新數(shù)據(jù)集中。

系統(tǒng)會(huì)再次自動(dòng)檢查提交的更新數(shù)據(jù)的內(nèi)部沖突和更新數(shù)據(jù)與現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)之間的沖突，沖突檢查無(wú)誤后，將更新數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)提交到現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集中，將原現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集中至被更新數(shù)據(jù)的歷史信息存入歷史數(shù)據(jù)集中，這樣就完成了一輪更新。

3? 數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取貴州省某縣數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更新單元采用行政區(qū)劃、道路、河流等要素進(jìn)行劃分。將數(shù)據(jù)分區(qū)下載后在編輯軟件中疊加最新的DOM進(jìn)行編輯更新，并將更新結(jié)果導(dǎo)入庫(kù)中進(jìn)行沖突檢測(cè)，檢測(cè)無(wú)誤后完成更新。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

更新包提交回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中后，我們可以對(duì)比查看更新后的數(shù)據(jù)和更新之前的數(shù)據(jù)，被更新的要素會(huì)在界面上高亮顯示（見圖2）。

實(shí)驗(yàn)表明，基于地理要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的增量更新方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)與更新平臺(tái)之間的雙向銜接，不僅提高了生產(chǎn)更新效率，還支持?jǐn)?shù)據(jù)版本的管理與回溯，在此過(guò)程中也最大限度地避免了數(shù)據(jù)冗余。

4? 結(jié)語(yǔ)

（1）在現(xiàn)有基于數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)地理要素生產(chǎn)更新模式中，數(shù)據(jù)庫(kù)與生產(chǎn)平臺(tái)之間是脫節(jié)的。全覆蓋式的更新方式也嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性。

（2）將增量更新技術(shù)運(yùn)用到基于數(shù)據(jù)庫(kù)的生產(chǎn)更新作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)與生產(chǎn)平臺(tái)的雙向?qū)樱蟠筇岣吡松a(chǎn)效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)版本管理。

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