数据库增量更新技术在基础测绘数据更新上的应用

张叶春欧阳晓

(江苏省测绘工程院,江苏 南京210013)

0 引 言

基础测绘是建立和维护全国统一的测绘基准和测绘系统,进行航天航空影像获取,建立和更新维护基础地理信息数据库,提供测绘地理信息应用服务等的基础。基础地理信息数据是国家空间数据基础设施的重要组成部分[1]。2017年新颁布实施的《中华人民共和国测绘法》明确了基础测绘在测绘地理信息行业中的地位和其服务于国民经济的公益性事业定位[2]。

“十三五”基础测绘为数据库建设和基础测绘数据生产提出了新要求。传统的基础测绘更新模式是基于图幅进行的全量更新[3],存在一些弊端,如每次更新都是另起炉灶,造成数据冗余且相邻两次更新的数据没有相互联系,无法查看数据的历史演变状况;另外由于时间基准不统一,外业作业平台分散,造成了一定程度的更新障碍。因此,不能从根本上加快基础测绘的更新速度。

基于数据库的增量更新技术是一种解决地理信息数据历次更新演变缺乏动态追踪的技术。尤其在基础测绘数据更新上,解决了其数据生产更新的连贯性问题,通过挖掘历次更新数据的状态,发现人类活动的潜在规律,更有益于制定土地利用规划,有效指导国民经济活动。

本文从基础测绘数据更新的角度出发,通过基础测绘数据更新在数据库管理系统中应用的实例,探讨了基于时空数据模型的数据库增量更新方法在基础测绘数据更新上的应用,分析了该方法的优势及后续工作重点。

1 基于时空数据模型的数据库增量更新技术

时空数据模型包含现势数据集和增量更新数据集,每个数据集内包含数据标准中的所有图层。现势数据集存储数据的现势形态,增量更新数据集存储数据的编辑更新信息,包括增加、删除和修改。对于每一次变化,增量更新数据集仅记录变化的增量,因此数据冗余少,能充分表达地物的变化,且时空数据模型支持多次更新,所以每个数据版本可以重复使用。

基于时空数据模型,数据库更新通过在初期建库时用F_IMPORTTIME记录对象的入库时间,用唯一标识码(F_GUID)对要素进行唯一性认定。在后续数据持续更新过程中,一方面严格约束待更新数据统一由数据库提供,另一方面约束更新平台能够对更新要素的更新时间以及唯一标识码等进行实时维护。更新入库过程中,以更新包的方式与库中原有区域数据进行变化检测及增量入库,从而实现了数据库的增量更新。

基于时空数据模型的地理信息生产数据库在增量更新技术支撑下,能够按照时间节点对数据集进行查询,对比数据在不同时间点的变化情况,实现对不同时期数据的查询、统计与分析,为地理信息数据的变化发现与监测提供依据。

增量更新是指将编辑完成后的入库数据与数据库中已有相应数据进行要素级别比对,抽取增加、修改、删除的要素,提取增量更新信息并提交到增量更新数据集中,从而实现更新的技术。

更新任务数据自生产数据库管理系统中继承GW_OBJECTCID、GW_SUBTYPE、GW_AREA、GW_GUID、GW_UPDATE_TIME 和 GW_UPDATE_TYPE六个固有属性字段,用来记录原始数据信息和实时数据更新状态、面积、地物类编码等。其中,GW_UPDATE_TYPE用来实时记录数据更新状态。在数据更新过程中会随实际情况记录“增加”、“图形修改”、“属性修改”、“图属均修改”等状态。待数据更新完毕,入库前通过“更新信息转换”把GW_UPDATE_TYPE最终状态值根据对应关系记录到STACOD字段中。GW_GUID记录从生产数据库管理系统中继承的全球唯一码。该值默认转存在F_GUID字段中,在后期接边中与入库过程中和STACOD字段值共同作为数据是否变化以及如何变化的判断依据。

2 应用实例

选取徐州市、邳州市共计4幅标准分幅数据作为实验数据,更新单元采用行政区划、道路等要素进行划分,采用区域级更新、图幅级更新两种方式进行实验(图1)。

图1 更新工程区域示意图

2.1 更新流程

基于数据库管理系统的基础测绘更新方法与传统方法最大的不同为:前者在更新前必须数据入库,更新任务的数据也必须从数据库下发,并从数据库中继承全球唯一码(F_GUID)作为与原始数据对比时要素发生变化和如何变化的判断依据。基于数据库管理系统的基础测绘更新工作流程[1]如下所示(图2)。

2.2 更新成果分析

数据采编后,在入库检测过程中产生更新包,更新包提交回数据库管理系统中后,对比查看更新后的数据和更新之前的数据,被更新的要素会在界面上高亮显示(图3-5)。

图2 更新流程图

图3 原始数据

图4 增量数据

从图3-5中可以看出,基于地理要素数据库的增量更新方式实现了数据库管理系统与生产更新平台之间的双向衔接,不仅提高了生产更新效率,还支持数据版本的管理与回溯,并且在此过程中最大限度地避免了数据冗余的产生。

3 结 语

(1)传统的基础测绘更新模式是全覆盖更新,数据更新造成了数据的冗余且相邻两次更新的数据没有相互间联系,无法查看数据的历史演变状况,并且不能从根本上提高基础测绘更新速度和使用效果。

图5 叠加效果图

(2)基于时空数据模型的数据库增量更新技术解决了数据的下载、采编过程衔接和数据保密管理等问题,同时为数据生产和数据管理提供双向对接创造了条件,大大提高了生产效率。

(3)数据库增量更新技术是一种基于数据库管理系统的解决地理信息数据历次更新缺乏内在连贯性的方法,能够有效解决更新数据的冗余,为充分挖掘地表人类活动的内在关联性提供科学依据,也为基础测绘成果拓宽使用提供了更多可能。