新型基础测绘中数据更新技术研究

闫从政

摘  要：“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的要求。本文探讨了新型基础测绘中，将增量更新技术应用于数据库与数据生产作业平台，实现库与生产平台之间的动态关联，并实现各数据库之间的联动更新，做到“一次生产，多库更新”。结果表明，该方法不仅提高了生产更新效率，还支持数据版本的管理与回溯，在此过程中也最大限度地避免了数据冗余。

关键词：新型基础测绘  增量更新  数据库  实验

中图分类号：P208                               文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2020）07（a）-0026-03

Abstract： "13th five year plan" basic surveying and mapping puts forward new requirements for database construction and basic surveying and mapping data production. This paper discusses the application of incremental update technology to database and data production platform in new basic mapping， realizing the dynamic association between database and production platform， and realizing the linkage update between databases， so as to achieve "one-time production， multi database update". The results show that this method not only improves the efficiency of production update， but also supports the management and backtracking of data version， and avoids data redundancy to the greatest extent in this process.

Key Words： New basic mapping; Incremental updating; Database; Experiment

新型基础测绘建设的具体内容可归纳为五个方面：（1）建成全国现代测绘基准网（一张网）;（2）完善及动态更新国家基础地理信息数据库（一个数据库）;（3）建设与运行全国地理信息公共服务平台“天地图”（一个平台）;（4）开发一系列新型测绘地理信息产品（系列产品）;（5）向社会、政府和公众提供灵性化的地理信息服务（灵性化服务）。其中，基础地理信息数据库建设、完善与动态更新是核心任务之一。

传统的基础地理信息数据库与数据生产作业平台和制图平台之间是脱节的，数据生产平台中的增量更新内容与制图平台中的制图更新内容无法回到数据库中实现动态增量更新。此外，针对各省局已开展建设的基础地理信息数据库、公共地理框架数据库和地理国情普查数据库等数据库，如何实现多库融合更新是新型基础测绘中亟待解决的问题。

鉴于此，本文研究了如何在新型基础测绘中应用增量更新技术实现基础地理信息数据库的动态更新和多数据库间的融合更新，以满足新型基础测绘的实际需求。

1  数据更新现状分析

基础地理信息数据公益性、基础性作用日渐突出。随着“三大平台”专项工程的推进，逐步形成了基础地理信息数据库、公共地理框架数据库和地理国情普查数据库。但是，目前现有的基础地理信息数据库、公共地理框架数据库和地理国情普查数据库等与数据生产作业平臺之间是脱节的，虽然可以从数据库中提取数据并在生产作业平台中编辑数据，但无法将编辑过程中产生的增量更新内容传回到数据库中，也就无法完成数据库的动态增量更新。

同样，数据库与制图平台之间也未能实现联动，制图更新过程中的增量内容未能传回数据库中。

所以一直以来数据库都未能真正实现多个数据生产版本的管理和各时期历史数据的提取等功能。随着地理国情普查工作的基本结束，监测更新阶段已经到来，更新过程中可能出现的问题也已经摆在眼前。

2  基于数据库的增量更新

“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的要求。要实现高效的基础测绘数据更新作业，满足新型基础测绘的目标要求，必须整合现有资源，将增量更新技术应用于数据库与数据生产作业平台之中，实现库与生产平台之间的动态关联，并实现各数据库之间的联动更新，做到“一次生产，多库更新”。

2.1 数据库增量更新设计

本文设计一种面向地理信息数据生产更新的要素数据库，并提出基于地理信息要素数据库进行增量更新的模式。在此业务模式下，我们将地理信息要素数据定义为基础素材，而面向不同领域的数据库则为数据产品，如基础地理信息数据库、地理信息国情普查数据库、公共地理实体框架数据库及未来有可能面向应用而产生的新的数据产品。

地理信息要素数据库定位于要素级的生产、更新以及管理。要素数据库通过地理要素时空数据模型和图库一体模型来管理要素数据，并对接数据生产平台和制图平台，实现要素数据增量更新和制图更新。

另外，通过数据整合抽取（ETL）技术，可将地理要素数据自动抽取成为基础数据、国情数据以及框架数据，实现多库融合与联动更新（见图1）。

要素数据库用统一的数据采集标准来采集要素数据。为了满足不同应用数据库的采集标准，要素库的采集标准需要兼容其所支撑的上层数据库，采集的信息包括水系、交通、居民地和地表覆蓋等。另外，库内应统一时空基准与数学基础，保证空间数据的一致性。在地理信息要素数据库中不采用传统按照比例尺建库的方式进行数据库设计，而采用以要素为核心的建库理念，利用时空一体化模型来管理数据。在要素库建库时，首先应建立时空数据模型，同时形成数据的初始版本。在下一个生产更新周期中，根据数据的初始版本建立子版本，且子版本中的现势数据集继承父版本中现势数据集的数据。

通过版本的递进演化，现势数据不断更新继承，实现数据版本的回溯管理和数据的生命周期管理。如初始建库年份是2018年，初始库中包含现势数据集、增量更新数据集和历史数据集。

2.2 数据库增量更新流程

根据地理要素数据库的设计思路，我们实现了数据库生产更新管理系统。该系统支持要素库和时空一体化数据模型的创建，实现了数据版本管理功能，并能与数据生产更新平台和制图平台对接。系统更新流程如下：

（1）基础要素数据入库（现势数据集）完成之后，在系统中创建更新工程。更新工程中需要指定更新单元和更新方案，更新单元规定了数据更新的最小作业单元，如标准图幅、县级行政区、自定义范围等。更新方案中规定了被更新的图层和图层提取方式，包括相交、裁切和包含。

（2）然后在更新工程中下发更新任务数据并在生产更新平台中叠加数字正射影像（DOM）编辑任务数据。

（3）编辑更新完成之后，将任务数据提交回数据库管理系统，系统会自动识别被增加、删除和修改的要素并提取出增量更新包，然后将增量更新包提交到增量更新数据集中。

系统会再次自动检查提交的更新数据的内部冲突和更新数据与现势数据集中数据之间的冲突，冲突检查无误后，将更新数据集中的数据提交到现势数据集中，将原现势数据集中至被更新数据的历史信息存入历史数据集中，这样就完成了一轮更新。

3  数据库增量更新实验

3.1 实验设计

选取贵州省某县数据作为实验数据，更新单元采用行政区划、道路、河流等要素进行划分。将数据分区下载后在编辑软件中叠加最新的DOM进行编辑更新，并将更新结果导入库中进行冲突检测，检测无误后完成更新。

3.2 实验结果

更新包提交回数据库管理系统中后，我们可以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（见图2）。

实验表明，基于地理要素数据库的增量更新方式实现了数据库与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，在此过程中也最大限度地避免了数据冗余。

4  结语

（1）在现有基于数据库的基础地理要素生产更新模式中，数据库与生产平台之间是脱节的。全覆盖式的更新方式也严重制约了生产效率，进而影响数据的现势性。

（2）将增量更新技术运用到基于数据库的生产更新作业中，实现了数据库与生产平台的双向对接，大大提高了生产效率，同时实现了数据版本管理。

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