城市測繪地理信息檔案多源數(shù)據(jù)融合能力評估指標及方法

張瑩瑩

（西安市勘察測繪院，陜西 西安 710054）

1 引言

伴隨著中國測繪技術水平步入國際領先水平行列，城市測繪地理信息數(shù)據(jù)的應用逐漸廣泛，對國家基礎設施建設和民生保障等工作起到了重要的作用。城市測繪地理信息檔案資源建設工作引起各級部門的高度重視，尤其是計算機技術的日益成熟以及大數(shù)據(jù)時代背景下數(shù)字化建設平臺的日益完善，既給城市測繪地理信息技術檔案資源建設提供了便利的條件，也增加了工作難度。城市測繪地理信息是國務院認定的促進國家大數(shù)據(jù)發(fā)展行動中基礎設施建設的重要內(nèi)容[1]。近年來，各地城市測繪地理信息管理部門已經(jīng)在測繪領域積累了與城市規(guī)劃、建設、管理等相關的大量基礎地理信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在各級政府部門政策研究、應急響應、基礎設施建設、規(guī)劃發(fā)展等環(huán)節(jié)起到了重要的作用[2-5]，但存在數(shù)據(jù)體量大、管理難、深度挖掘技術落后、數(shù)據(jù)可視化水平較低的問題，城市地理信息數(shù)據(jù)的潛力未能得到有效開發(fā)。研究基于城市測繪地理信息檔案的工作內(nèi)容及特征，探討多源數(shù)據(jù)融合能力在檔案信息管理中的應用，以此為理論基礎構建可評估地理信息單位在城市測繪地理信息檔案建設中多源數(shù)據(jù)融合能力的綜合評估指標體系，并提出適用的評估方法，獲得的評估結果有助于各級單位及時調(diào)整和優(yōu)化數(shù)據(jù)融合能力，實現(xiàn)城市測繪地理信息檔案更好地為國民經(jīng)濟和社會進步服務。

2 城市測繪地理信息檔案多源數(shù)據(jù)融合基礎理論

2.1 城市測繪地理信息檔案內(nèi)容及特征

城市測繪地理信息檔案是指城市測繪地理信息技術主管部門及檔案管理部門在測繪生產(chǎn)過程中基于城市建設等活動形成的建檔保存的各類技術文件、標準規(guī)范、基礎數(shù)據(jù)、計算數(shù)據(jù)、測繪成果、航空照片、衛(wèi)星照片、圖紙圖表等。根據(jù)原國家測繪地理信息局與國家檔案局2015年聯(lián)合發(fā)布的《測繪地理信息檔案業(yè)務規(guī)定》中指出的共計14類信息，涵蓋了航空航天、大地測量等。目前城市測繪地理信息檔案按檔案形成階段可以分為管理類檔案、技術類檔案、成果類檔案，信息檔案的形式主要以文字、數(shù)據(jù)、圖標、電子文件、數(shù)據(jù)庫等為主。隨著我國城市建設速度加快，城市測繪地理信息檔案資源呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)體量大、數(shù)據(jù)類型多、利用率不平衡等多種特征。

針對城市測繪地理信息數(shù)據(jù)量大的特點，分析其發(fā)展背景發(fā)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)及檔案資源都是與城市建設、人類居住生活、基礎設施、城市現(xiàn)代化等領域緊密相關的，因此呈現(xiàn)數(shù)據(jù)體量較大的特點。尤其近年來伴隨著信息技術手段的不斷完善和提升，以及現(xiàn)代化測繪技術的普及，人類發(fā)展與自然資源及城市建設的協(xié)同程度逐步提升，導致與城市測繪地理信息建設相關的數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)渠道更加豐富和多元化。

城市測繪地理信息檔案資源中的數(shù)據(jù)類型，既包括文字與圖片表格等形式，還包括不同數(shù)據(jù)庫、不同來源的大量基礎數(shù)據(jù)，以及音像等特殊形式。城市測繪地理信息的數(shù)據(jù)涉及了城建、航空航天、應急保障、水下測量、在建工程、不動產(chǎn)測量、地圖繪制等專業(yè)領域，應用領域包括了地圖維護、信息監(jiān)測、科學研究等方面，因此對于數(shù)據(jù)融合的需求更高。

近年來城市地理測繪信息技術得到了國家的政策扶持并飛速發(fā)展。尤其是在城市基礎設施建設和城市應急保障領域，數(shù)據(jù)的融合和協(xié)同應用起到了重要的作用。

2.2 多源數(shù)據(jù)融合在城市測繪地理信息管理中的應用

多源數(shù)據(jù)融合技術是指在專業(yè)數(shù)據(jù)收集過程中通過計算機科學、大數(shù)據(jù)平臺、數(shù)據(jù)挖掘與處理等手段將與研究領域相關的信息全部綜合到一起獲得統(tǒng)一的信息。多源數(shù)據(jù)融合技術的關鍵是將不同類別、不同類型、不同來源的數(shù)據(jù)進行綜合并使其形式統(tǒng)一，將多種來源的數(shù)據(jù)用豐富、多元的形式呈現(xiàn)給有需求的單位。本節(jié)將多源數(shù)據(jù)融合技術在城市測繪地理信息管理中的應用方式進行介紹。

第一，原始數(shù)據(jù)積累。在計算機技術和數(shù)據(jù)獲取能力較弱的時期，傳統(tǒng)城市測繪地理信息數(shù)據(jù)主要依靠測繪生產(chǎn)部門在日常工作中收集的現(xiàn)實資料和信息為主，這種獲取數(shù)據(jù)的方式消耗極大的人力和物力，并且數(shù)據(jù)后期需要手動錄入或人工整理，令數(shù)據(jù)的精確度和完整性大打折扣。而多源數(shù)據(jù)融合發(fā)展下，可以借助大數(shù)據(jù)平臺和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，在不同類型和主題的網(wǎng)絡平臺搜集與城市地理信息相關的有價值的信息和數(shù)據(jù)，以此作為城市測繪地理信息檔案的擴充，更加豐富城市地理測繪信息原始數(shù)據(jù)積累的途徑。

第二，數(shù)據(jù)挖掘?；诔鞘袦y繪技術不斷更新，獲取了更豐富、形式更加多元化的地理信息技術，加之在多源數(shù)據(jù)融合技術推動下城市地理信息原始數(shù)據(jù)的積累方式也更多樣化，所以逐漸出現(xiàn)城市測繪地理信息數(shù)據(jù)內(nèi)容復雜性和龐大體量的特征。基礎數(shù)據(jù)的豐富如果不能有效的轉化為城市發(fā)展各行業(yè)需要的數(shù)據(jù)，那么收集基礎數(shù)據(jù)也失去了意義。然而如果僅依靠人工來對大量的基礎數(shù)據(jù)進行挖掘和利用的話，又存在效率低下、誤差較大、投入資金較多的問題。多源數(shù)據(jù)融合技術有助于城市測繪地理信息基礎數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)挖掘分析，可以將基礎數(shù)據(jù)經(jīng)過分析、整理、開發(fā)和利用后有效地提升原始數(shù)據(jù)的應用廣泛性。

第三，數(shù)據(jù)自動更新儲存。目前對于城市測繪地理信息檔案部門而言，原始數(shù)據(jù)及加工處理過的數(shù)據(jù)在存儲方面仍然是檔案管理部門工作中的重中之重。檔案管理的工作繁瑣和儲存風險，是該領域內(nèi)的難題之一。多源數(shù)據(jù)融合技術對城市測繪地理信息的數(shù)據(jù)整合高效化和分類入庫智能化的實現(xiàn)有顯著作用；此外部分城市測繪地理信息檔案能夠實現(xiàn)云存儲和自動更新功能，便于垂直部門在數(shù)據(jù)管理方面的協(xié)同化管理和入庫，減少部門間交叉重復工作。

3 城市測繪地理信息檔案資源建設多源數(shù)據(jù)融合能力評估

基于第二章節(jié)闡述的城市測繪地理信息檔案多源數(shù)據(jù)融合基礎理論體系，結合多源數(shù)據(jù)融合在信息檔案管理工作中的應用，就城市測繪地理信息檔案資源建設單位在基礎數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)挖掘分析、數(shù)據(jù)儲存共享3方面的能力構建綜合評估指標體系，采用層次分析法為指標賦權，可有效對各級單位的信息檔案建設過程中多源數(shù)據(jù)融合的能力進行分析，及時掌握建設短板，優(yōu)化發(fā)展策略。

3.1 多源數(shù)據(jù)融合能力評估指標體系

在建立城市測繪地理信息檔案多源數(shù)據(jù)融合能力評估工作時，選取基礎數(shù)據(jù)獲取能力、數(shù)據(jù)挖掘分析能力、數(shù)據(jù)儲存共享能力3個指標作為一級指標，并結合城市測繪地理信息檔案資源現(xiàn)代化建設要求和標準，以及多省市建設多源數(shù)據(jù)融合平臺的工作方向，選取9個二級指標細化城市測繪地理信息檔案資源建設過程中基礎數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)挖掘分析、數(shù)據(jù)儲存共享3方面的能力評估，依托基礎理論研究和各地數(shù)據(jù)資源建設經(jīng)驗，構建的多源數(shù)據(jù)融合能力評估指標體系，詳見表1。

評估城市測繪地理信息檔案基礎數(shù)據(jù)獲取能力的3個二級指標依次為歷史數(shù)據(jù)完善程度、地理信息檔案資源平臺建設水平、數(shù)據(jù)來源多樣化程度。各指標含義如下：

表1 城市測繪地理信息檔案資源建設多源融合能力評估指標體系

P11：歷史數(shù)據(jù)完善程度，代表城市測繪地理信息中前十年數(shù)據(jù)完整程度；

P12：地理信息檔案資源平臺建設水平，代表城市測繪地理信息檔案資源平臺建設現(xiàn)代化、智慧化水平；

P13：數(shù)據(jù)來源多樣化程度，城市測繪地理信息檔案基礎數(shù)據(jù)獲得的渠道，主要考慮統(tǒng)計年鑒、各機構官方網(wǎng)站數(shù)據(jù)、各科研機構統(tǒng)計數(shù)據(jù)、其他網(wǎng)絡數(shù)據(jù)等多方渠道的數(shù)據(jù)獲取情況。

評估城市測繪地理信息檔案建設平臺數(shù)據(jù)挖據(jù)分析能力的3個二級指標依次為城市地理信息數(shù)據(jù)挖掘能力、城市地理信息數(shù)據(jù)分析能力、知識圖譜應用率。各指標含義如下：

P21：城市地理信息數(shù)據(jù)挖掘能力，城市測繪地理信息檔案建設單位對數(shù)據(jù)庫中海量數(shù)據(jù)中進行探究、收集、獲取的能力；

P22：城市地理信息數(shù)據(jù)分析能力，城市測繪地理信息檔案建設單位對所獲取的數(shù)據(jù)通過人工智能、機器學習、傳統(tǒng)統(tǒng)計學及模型等工具進行梳理、整合、運用的能力；

P23：知識圖譜應用率：城市測繪地理信息檔案建設單位對地理信息數(shù)據(jù)及技術用節(jié)點和關系構建知識圖譜并將其運用到檔案管理工作的轉化率。

評估城市測繪地理信息檔案數(shù)據(jù)儲存共享能力的3個二級指標依次為城市地理信息數(shù)據(jù)儲存功能、城市地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新功能、城市地理信息數(shù)據(jù)共享能力。各指標含義如下：

P31：城市地理信息數(shù)據(jù)存儲功能，代表城市測繪地理信息檔案建設平臺對所獲取的城市地理信息數(shù)據(jù)儲存工作的安全性、時效性等工作能力；

P32：城市地理信息數(shù)據(jù)動態(tài)更新功能，代表城市測繪地理信息檔案建設平臺對所獲取的城市地理信息數(shù)據(jù)在所建設平臺上分公開、半公開、內(nèi)部可見的動態(tài)更新時效性和精準性；

P33：城市地理信息數(shù)據(jù)共享能力，代表城市測繪地理信息檔案建設平臺與所在省市級單位、原國家測繪地理信息局、其他相關聯(lián)機構或單位之間進行數(shù)據(jù)共享及應用的能力。

3.2 多源數(shù)據(jù)融合能力評估工作流程

城市測繪地理信息檔案資源建設多源數(shù)據(jù)融合能力的評估工作采用專家打分法、李克特量表、層次分析法逐步展開。對評估單位的多源數(shù)據(jù)融合能力評估指標體系中二級指標的分值可通過專家打分法及李克特量表獲取。李克特量表常用于構建各類型調(diào)查問卷時使用，屬于評分加總式量表最常見的一種。在評分過程中通過邀請上級主管部門、同級別兄弟單位、區(qū)域內(nèi)測繪地理信息業(yè)務交叉部門的多方專家，以回答李克特量表問卷的形式對被評估單位的二級評估指標進行打分，可采用十級李克特量表構建多源數(shù)據(jù)融合能力評估問卷，將各指標獲得的專家評分均值作為二級指標的評估值。

在獲取城市測繪地理信息檔案資源建設多源數(shù)據(jù)融合能力評估指標體系9項二級評估指標分值的基礎上，還需通過層次分析法確定一級指標、二級指標的權重。層次分析法是指將于決策總是相關的各元素分解為目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法。層次分析法在運籌學、定量、定性分析中應用非常廣泛。首先通過各指標之間的兩兩比較構成判斷矩陣表，再經(jīng)過一致性檢驗后確定各項指標的具體權重。經(jīng)過對基礎數(shù)據(jù)獲取能力、數(shù)據(jù)挖掘分析能力、數(shù)據(jù)儲存共享能力的判斷矩陣表，確定3個一級指標的權重依次為0.426、0.283、0.291；9個二級指標的權重依次為0.181 5、0.120 6、0.124 0、0.120 6、0.080 1、0.082 4、0.124 0、0.082 4、0.084 7。

將專家打分結果處理后的二級指標平均值與對應的權重加權求和，獲得各項一級指標評分值，再次加權求和后獲得被評估單位多源數(shù)據(jù)融合能力評估結果。根據(jù)等級劃分標準的相關研究和國際慣例，將城市測繪地理信息檔案資源建設多源數(shù)據(jù)融合能力劃分為優(yōu)秀、良好、中等、合格、不合格5個等級對應的分數(shù)區(qū)間為[10，9）、[9，8）、[8，7）、[7，6）、[6，0），見表2。。

表2 城市測繪地理信息檔案資源建設多源數(shù)據(jù)融合能力等級劃分標準

3.3 多源數(shù)據(jù)融合能力評估總結

城市測繪地理信息檔案多源數(shù)據(jù)融合能力評估工作的開展有利于各級單位對資源建設中多源數(shù)據(jù)挖掘、分析、儲存的能力有清晰的定量分析結果，有利于被評估單位在建設城市測繪地理信息檔案現(xiàn)代化數(shù)據(jù)庫的過程中及時了解工作的不足和滯后性，根據(jù)評估結果及時進行相應的調(diào)整和提升策略。

評估總結工作還可將測繪地理信息管理上級主管部門、同級別兄弟單位、測繪地理信息業(yè)務交叉部門3個方面打分單獨統(tǒng)計進行評估，將不同打分主體單位的評估結果進行橫向對比，了解被評估單位在多源數(shù)據(jù)融合能力建設過程中的具體不足和出現(xiàn)的領域，并針對相應的缺陷進行技術交流和業(yè)務學習，解決城市測繪地理信息檔案建設工作中現(xiàn)代化滯后、智慧化不足的問題。

4 小結

綜上所述，多源數(shù)據(jù)融合能力在城市測繪地理信息檔案資源建設現(xiàn)代化建設中起到關鍵的作用，對于提升城市測繪地理信息業(yè)務檔案的管理智能化和成果運用多元化效果顯著。研究注重依托城市測繪地理信息檔案多源數(shù)據(jù)融合能力的基礎理論構建評估指標體系，并采用定量分析進行能力評估，有助于各級單位及時關注多源數(shù)據(jù)融合技術的應用，可大幅提升地理信息單位在城市地理信息數(shù)據(jù)收集、挖掘分析、存儲共享等方面功能的實現(xiàn)，真正達到地理信息檔案管理工作從實體管理向知識管理的轉變，具有重要的現(xiàn)實意義。在未來研究中，可根據(jù)相關單位的具體工作進行實例分析，將所研究的評估指標體系和方法付諸實踐。