“天地图·江苏”与国家、市级节点数据融合技术研究

周宇晨，石善球

（江苏省基础地理信息中心，江苏南京210013）

0 引言

近年来，为了解决“天地图”各级节点存在的数据共享不畅、协同服务不够等问题，自然资源部重点推动“天地图”公众版一体化建设，要求各地建立起统一的在线服务数据资源体系，并不断优化数据质量。“天地图·江苏”自2013年连续开展“天地图”国省数据融合工作，通过“天地图”国家主节点与省节点数据融合，形成了一套电子地图数据库、一套地图表达、一套瓦片，解决了“天地图”的主节点、省节点电子地图表现不一致的现象［1］。但现有各类数据资源的整合利用程度及市级节点的参与程度均不够，数据“各自为政”的局面依然存在。

为了进一步加大数据融合的广度和力度，实现更深层次的分布式信息资源聚合与协同服务［2］，本文立足省级层面，研究通过整合江苏区域内“天地图”国、省、市三级节点的现有数据资源，建立起一套“更新、更准、更细、更全”的成果。

1 融合对象

融合对象为国、省、市三级节点拥有的各类数据资源，主要包含“天地图”母库数据、导航电子地图数据、江苏省基础性地理国情监测数据、省级基础测绘数据、各市大比例尺地形图数据以及公路、港口、海事、发改、文化旅游等部门的业务专题数据等。上述数据源在建设标准、时间尺度、空间尺度、比例尺精度等方面存在差异，如采集比例尺涵盖1∶25万、1∶1万、1∶2 000、1∶1 000、1∶500等多个尺度。

2 融合思路

空间数据融合是立足于现有数据，集各种数据之所长派生得到更好的新数据以满足具体应用的需求［3］。因此，整合现有各类数据资源时，需要尽可能保留数据源的自身优势，并对合成的多源多尺度数据进行冲突消解、空间关系重构等处理，最终通过去伪存真，去粗取精，形成一套现势性强、准确度高、精细度佳的数据库。

本文提出了“天地图”多源多尺度数据融合的具体思路，如图1所示。

（1）坐标系转换：将参与融合的多源、多尺度数据统一转换为2000国家大地坐标系，使得数据源可以在统一的空间基准下准确套合。

（2）按类择优选用：分析、比对不同数据源中的同类要素，以现势性、准确度、内容丰富度、几何表达精细度等优先原则从各数据源中进行按类/按层提取。

（3）编码转换：建立新的分类代码方案，最大限度对每一要素属性进行合理描述，并且通过相应的转换机制对提取出的各类数据进行分类代码转换［4］。

（4）分层合并：对提取出、经编码转换的地理要素，按要求进行分层合并。

（5）剔除重复要素：对数据合成时产生的重复要素进行删除处理。

（6）冲突检测与消解：对多源多尺度数据在合成时产生的图形、属性、空间关系等冲突进行检测与消解，保证数据图形正确、属性规范、同类要素或不同要素间拓扑关系合理。冲突处理时，以现势性、位置精度、几何表达精细度更高的数据为准。

（7）数据质检：对数据的定义和组织、位置精度、属性精度、要素关系等进行全面检查。

图1 数据融合思路

3 关键技术

3.1 多源多尺度道路融合技术

“天地图·江苏”母库（以下简称“母库”）、国家节点数据均包含导航路网，其优势为表达模型较好，道路形态包括出入口、连接路、桥梁、高架、隧道、车渡、服务区、停车区、环岛、辅路、步行街、多线道路、单线道路。当两个通行方向间有物理隔离带（石墩、栅栏、绿地等）或道路地面上有双黄线标志的道路，一般采集两条或者多条道路线元素［5］；省级基础测绘数据、大比例尺地形图数据的优势在于空间位置精度更高，且在农村地区采集的图形及属性信息（如名称、道路编码等）更为完整；而公路部门的国、省干线数据具有较强的权威性。

道路融合的重点在于充分整合利用上述数据源的自身优势。如图2所示，融合时采用母库数据为本底。①首先提取导航路网增量进行融合。对于图形增量中的单线道路，分析其他数据源中是否采集相同路段，按照大比例尺地形图数据＞省级基础测绘数据＞导航数据的优先级顺序从上述数据源中选用，并与增量中的多线道路、属性增量一同融合至母库数据中，形成融合数据集。②利用大比例尺地形图数据、省级基础测绘数据的图形以及道路名称、编码等属性信息对母库数据进行增补。③以公路专题数据为准，核查并正确处理母库数据中国、省干线的走向。

图2 多源多尺度道路融合技术

3.2 基于联动更新机制的快速融合技术

（1）依托具有江苏特色的辅助决策地图联动更新机制，动态开展“天地图·江苏”数据融合更新。省内各设区市测绘地理信息主管部门选用最新的基础测绘、地理国情监测、规划报建数据、竣工测量成果等资料，每月进行地图要素更新、整理汇总，并上报省级部门。上报资料现势性强、准确度高，主要包括境界、地名、政府驻地、干线公路、铁路、大型基础设施等内容［6］。“天地图”成果与该数据共建共享、双向联动，可依据上报的变化信息快速开展融合处理，保证了“天地图”数据更新的制度化和常态化。

（2）探索建立江苏区域内“天地图”各级节点联动更新机制，实现国、省、市、县更新信息的共享与协同。采用众包理念，各类用户可通过在线更新系统标绘、上传点、线、面要素数据，同时鼓励用户针对本地区重点区域、重要类别数据开展动态更新，更新信息先后经市、省、国家级节点审核后，直接用于“天地图”数据的融合更新，有力保证了数据的时效性。

3.3 上下联合、多方协作的数据质量控制技术

国家、省、市节点上下联合，生产、质检等单位多方协作，全面把控数据融合成果质量。①省、市节点针对125个质检项，合作开发了系列数据质检工具，保障“天地图”大规模数据的检查效率。经统计，质检软件7天内高效完成累计2轮次共计5 000余万条矢量数据、600 GB瓦片的检查。②严格遵守上道工序成果检查合格后方可进入下一阶段的原则，确保将质量误差控制在各个环节。市节点自查合格的数据，经省节点检查合格后方可作为融合数据源；融合成果先后经生产部门、省基础地理信息中心质保科检查，并分别由省测绘产品质量监督检验站、自然资源部开展检验与评估。

4 融合效果

通过数据融合，保证了三级节点数据的一致性，提升了数据的现势性、准确性、精细度。融合前后效果分别如图3—4所示。

图3 某区域融合前数据情况

5 结语

本文阐述的“天地图·江苏”与国家、市级节点数据融合思路以及若干关键技术，提升了数据融合效率，改善了数据“各自为政”的局面，统一了江苏区域内“天地图”数据资源体系，融合后的数据“更新、更准、更细、更全”，增强了“天地图”的服务能力。