實用測繪業(yè)務(wù)一體化技術(shù)體系建設(shè)探索

傅加文 陳夏宮

(1. 佛山市順德區(qū)測繪地理信息中心, 廣東 佛山 528333；2. 北京山維科技股份有限公司, 北京 102206)

0 引言

近年來,自然資源部及各省先后發(fā)文,提出對測繪業(yè)務(wù)進行整合,歸口成果管理,推進“多測合并、聯(lián)合測繪、成果共享”,強化測繪技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,推進“多測合一”項目信息化管理[1]。構(gòu)建信息化測繪業(yè)務(wù)管理體系,增強測繪地理信息公益性服務(wù)能力[2]。要求基礎(chǔ)測繪發(fā)揮“兩服務(wù)、兩支撐”作用,探索構(gòu)建“聯(lián)動更新、一庫多能、按需組裝”多源矢量數(shù)據(jù)融合更新機制,整合建設(shè)一體化服務(wù)平臺,提供集中統(tǒng)一、應(yīng)用豐富、方便快捷的地理信息服務(wù)[3]。

本文從采用集成方式建設(shè)“測繪成果管理系統(tǒng)”,滿足日常測繪業(yè)務(wù)的綜合服務(wù)、1∶500地形圖(即基礎(chǔ)地形圖,以下簡稱地形圖)的動態(tài)更新；采用“自動同步管道技術(shù)”等技術(shù),提高成果共享應(yīng)用的效率等方面,探索“測繪業(yè)務(wù)一體化技術(shù)體系”的建設(shè)。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

測繪業(yè)務(wù)一體化技術(shù)體系主要由三方面的軟件系統(tǒng)構(gòu)成:①測繪成果管理系統(tǒng),滿足地形圖動態(tài)更新修測、工程建設(shè)項目全生命周期“多測合一”[4]的測繪生產(chǎn)、預(yù)測繪、聯(lián)合測繪成果無紙化聯(lián)合審核等日常測繪業(yè)務(wù)一體化綜合服務(wù)需要[5-6]；②“自動同步管道技術(shù)”建設(shè)的測繪成果同步共享應(yīng)用系統(tǒng),滿足應(yīng)用成果的同步輸出,充分發(fā)揮“兩服務(wù)、兩支撐”作用；③一系列輔助工具軟件,含測繪成果加密軟件、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換軟件、自動縮編軟件、電子簽章軟件、計算機輔助設(shè)計(computer-aided design,CAD)應(yīng)用插件等,以配合主系統(tǒng),解決數(shù)據(jù)保密、方便應(yīng)用、簽章真?zhèn)舞b別等需要。體系構(gòu)架見圖1。

圖1 測繪業(yè)務(wù)一體化技術(shù)體系構(gòu)架

2 “測繪成果管理系統(tǒng)”建設(shè)特點

本系統(tǒng)面向市縣級測繪質(zhì)量管理部門應(yīng)用,要滿足生產(chǎn)端的需要,成果質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)管理的需要,還要滿足完全開放的測繪市場管理需要,更要方便對接共享應(yīng)用。因此,標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一、成果規(guī)格的統(tǒng)一、工作制度和流程的制定就非常重要,且體現(xiàn)在管理系統(tǒng)中,現(xiàn)將系統(tǒng)的特點敘述如下。

2.1 統(tǒng)一外業(yè)測量標(biāo)準(zhǔn)

以一測多用、避免重復(fù)測繪、多測合一、聯(lián)合測繪為目標(biāo),綜合各測繪業(yè)務(wù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),以目前國內(nèi)測繪規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)最高要求、最大基本地形圖比例尺,作為外業(yè)測量精度的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。核心要求為基礎(chǔ)地形圖比例尺為1∶500,各測繪業(yè)務(wù)地形要素修測的測量比例尺統(tǒng)一為1∶500,各測繪業(yè)務(wù)地形要素明顯地物點均以平面位置測量中誤差±5 cm,裝鋪地面高程注記點測量中誤差±7 cm。使各種測繪業(yè)務(wù)的地形要素都可滿足基礎(chǔ)地形圖動態(tài)更新的精度要求。開發(fā)了測繪企業(yè)監(jiān)管與服務(wù)網(wǎng),制定了測量技術(shù)要求和質(zhì)量扣分制度嵌入管理系統(tǒng),監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行和規(guī)范測繪市場人員行為,以保證成果質(zhì)量。

2.2 統(tǒng)一核心數(shù)據(jù)庫

建設(shè)地形、地籍、房產(chǎn)三庫合一,全域“一張圖”數(shù)據(jù)庫,以此為核心數(shù)據(jù)庫[7],便利各測繪業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的動態(tài)更新入庫和多尺度應(yīng)用成果的輸出。

2.3 統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)軟件平臺[8]

制定《1∶500—1∶2 000基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)規(guī)范》《三庫(地形、宗地和房產(chǎn))合一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》,將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)合法性監(jiān)理檢查嵌入生產(chǎn)軟件平臺。使生產(chǎn)的數(shù)據(jù)能很好地滿足數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)要求,監(jiān)理檢查通過后可一鍵入庫更新核心數(shù)據(jù)庫。

2.4 統(tǒng)一工作機制、流程

地形圖采用日常更新與年度更新相結(jié)合的機制[9],利用“日常審批收集的地形圖要素”“財政資金修測的地形圖要素”、不動產(chǎn)測繪成果對“一張圖”庫進行要素級的、實時的、動態(tài)的日常更新[10]。年度動態(tài)更新每年修測更新一輪,完成日常測繪業(yè)務(wù)未涉及的變化區(qū)域的更新修測,測繪一個圖斑及時更新一個,以保持核心數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性[11-12]。

“多測合一”業(yè)務(wù)流程規(guī)定,建設(shè)工程竣工“聯(lián)合測繪”及其他“非聯(lián)合測繪”所有測繪項目都必須先從“一張圖”數(shù)據(jù)庫下載測繪范圍內(nèi)的地形數(shù)據(jù)(流程第一步),在此基礎(chǔ)上做地形圖變更修測和其他測繪業(yè)務(wù)工作。

3 “測繪成果同步共享應(yīng)用系統(tǒng)”建設(shè)要點

采用“自動同步管道技術(shù)”,在核心庫“一張圖”基礎(chǔ)上輸出應(yīng)用成果,實現(xiàn)一測多用、聯(lián)動更新、多尺度地圖服務(wù)、及時便利提供應(yīng)用[13-15]。

3.1 不同成果數(shù)據(jù)庫同步管道更新

核心庫(如地形圖、不動產(chǎn)庫)動態(tài)更新后,為滿足應(yīng)用系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的高效性、穩(wěn)定性、現(xiàn)勢性的需求,自動同步出不同專題、不同坐標(biāo)系的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫,并對每庫自動同步派生出圖形文件格式(drawing,DWG)分幅圖、便攜式文檔格式(portable document format,PDF)分幅圖和服務(wù)發(fā)布緩存切片成果庫,形成動態(tài)更新的系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和成果庫。每日生產(chǎn)庫動態(tài)更新入庫后,晚上生產(chǎn)庫更新處于靜止?fàn)顟B(tài)時,以計劃任務(wù)形式,由服務(wù)器后臺每日定時自動增量同步更新到不同專題、不同坐標(biāo)系的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫和成果庫,保證各數(shù)據(jù)庫的及時同步。同步管道更新示意圖見圖2。

圖2 同步管道更新示意圖注：2000中國大地坐標(biāo)系(China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000),1984年世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)(World Geodetic System 1984,WGS-84),圖片文件格式(joint photo graphic experts group,JPG)。

3.2 庫對庫增量同步機制

數(shù)據(jù)庫中建立同步狀態(tài)表,記錄源庫和目標(biāo)庫每個現(xiàn)勢和歷史圖層在最后一次同步的最大對象標(biāo)識(OBJECTID)同步狀態(tài)表中各OBJECTID初值均為0。

每日同步時,先同步歷史圖層,把滿足“源庫.歷史圖層.OBJECTID>同步狀態(tài)表.源庫.歷史圖層.上次同步最大對象標(biāo)識(last SynMax OBJECTID,LSMID)”條件的記錄入庫到同步目標(biāo)庫,然后從目標(biāo)庫的歷史圖層檢索出滿足條件“目標(biāo)庫.歷史圖層.OBJECTID>同步狀態(tài)表.目標(biāo)庫.LSMID”條件的記錄的特色全球唯一的標(biāo)志符(feature GUID,FGUID)列表,形成目標(biāo)庫現(xiàn)勢圖層刪除記錄的條件值刪除特色全球唯一的標(biāo)志符(delfeature GUIDs,DFGUID),并使用條件“目標(biāo)庫.現(xiàn)勢圖層.FGUID In DFGUID”刪除目標(biāo)庫現(xiàn)勢圖層的記錄,完成刪除記錄的處理,最后再把源庫現(xiàn)勢圖層滿足條件“源庫.現(xiàn)勢圖層.OBJECTID>狀態(tài)表.現(xiàn)勢圖層.上次同步對象標(biāo)識(lastsyn OBJECTID,LSID)”的記錄入庫到目標(biāo)庫的現(xiàn)勢圖層,最后在狀態(tài)表中更新本次同步后源庫和目標(biāo)庫的現(xiàn)勢和歷史圖層的最大OBJECTID值,即完成一次同步工作。

如果是不同坐標(biāo)系的庫對庫同步,只需要在同步每一條記錄時,通過回調(diào)一個坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的腳本,先把待同步記錄的坐標(biāo)進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后,再寫入目標(biāo)庫?；卣{(diào)腳本見表1。

表1 回調(diào)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換腳本

3.3 庫對庫增量自動綜合同步機制

庫對庫自動綜合同步,主要實現(xiàn)地形圖庫更新后,把1∶500比例尺圖庫更新涉及的范圍內(nèi)數(shù)據(jù)自動綜合后替換1∶2 000比例尺圖庫相同范圍內(nèi)的數(shù)據(jù),同理實現(xiàn)1∶500到1∶2 000到1∶5 000的多尺度數(shù)據(jù)庫間的自動綜合同步。同步的處理過程如下:

(1)搜索當(dāng)天的所有源庫的已更新入庫的更新區(qū)域,逐個更新區(qū)域進行處理。

(2)用源庫更新區(qū)域到目標(biāo)庫下載數(shù)據(jù)到本地,根據(jù)下載到本地的數(shù)據(jù)求取最大外接多邊形,實現(xiàn)處理數(shù)據(jù)范圍的外擴,確保從源庫自動綜合后的對象的完整性,然后用該多邊形范圍從源庫下載數(shù)據(jù)到本地,作為自動綜合處理的源數(shù)據(jù)。

(3)針對從源庫下載的數(shù)據(jù),在本地執(zhí)行自動綜合處理,然后用源庫的更新區(qū)域做空間分析,刪除完全落在更新區(qū)域外的圖形,保留落在更新區(qū)域內(nèi)和與更新區(qū)域相交的圖形,作為更新目標(biāo)庫的更新數(shù)據(jù),直接更新到目標(biāo)庫,完成同步處理。

3.4 庫對分幅成果增量自動同步機制

庫對分幅圖的增量同步,主要實現(xiàn)核心數(shù)據(jù)庫或者同步數(shù)據(jù)庫更新后,自動把當(dāng)天所有更新區(qū)域范圍涉及的圖幅,重新實施一次數(shù)據(jù)下載和分幅成果圖的轉(zhuǎn)換輸出。同步的處理過程如下:

(1)搜索當(dāng)天所有源庫的已更新入庫的新區(qū)域,逐個更新區(qū)域進行處理。

(2)用更新區(qū)域范圍根據(jù)地圖比例尺自動計算范圍涉及的所有圖幅,然后逐圖幅下載源庫數(shù)據(jù)到本地,根據(jù)同步格式的要求輸出相應(yīng)格式的分幅成果圖覆蓋目標(biāo)庫原有的分幅數(shù)據(jù)。

3.5 庫對緩存切片增量自動同步機制

庫對緩存切片的增量同步,主要實現(xiàn)核心數(shù)據(jù)庫或者同步數(shù)據(jù)庫更新后,自動把當(dāng)天所有更新區(qū)域范圍涉及的緩存切片,重新執(zhí)行一次緩存切片的生成。同步的處理過程如下:

(1)搜索當(dāng)天的所有源庫的已更新入庫的新區(qū)域,逐個更新區(qū)域進行處理。

(2)調(diào)用緩存切片工具,把更新區(qū)域范圍對應(yīng)的各級比例尺緩存切片數(shù)據(jù)重新生成并覆蓋原有數(shù)據(jù)。

3.6 自動同步增量更新的質(zhì)量分析

自動同步增量更新采用要素級更新,軟件準(zhǔn)確識別“增丶刪丶改”要素進行更新,同一坐標(biāo)系的同步更新,誤差和錯誤率理論上為零,不同坐標(biāo)系之間同步增量更新誤差來源于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的誤差,理論上同步誤差和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差相同。實際工作中存在測繪人員有誤刪跨越更新范圍線外的線段,導(dǎo)致核心庫動態(tài)更新時線狀地物和面狀地物誤刪的情況,連帶同步庫更新的錯誤,順德區(qū)近3年統(tǒng)計誤刪的錯誤率在0.5%～2%之間,需采用核心庫更新后及時回放入庫效果,人工巡檢來消除。系統(tǒng)運行穩(wěn)定,但每年偶發(fā)1～2次停運,需人工定時檢查。

4 建設(shè)成果和運行效果

4.1 測繪成果管理系統(tǒng)

系統(tǒng)集成了測繪生產(chǎn)軟件、測繪成果審核軟件(動態(tài)更新系統(tǒng))、測繪生產(chǎn)外網(wǎng)辦公系統(tǒng)、測繪成果審批內(nèi)網(wǎng)辦公系統(tǒng)、測繪企業(yè)監(jiān)管與服務(wù)網(wǎng)、不動產(chǎn)取號系統(tǒng)、不動產(chǎn)預(yù)測繪成果管理系統(tǒng)、地形圖塊數(shù)據(jù)下載系統(tǒng)等。

(1)測繪生產(chǎn)軟件,滿足地形測量、工程測量(土方計算、管線測量等)、二三維一體化成圖、多測合一測量各階段測繪業(yè)務(wù)生產(chǎn)及成果的合規(guī)性機檢、成果資料自動PDF成簿。審核軟件和生產(chǎn)軟件是同一平臺上開發(fā)的,除生產(chǎn)軟件的功能外,可調(diào)用內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)的“一張圖”庫、航片衛(wèi)片等系統(tǒng)數(shù)據(jù)疊加比對,配置有完善的監(jiān)理檢查功能；數(shù)據(jù)審核通過后,可一鍵自動更新“一張圖”數(shù)據(jù)庫。

(2)測繪成果管理系統(tǒng)的內(nèi)外網(wǎng)辦公系統(tǒng)(圖3),解決測繪生產(chǎn)項目登記、底圖申請、成果上傳、數(shù)據(jù)質(zhì)檢、成果審核、電子簽章及無紙化辦公、歸檔入庫。實現(xiàn)了測繪成果的無紙化網(wǎng)上審核,避免了測繪生產(chǎn)單位送、取資料來回跑的麻煩。

(a)外網(wǎng)生產(chǎn)管理辦公系統(tǒng)

(3)測繪企業(yè)監(jiān)管與服務(wù)網(wǎng),滿足管理制度、規(guī)定、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的公布,測繪生產(chǎn)企業(yè)資質(zhì)、人員、設(shè)備及信用的登記和發(fā)布,測繪成果質(zhì)量扣分、加分情況、處罰情況的公告等。系統(tǒng)和測繪成果管理系統(tǒng)信息互通,對從業(yè)單位和人員進行管理。

(4)動態(tài)更新系統(tǒng)使“一張圖”庫每天實時更新,不動產(chǎn)測繪項目的現(xiàn)狀地形、宗地界線(地)、樓(幢)、層、戶數(shù)據(jù)一并入庫,滿足房地合一的落宗要求,實現(xiàn)了和不動產(chǎn)登記系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通,如圖3所示。

(5)不動產(chǎn)預(yù)測繪成果管理系統(tǒng),實現(xiàn)預(yù)測繪成果的網(wǎng)上自動檢查入庫和入庫回執(zhí)推送,實現(xiàn)了和預(yù)售系統(tǒng)、預(yù)告系統(tǒng)、登記系統(tǒng)、測繪成果管理系統(tǒng)的互通。取號系統(tǒng)實現(xiàn)不動產(chǎn)測繪的網(wǎng)上自動取號。圖塊數(shù)據(jù)下載系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)圖塊的網(wǎng)上自動下載。

4.2 “自動同步管道技術(shù)”助力共享成果格式、共享方式的多樣性

“自動同步管道技術(shù)”實現(xiàn)地形圖11級圖形切片輸出和DWG格式分幅圖輸出處理。更新的內(nèi)容,當(dāng)夜處理、加密完畢,第二天上班前提供使用。共享成果有:

(1)生產(chǎn)單位在測繪業(yè)務(wù)作業(yè)前可從地形圖庫中,網(wǎng)上下載工作范圍的地形圖數(shù)據(jù),作為測繪工作底圖。

(2)通過CAD插件將加密的地形圖DWG格式的分幅圖,共享給區(qū)、鎮(zhèn)兩級政府職能部門和公共服務(wù)企事業(yè)單位使用,分級切片成果在政府內(nèi)網(wǎng)時空信息云平臺共享使用。

(3)向社會離線提供加密地形圖DWG格式的分幅圖數(shù)據(jù)。

(4)網(wǎng)上與各系統(tǒng)平臺間共享,如使用大戶供水、供汽、電訊、公安等部門采用協(xié)議方式授權(quán)網(wǎng)上加密共享使用。

(5)DWG、PDF等多種數(shù)據(jù)格式的工程測量、不動產(chǎn)測繪、“多測合一”“聯(lián)合測繪”的圖件簿冊成果,線上共享給政府職能部門,同步不動產(chǎn)登記系統(tǒng)、云平臺等。

4.3 自動縮編

采用數(shù)字地圖多尺度表達與自動綜合技術(shù),動態(tài)符號化技術(shù),建設(shè)了1∶2 000地形圖自動縮編功能模塊,利用1∶500地形圖實現(xiàn)自動縮編成1∶2 000地形圖。

4.4 及時動態(tài)更新的測繪成果更好地發(fā)揮了“兩服務(wù)、兩支撐”作用

順德區(qū)為例,地形圖得到及時更新,現(xiàn)勢性好、精度高,成果廣泛應(yīng)用。全區(qū)806 km2,離線在線提供地形圖每年在26～29萬幅,在線注冊共享8 702人、對接系統(tǒng)53個。共享應(yīng)用支持“橫向到邊,縱向到底”,覆蓋全區(qū)各部門,對接各職能局應(yīng)用系統(tǒng),上承省市,下接鎮(zhèn)街村居。共享應(yīng)用情況見表2(數(shù)據(jù)來源于順德區(qū)測繪地理信息中心年終總結(jié))。

表2 近3年順德地形圖數(shù)據(jù)共享應(yīng)用情況

5 結(jié)束語

(1)本文的“測繪業(yè)務(wù)一體化技術(shù)體系”集成各測繪業(yè)務(wù)外業(yè)測量、預(yù)測繪,成果網(wǎng)上傳輸、無紙化審批、歸檔入庫,各種共享應(yīng)用成果同步輸出、加密、自動縮編等功能,可滿足當(dāng)前市縣級測繪成果管理部門的需要。其中:動態(tài)更新系統(tǒng)用“日常審批收集的地形圖要素”和“財政資金修測的地形圖要素”對地形圖進行要素級更新,能較好地保持地形圖的現(xiàn)勢性。用自動同步管道技術(shù),由每日動態(tài)更新的核心數(shù)據(jù)庫,每天根據(jù)當(dāng)天的變化量,自動增量同步多種格式、坐標(biāo)系的成果文件,實現(xiàn)了測繪成果及時共享發(fā)布。共享應(yīng)用工具軟件CAD插件和地形圖加密軟件的配合運用,極大地方便用戶線上使用。

(2)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)合法性監(jiān)理檢查,有多報錯誤,識錯不精準(zhǔn),需要人工甄別；測繪人員誤刪跨越更新范圍線外的線段,導(dǎo)致誤刪長線狀、面狀地物的線狀要素,需要人工巡檢消除；自動同步增量更新偶發(fā)系統(tǒng)停止工作,需專人每天查檢。智能化需進一步優(yōu)化。