实用测绘业务一体化技术体系建设探索

傅加文 陈夏宫

(1. 佛山市顺德区测绘地理信息中心, 广东 佛山 528333；2. 北京山维科技股份有限公司, 北京 102206)

0 引言

近年来,自然资源部及各省先后发文,提出对测绘业务进行整合,归口成果管理,推进“多测合并、联合测绘、成果共享”,强化测绘技术标准统一,推进“多测合一”项目信息化管理[1]。构建信息化测绘业务管理体系,增强测绘地理信息公益性服务能力[2]。要求基础测绘发挥“两服务、两支撑”作用,探索构建“联动更新、一库多能、按需组装”多源矢量数据融合更新机制,整合建设一体化服务平台,提供集中统一、应用丰富、方便快捷的地理信息服务[3]。

本文从采用集成方式建设“测绘成果管理系统”,满足日常测绘业务的综合服务、1∶500地形图(即基础地形图,以下简称地形图)的动态更新；采用“自动同步管道技术”等技术,提高成果共享应用的效率等方面,探索“测绘业务一体化技术体系”的建设。

1 系统架构

测绘业务一体化技术体系主要由三方面的软件系统构成:①测绘成果管理系统,满足地形图动态更新修测、工程建设项目全生命周期“多测合一”[4]的测绘生产、预测绘、联合测绘成果无纸化联合审核等日常测绘业务一体化综合服务需要[5-6]；②“自动同步管道技术”建设的测绘成果同步共享应用系统,满足应用成果的同步输出,充分发挥“两服务、两支撑”作用；③一系列辅助工具软件,含测绘成果加密软件、坐标系统转换软件、自动缩编软件、电子签章软件、计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)应用插件等,以配合主系统,解决数据保密、方便应用、签章真伪鉴别等需要。体系构架见图1。

图1 测绘业务一体化技术体系构架

2 “测绘成果管理系统”建设特点

本系统面向市县级测绘质量管理部门应用,要满足生产端的需要,成果质量管理、数据管理的需要,还要满足完全开放的测绘市场管理需要,更要方便对接共享应用。因此,标准的统一、成果规格的统一、工作制度和流程的制定就非常重要,且体现在管理系统中,现将系统的特点叙述如下。

2.1 统一外业测量标准

以一测多用、避免重复测绘、多测合一、联合测绘为目标,综合各测绘业务规范标准,以目前国内测绘规范标准最高要求、最大基本地形图比例尺,作为外业测量精度的统一标准。核心要求为基础地形图比例尺为1∶500,各测绘业务地形要素修测的测量比例尺统一为1∶500,各测绘业务地形要素明显地物点均以平面位置测量中误差±5 cm,装铺地面高程注记点测量中误差±7 cm。使各种测绘业务的地形要素都可满足基础地形图动态更新的精度要求。开发了测绘企业监管与服务网,制定了测量技术要求和质量扣分制度嵌入管理系统,监督标准的执行和规范测绘市场人员行为,以保证成果质量。

2.2 统一核心数据库

建设地形、地籍、房产三库合一,全域“一张图”数据库,以此为核心数据库[7],便利各测绘业务数据的动态更新入库和多尺度应用成果的输出。

2.3 统一数据标准、生产软件平台[8]

制定《1∶500—1∶2 000基础地理数据规范》《三库(地形、宗地和房产)合一的数据标准》,将数据标准、数据合法性监理检查嵌入生产软件平台。使生产的数据能很好地满足数据库标准要求,监理检查通过后可一键入库更新核心数据库。

2.4 统一工作机制、流程

地形图采用日常更新与年度更新相结合的机制[9],利用“日常审批收集的地形图要素”“财政资金修测的地形图要素”、不动产测绘成果对“一张图”库进行要素级的、实时的、动态的日常更新[10]。年度动态更新每年修测更新一轮,完成日常测绘业务未涉及的变化区域的更新修测,测绘一个图斑及时更新一个,以保持核心数据库的现势性[11-12]。

“多测合一”业务流程规定,建设工程竣工“联合测绘”及其他“非联合测绘”所有测绘项目都必须先从“一张图”数据库下载测绘范围内的地形数据(流程第一步),在此基础上做地形图变更修测和其他测绘业务工作。

3 “测绘成果同步共享应用系统”建设要点

采用“自动同步管道技术”,在核心库“一张图”基础上输出应用成果,实现一测多用、联动更新、多尺度地图服务、及时便利提供应用[13-15]。

3.1 不同成果数据库同步管道更新

核心库(如地形图、不动产库)动态更新后,为满足应用系统对数据的高效性、稳定性、现势性的需求,自动同步出不同专题、不同坐标系的应用数据库,并对每库自动同步派生出图形文件格式(drawing,DWG)分幅图、便携式文档格式(portable document format,PDF)分幅图和服务发布缓存切片成果库,形成动态更新的系列基础数据库和成果库。每日生产库动态更新入库后,晚上生产库更新处于静止状态时,以计划任务形式,由服务器后台每日定时自动增量同步更新到不同专题、不同坐标系的应用数据库和成果库,保证各数据库的及时同步。同步管道更新示意图见图2。

图2 同步管道更新示意图注：2000中国大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000),1984年世界大地坐标系统(World Geodetic System 1984,WGS-84),图片文件格式(joint photo graphic experts group,JPG)。

3.2 库对库增量同步机制

数据库中建立同步状态表,记录源库和目标库每个现势和历史图层在最后一次同步的最大对象标识(OBJECTID)同步状态表中各OBJECTID初值均为0。

每日同步时,先同步历史图层,把满足“源库.历史图层.OBJECTID>同步状态表.源库.历史图层.上次同步最大对象标识(last SynMax OBJECTID,LSMID)”条件的记录入库到同步目标库,然后从目标库的历史图层检索出满足条件“目标库.历史图层.OBJECTID>同步状态表.目标库.LSMID”条件的记录的特色全球唯一的标志符(feature GUID,FGUID)列表,形成目标库现势图层删除记录的条件值删除特色全球唯一的标志符(delfeature GUIDs,DFGUID),并使用条件“目标库.现势图层.FGUID In DFGUID”删除目标库现势图层的记录,完成删除记录的处理,最后再把源库现势图层满足条件“源库.现势图层.OBJECTID>状态表.现势图层.上次同步对象标识(lastsyn OBJECTID,LSID)”的记录入库到目标库的现势图层,最后在状态表中更新本次同步后源库和目标库的现势和历史图层的最大OBJECTID值,即完成一次同步工作。

如果是不同坐标系的库对库同步,只需要在同步每一条记录时,通过回调一个坐标转换的脚本,先把待同步记录的坐标进行坐标转换后,再写入目标库。回调脚本见表1。

表1 回调坐标转换脚本

3.3 库对库增量自动综合同步机制

库对库自动综合同步,主要实现地形图库更新后,把1∶500比例尺图库更新涉及的范围内数据自动综合后替换1∶2 000比例尺图库相同范围内的数据,同理实现1∶500到1∶2 000到1∶5 000的多尺度数据库间的自动综合同步。同步的处理过程如下:

(1)搜索当天的所有源库的已更新入库的更新区域,逐个更新区域进行处理。

(2)用源库更新区域到目标库下载数据到本地,根据下载到本地的数据求取最大外接多边形,实现处理数据范围的外扩,确保从源库自动综合后的对象的完整性,然后用该多边形范围从源库下载数据到本地,作为自动综合处理的源数据。

(3)针对从源库下载的数据,在本地执行自动综合处理,然后用源库的更新区域做空间分析,删除完全落在更新区域外的图形,保留落在更新区域内和与更新区域相交的图形,作为更新目标库的更新数据,直接更新到目标库,完成同步处理。

3.4 库对分幅成果增量自动同步机制

库对分幅图的增量同步,主要实现核心数据库或者同步数据库更新后,自动把当天所有更新区域范围涉及的图幅,重新实施一次数据下载和分幅成果图的转换输出。同步的处理过程如下:

(1)搜索当天所有源库的已更新入库的新区域,逐个更新区域进行处理。

(2)用更新区域范围根据地图比例尺自动计算范围涉及的所有图幅,然后逐图幅下载源库数据到本地,根据同步格式的要求输出相应格式的分幅成果图覆盖目标库原有的分幅数据。

3.5 库对缓存切片增量自动同步机制

库对缓存切片的增量同步,主要实现核心数据库或者同步数据库更新后,自动把当天所有更新区域范围涉及的缓存切片,重新执行一次缓存切片的生成。同步的处理过程如下:

(1)搜索当天的所有源库的已更新入库的新区域,逐个更新区域进行处理。

(2)调用缓存切片工具,把更新区域范围对应的各级比例尺缓存切片数据重新生成并覆盖原有数据。

3.6 自动同步增量更新的质量分析

自动同步增量更新采用要素级更新,软件准确识别“增丶删丶改”要素进行更新,同一坐标系的同步更新,误差和错误率理论上为零,不同坐标系之间同步增量更新误差来源于坐标转换的误差,理论上同步误差和坐标转换误差相同。实际工作中存在测绘人员有误删跨越更新范围线外的线段,导致核心库动态更新时线状地物和面状地物误删的情况,连带同步库更新的错误,顺德区近3年统计误删的错误率在0.5%～2%之间,需采用核心库更新后及时回放入库效果,人工巡检来消除。系统运行稳定,但每年偶发1～2次停运,需人工定时检查。

4 建设成果和运行效果

4.1 测绘成果管理系统

系统集成了测绘生产软件、测绘成果审核软件(动态更新系统)、测绘生产外网办公系统、测绘成果审批内网办公系统、测绘企业监管与服务网、不动产取号系统、不动产预测绘成果管理系统、地形图块数据下载系统等。

(1)测绘生产软件,满足地形测量、工程测量(土方计算、管线测量等)、二三维一体化成图、多测合一测量各阶段测绘业务生产及成果的合规性机检、成果资料自动PDF成簿。审核软件和生产软件是同一平台上开发的,除生产软件的功能外,可调用内网系统的“一张图”库、航片卫片等系统数据叠加比对,配置有完善的监理检查功能；数据审核通过后,可一键自动更新“一张图”数据库。

(2)测绘成果管理系统的内外网办公系统(图3),解决测绘生产项目登记、底图申请、成果上传、数据质检、成果审核、电子签章及无纸化办公、归档入库。实现了测绘成果的无纸化网上审核,避免了测绘生产单位送、取资料来回跑的麻烦。

(a)外网生产管理办公系统

(3)测绘企业监管与服务网,满足管理制度、规定、规范标准的公布,测绘生产企业资质、人员、设备及信用的登记和发布,测绘成果质量扣分、加分情况、处罚情况的公告等。系统和测绘成果管理系统信息互通,对从业单位和人员进行管理。

(4)动态更新系统使“一张图”库每天实时更新,不动产测绘项目的现状地形、宗地界线(地)、楼(幢)、层、户数据一并入库,满足房地合一的落宗要求,实现了和不动产登记系统的数据互通,如图3所示。

(5)不动产预测绘成果管理系统,实现预测绘成果的网上自动检查入库和入库回执推送,实现了和预售系统、预告系统、登记系统、测绘成果管理系统的互通。取号系统实现不动产测绘的网上自动取号。图块数据下载系统实现生产图块的网上自动下载。

4.2 “自动同步管道技术”助力共享成果格式、共享方式的多样性

“自动同步管道技术”实现地形图11级图形切片输出和DWG格式分幅图输出处理。更新的内容,当夜处理、加密完毕,第二天上班前提供使用。共享成果有:

(1)生产单位在测绘业务作业前可从地形图库中,网上下载工作范围的地形图数据,作为测绘工作底图。

(2)通过CAD插件将加密的地形图DWG格式的分幅图,共享给区、镇两级政府职能部门和公共服务企事业单位使用,分级切片成果在政府内网时空信息云平台共享使用。

(3)向社会离线提供加密地形图DWG格式的分幅图数据。

(4)网上与各系统平台间共享,如使用大户供水、供汽、电讯、公安等部门采用协议方式授权网上加密共享使用。

(5)DWG、PDF等多种数据格式的工程测量、不动产测绘、“多测合一”“联合测绘”的图件簿册成果,线上共享给政府职能部门,同步不动产登记系统、云平台等。

4.3 自动缩编

采用数字地图多尺度表达与自动综合技术,动态符号化技术,建设了1∶2 000地形图自动缩编功能模块,利用1∶500地形图实现自动缩编成1∶2 000地形图。

4.4 及时动态更新的测绘成果更好地发挥了“两服务、两支撑”作用

顺德区为例,地形图得到及时更新,现势性好、精度高,成果广泛应用。全区806 km2,离线在线提供地形图每年在26～29万幅,在线注册共享8 702人、对接系统53个。共享应用支持“横向到边,纵向到底”,覆盖全区各部门,对接各职能局应用系统,上承省市,下接镇街村居。共享应用情况见表2(数据来源于顺德区测绘地理信息中心年终总结)。

表2 近3年顺德地形图数据共享应用情况

5 结束语

(1)本文的“测绘业务一体化技术体系”集成各测绘业务外业测量、预测绘,成果网上传输、无纸化审批、归档入库,各种共享应用成果同步输出、加密、自动缩编等功能,可满足当前市县级测绘成果管理部门的需要。其中:动态更新系统用“日常审批收集的地形图要素”和“财政资金修测的地形图要素”对地形图进行要素级更新,能较好地保持地形图的现势性。用自动同步管道技术,由每日动态更新的核心数据库,每天根据当天的变化量,自动增量同步多种格式、坐标系的成果文件,实现了测绘成果及时共享发布。共享应用工具软件CAD插件和地形图加密软件的配合运用,极大地方便用户线上使用。

(2)系统的数据合法性监理检查,有多报错误,识错不精准,需要人工甄别；测绘人员误删跨越更新范围线外的线段,导致误删长线状、面状地物的线状要素,需要人工巡检消除；自动同步增量更新偶发系统停止工作,需专人每天查检。智能化需进一步优化。