宁夏地理空间框架数据更新探讨

张海中，池淑文

（1.宁夏国土测绘院，宁夏 银川 750021；2.宁夏国土资源地理信息中心，宁夏 银川 750021）

在技术能力有限的时代建立的更新工艺流程，处理节点众多，效率低下；新的测图技术已经得到广泛应用，数据获取能力大幅提升，对应的数据处理能力却相对落后。随着地图服务应用的爆发式增长，现有的DLG空间数据库更新能力明显不足，难以满足地图应用对数据现势性的要求。由于数据生产方式的限制，传统数据更新技术难以实现对历史版本的精细化管理，无法精确定位某个时期，哪些要素发生了变化，大量未发生变化的数据也一并作为历史版本冗余存储。

1 数据更新模式

1）应急更新。在突发事件或应急情况下，采取多种技术手段与方式，快速获取事件发生地点或相关区域的航空航天影像数据、地面实测数据以及相关专题数据，提取变化信息并更新公共地理框架数据，及时向平台用户提供最新信息服务，满足应急救灾与风险管理需求。

2）定期更新。依托基础测绘定期更新机制，对平台公共地理框架数据进行定期更新。

3）利用共建共享单位提供的权威数据资源进行更新。例如，交通部门提供最新的交通路网信息，民政部门提供最新的行政区划信息等，测绘部门利用上述权威数据更新公共地理框架数据中的相应内容。

4）联动更新。平台在自治区、市（县）两级节点分别部署不同尺度的公共地理框架数据。但是，各节点的框架数据更新时间不一致，有必要建立不同尺度框架数据的联动更新。当市县级框架数据更新后，可以联动更新全区框架数据。

2 数据更新技术手段

简化DLG空间数据更新工艺流程，提高空间数据更新生产响应速度与更新管理水平，缩短更新周期，是现行条件下进行数据更新的目标。为此，制定以下3条规则：

1）基于现有的生产网络条件与硬件条件，规划快速更新生产环境；

2）快速定制更新数据生产标准，基于数据标准实施数据生产，提高数据成果的质量；

3）提供软件工具平台，覆盖更新数据汇集、格式转换、更新生产环境架设、更新生产任务布置与实施、成果快速发布与信息检索全过程。

空间数据库快速更新共分为7个阶段：

1）外部数据转换与分类。获取应急设备采集的外部数据，获取从共建共享单位交换而来的高现势性专题数据，获取应用于基础库更新的现势性数据，并对上述数据进行格式转换，坐标转换与数据结构转换。

2）数据检查与修复。对已经符合空间数据库Schema的数据进行检查，消除不符合入库要求的数据内容，完成更新数据的标准化。

3）更新数据实体对象化。将完成标准化后的数据与地理语义之间建立关系，并使用地理语义标签（地理实体编码）对数据实体进行标记（可选），默认的对象化标签即空间数据所在图层与对应的OID。

4）更新数据实体关联关系构建。完成对象化标签的定义后，即可根据这个标签完成更新前后数据实体之间的关系构建（替换与被替换的数据实体），指定替换关系（是完全替换还是融合）。

5）数据更新融合与替换。在完成上述匹配工作后，即可进行数据更新的操作，包括数据实体之间的数据融合与替换。

6）执行局部数据切片。完成空间数据库中的数据替换后，利用这些更新信息，对瓦片数据库中对应的数据进行重新切片，并完成瓦片数据集中对应瓦片对象的替换工作。

7）发布更新元数据信息。完成了瓦片数据的更新后，将此更新信息与瓦片数据一起发布到外网，完成公共地理框架数据的更新过程。

空间数据库更新工艺流程中已经描述了数据更新总体数据流与处理阶段，在工艺流程的基础上使用任务的方式来组织和管理数据更新过程的并行与串行。

在“横向上”业务过程被分为数据准备阶段、空间数据库更新与任务管理、瓦片数据库更新；在“纵向上”软件功能模块可分为数据汇集与处理、更新任务管理、数据更新操作、更新元数据发布与浏览等。

1）数据汇集与处理模块。在数据准备阶段完成数据传输（外部数据、内部数据）、数据转换、数据检查与处理、数据归类存档；在空间数据库更新与任务管理阶段完成数据实体的对象化处理（与地理语义建立联系）、更新数据实体之间建立关联关系；在瓦片数据更新阶段根据更新业务元信息进行局部瓦片切图。

2）更新任务管理模块。在空间数据库更新与任务管理阶段完成数据库更新任务的创建、任务的分派、瓦片更新任务的创建。

3）数据更新操作模块。在空间数据库更新与任务管理阶段完成数据实体的融合与更新替换过程，即实现区域更新时接边处要素的自动融合与要素级更新时的数据融合与更新替换工作；在瓦片数据更新阶段完成瓦片对象的更新替换工作。上述的更新替换都具备历史版本保存与回溯能力。

4）更新元数据发布与浏览模块。在瓦片数据更新阶段完成本次数据更新描述信息的发布与更新后的瓦片数据的浏览。

3 数据更新的软件环境建设

主要包括资源数据库建设（扩展现有数据库结构）、数据服务建设（与现有数据服务架构集成）、应用系统与工具建设（开发数据更新管理系统）。

资源数据库建设。通过系统提供的工具完成DLG、DEM、DOM与瓦片数据库的库体模型创建与数据录入。与此同时，通过系统功能完成生产业务数据库、成果归档数据、地理实体数据库、实体关系数据库的运维。

数据服务建设。利用已有框架产品搭建文件传输服务、数据库访问服务与Web数据发布服务，完成将外部资源和系统数据库资源载入到软件模块内部以及将系统数据库资源输出到外部系统。

应用系统与工具建设。主要用于提供系统功能，包括文件数据传输、数据格式与坐标转换、数据结构转换、外来数据标准化与内部数据质量检查与处理、辅助数据库构建与运维管理、数据实体对象化与数据实体关联、数据更新生产任务定制、划分、分派与状态跟踪、数据融合与更新操作、瓦片缓存数据生产、空间数据与元数据浏览、查询及更新元数据对外发布。

1）能够基于已经建成的矢量数据资源库（DLG）构建历史版本数据集，构建支持协同更新编辑功能的辅助库，可以实现多人协同在线/离线数据更新编辑，实现要素级的数据更新与历史版本回溯。

2）在地理信息资源数据管理体系中，为了解决已经发布的地图快速更新的问题，我们完成了相关技术路线的串通。通过互联网或者手持移动终端对更新范围进行标绘，在服务端接收更新任务，通过协同更新工具，完成对地理空间数据源的更新后，实时地完成瓦片数据的更新，并能够将更新结果通过互联网地图进行表达。

3）地理信息资源数据管理体系支持多种模式数据更新方式，以图幅为单位批量数据更新与传统数据生产接轨，同时支持业务化运行的联动更新任务管理，进而将更新业务拓展到要素级更新模式中。从不同资源节点交换而来的更新数据又可以成为以图幅为单位的批量更新的依据。

4）能够提供基于空间数据库的带库更新方式，多个作业员在编辑环境中直接连接目标数据库，进行数据更新修编，系统主动提示冲突要素，由作业员有选择地进行确认，解决冲突，完成编辑过程；提供ArcGIS编辑平台的协同数据更新编辑插件工具，在作业员熟悉的采编环境中完成要素级数据更新过程。

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