省级基础测绘DLG产品增量更新思路及技术流程探讨

张宝安，万旭东，石玉华

(1.甘肃省地图院，甘肃 兰州 730000；2.北京吉威时代软件股份有限公司，北京 100043)

目前国内省级基础测绘产品中数字线划图(DLG)的更新基本都采用全量更新模式，存在更新效率低和更新不连贯等问题，历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。如何更好的解决数据库的数据冗余及更新效率问题，以满足测绘地理信息数据用户对现势性的需求[1]，是目前省级基础测绘面临的瓶颈。

1 数字线划图(DLG)主要内容及成果形式

甘肃省现阶段省级基础测绘产品的主要形式仍然以1：10 0004D产品为主，其中，DLG产品是生产流程最复杂、需求量最大的产品[2]。目前甘肃省1：10 000DLG产品以点、线、面要素分层、MDB格式存储上交，包含定位基础、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质、地名及注记等九大类38个数据层，数据层内容定义见表1[3]。

表1数据分类分层

2 研究目标及内容

甘肃省省级基础测绘增量更新总体建设目标是通过增量更新技术，提升省级基础测绘数字线划图更新生产效率，实现更新状态的实时记录，解决历次更新缺乏内在连贯性以及更新数据冗余等问题。主要建设内容包括以下几点：

(1)设计面向省级基础测绘1：5 000、1：10 000数字线划图的增量更新模型，覆盖所有更新类型和场景，满足新时期增量更新业务需求；

(2)设计增量更新业务流程，充分考虑目前生产能力现状，形成一整套面向1：5 000、1:10 000数字线划图增量更新技术路线；

(3)定制研发配套生产工具软件，结合增量更新记录要求，定制研发出配套的更新生产工具。

3 总体技术思路

通过设计增量更新模型，并将其应用于省级基础测绘数字线划图更新生产过程中，更新过程采用更新信息实时记录与静态比对双管齐下机制，通过更新变化信息过程检查，确保更新成果质量而后导出增量更新包，形成先进的增量更新技术路线，见图1。

(1)需求调研与分析

需求调研与分析主要是了解甘肃省省级基础测绘DLG产品的数据分类现状及当前增量更新的核心需求，如DLG要素分类、数据层及属性的设置情况、产品的过程检查及最终检查、预期达到的目标等，并通过需求分析梳理更新类型并进行业务场景识别，为增量更新模型的设计提供科学依据。

(2)设计与研发

设计与研发主要是通过增量更新模型的设计以及增量更新业务流程的梳理，在此基础之上研发与增量更新模型配套且与增量更新业务流程高度契合的生产工具。

(3)测试与试生产

测试与试生产主要是通过实际试生产测试增量更新模型、业务流程以及配套生产工具的实用性，在试生产中发现问题并不断优化增量更新模型、业务流程以及配套生产工具。试生产选择2019年甘肃省庆阳市庆城县县域为试生产区域，分两种模式进行试生产增量更新包的生产与提交：一是按乡级行政区域；二是按标准图幅。

(4)规模化生产

经过测试与试生产后，确定增量更新技术路线切实可行后开展规模化增量更新生产。最终完成甘肃省庆阳市2.7 000 km2的增量更新。

4 增量更新模型设计

4.1 设计原则

(1)实用性：更新模型在甘肃省十三五基础测绘标准规范基础上制定，在一段时间内可保证其稳定可用；同时，更新模型充分考虑所有更新业务场景，兼顾更新动作的前后顺序，设计出合理实用的更新模型，在满足更新业务需求的同时也可大幅度提升生产更新效率。

(2)开放性：增量更新模型的开放性主要体现在：①采用通用GIS数据模型设计，依据此模型描述各大主流GIS软件皆可实现；② 模型可依据业务扩展衔接地理国情监测更新模型。

(3)通用性：设计的模型可在甘肃省省级基础测绘更新任务上通用，同时考虑新型基础测绘的省、市、县统筹的需要，在省市县三个比例尺级别更新任务也通用。

(4)先进性：采用数据库为更新记录载体，实现更新信息实时记录与更新后比对相结合，同步考虑与新型基础测绘的衔接，全面保证更新的先进性；同时，具备全面的质量控制技术，保证更新包的准确性，错误位置实时定位方便更新作业生产。

4.2 模型定义

甘肃省省级基础测绘数据标准规定[4]中对表1所列各层均定义了属性表，对属性表中属性项及顺序也进行了设置，除每层都有GB字段外，各层分别有NAME、TYPE、STATE、ANGLE、DEPTH、PINYIN等26个字段，根据实际情况，各层的属性表的字段都不同。以“定位基础”层为例，见表2。

表2各层属性表的属性项及顺序

更新模型作为增量更新技术的核心直接影响增量更新技术的科学性和实用性。通过建立科学合理的增量更新模型，从而实现更新成果要素的生产过程核心要素状态节点追溯，即通过追溯获取更新成果要素的本底库要素以及更新过程的要素处理方式。增量更新模型设计除保留各层原有的属性项外，新增GUID、UPDATE_TYPE、UPDATE_INDBTYPE、UPDATE_SRCGUID、UPDATE_TIME等字段。更新模型新增结构如表3所示。

表3更新模型

4.3 核心场景

以更新模型为基础结合实际更新生产进行场景化分析，更新类型主要包括：增加、删除、图形修改、属性修改、图属均修改、图形修改仅节点增减、切割、合并等，部分增量更新核心场景如表4所示。

5 增量更新技术流程探索

5.1 本底数据提取

将待更新的本底数据从基础地理信息数据库中提取，提取的数据必须具有全球唯一标识码(GUID)，并保持提取和最终入库的唯一标识一致。

5.2 变化区域发现

变化发现主要有三种模式：

(1)旧影像和新影像进行对比。以矢量数据同期影像和更新年度的新影像做对比来确定变化区域，主要有两种方法：一是人工目视解译，二是利用遥感变化监测技术。

(2)旧矢量和新影像对比。一是人工目视判读，这要依赖于判读人员的作业经验，判读速度较慢，费时费力；二是基于软件自动对比发现，如GEOWAY Updater地理信息数据更新软件，根据用户需求开发了该模块，但有一定的排错工作量。

表4增量更新核心场景(部分)

(3)打造动态更新平台APP。通过大众参与，实时上传变化信息的位置和属性，根据上传的信息，测绘专业人员再通过卫星影像进行人工识别，实时更新变化要素。

上述三种模式可以根据生产实际情况交互穿插使用，以提高更新效率。

图2 基础测绘增量更新业务流程

5.3 确定增量更新作业区域

更新作业区域可按以下三种方式进行划分：(1)按常规标准图幅划分[5]；(2)按县、乡行政区域划分；(3)按道路、水系等线状要素或自然地貌的山脊、沟壑进行划分。三种方式各有优缺点：(1)从数据库提取的数据是按标准图幅分块，不用做数据的连接、合并等整合处理，缺点是接边量大；(2)可发动县、乡、村级负责人员，基于动态更新平台APP对变化位置上传，缺点是需要做数据的整合处理，需要按行政界线拼接裁切数据，如果从数据库可以提取任意范围的数据，而且不存在伪节点等情况，这种方式的缺点也不存在了。(3)减少接边工作量，进而减少接边的错误率，缺点是划分作业单元需要一定的时间。

5.4 数据增量更新生产

将待更新本底库数据，叠加最新时相正射影像，综合应用其它专题资料，依据变化情况进行要素的增量更新，数据更新过程中的所有操作须实时自动记录要素的更新状态。

5.5 静态比对

通过新旧数据版本自动比对以及交互确认，排除因更新误操作导致的更新信息记录不正确，增加更新成果可信度，与更新信息实时自动记录形成双保险，保证更新成果准确率。

5.6 质量检查

针对更新成果(更新包)的图形、属性、逻辑、拓扑、完整性进行质量检查，同时检查更新包与本底数据之间的协调一致性，保证更新成果的质量，质检结果以列表形式输出并图形化展示，快速定位错误及修改。

5.7 增量包成果入库

数据更新并质检完成后，自动输出增量更新包，直接将增量更新包成果入库，其中更新成果类型为新增的要素按新增要素入库，更新成果类型为替换的要素替换库中相应要素，更新成果类型为删除的删除库中相应要素。

6 结 语

基础地理信息数据库的建设、完善与动态更新是新型基础测绘建设内容的核心任务之一[6]。采用增量更新方式进行基础测绘生产是能很好的适应当下生产的重要途径与手段。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，利用增量更新技术对基础地理信息数据进行更新不仅能够大大提高数据生产更新效率，还解决了数据生产更新的连贯性问题，是实现基础地理信息的常态化更新的一种重要手段[7-10]。增量更新技术目前还只是在试生产阶段，对全省大面积推广还需要持续研究，尤其是直接基于数据库的更新还需继续探讨及试验。