馬飛虎,徐容樂,孟慶祥,周德軍

（1.華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院,江西南昌330013;2.精密工程與工業(yè)測(cè)量國(guó)家測(cè)繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢430079;3.江西省基礎(chǔ)地理信息中心,江西 南昌330046;4.武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院,湖北武漢 430079;5.四川省第一測(cè)繪工程院,四川 成都 610000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,地形地物等要素不斷變化更新,現(xiàn)狀數(shù)據(jù)具有非常強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性[1],基礎(chǔ)測(cè)繪速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)地變化帶來的地圖數(shù)據(jù)更新的需求,基礎(chǔ)測(cè)繪對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的保障作用面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[2-3],因此基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的更新任務(wù)是迫切和艱巨的[4]。

按照基礎(chǔ)測(cè)繪分級(jí)管理的原則,省級(jí)政府負(fù)責(zé)1∶10 000,1∶5 000比例尺甚至更大尺度的基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)、服務(wù)和更新[5]。建立省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù),已經(jīng)成為衡量一個(gè)省信息化程度的重要指標(biāo)之一,而且在滿足政府信息化工程建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用[6]。

某省省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)重點(diǎn)空間地理對(duì)象采用了多個(gè)尺度的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá),而各個(gè)尺度數(shù)據(jù)之間將建立“映射”關(guān)系。數(shù)據(jù)更新時(shí)先重點(diǎn)更新較大比例尺數(shù)據(jù),再根據(jù)更新后的數(shù)據(jù)和這些“映射”關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)更小比例尺數(shù)據(jù)的快速更新[7]。例如:采用 1∶10 000數(shù)據(jù)更新1∶50 000數(shù)據(jù),采用1∶50 000數(shù)據(jù)更新 1∶250 000數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)更新不僅要求完成系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù)更新,還必須完成其相關(guān)數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)更新,從而保證數(shù)據(jù)的一致性,也保證數(shù)據(jù)庫(kù)中定義和表達(dá)地理對(duì)象的完整性,特別是象河流、道路等跨躍了廣闊空間范圍的地理對(duì)象。傳統(tǒng)的作業(yè)手段和工藝流程仍然被國(guó)內(nèi)大多數(shù)測(cè)繪生產(chǎn)部門所沿用,很難實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)更新,從而無法直接滿足地理信息快速更新的應(yīng)用需求[8]。而且目前,空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新中存在編輯效率低等技術(shù)問題[9-10]。因此,實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)更新具有非常重要的意義。

1 系統(tǒng)平臺(tái)及總體要求

系統(tǒng)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)更新的實(shí)現(xiàn)主要基于地理對(duì)象創(chuàng)建工具和地理對(duì)象更新工具的構(gòu)建上。地理對(duì)象創(chuàng)建工具是為系統(tǒng)的地理對(duì)象能夠方便快捷地創(chuàng)建而設(shè)計(jì)的,在數(shù)據(jù)入庫(kù)后構(gòu)建地理對(duì)象按照該工具的一般操作就可以實(shí)現(xiàn)地理對(duì)象的構(gòu)建,即從數(shù)據(jù)的兩個(gè)方面入手:空間數(shù)據(jù)的屬性內(nèi)容和空間關(guān)系。地理對(duì)象更新工具是為系統(tǒng)的地理對(duì)象能夠方便快捷地更新而設(shè)計(jì)的,它不僅包括地理對(duì)象的增加、刪除,而且包括原來地理對(duì)象的維護(hù)更新,后者是該工具中最重要的。這3個(gè)功能配合前期的地理對(duì)象構(gòu)建工具就能夠很好的實(shí)現(xiàn)地理對(duì)象的更新,為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)更新提供必要的依據(jù)。

地理對(duì)象創(chuàng)建工具和地理對(duì)象更新工具均是基于C/S架構(gòu)在Microsoft Visual Basic6.0集成開發(fā)環(huán)境中實(shí)施。數(shù)據(jù)訪問通過ADO和SDE接口來實(shí)現(xiàn)。

系統(tǒng)總體要求主要是為滿足數(shù)據(jù)總體要求和功能總體要求。其中數(shù)據(jù)總體要求包括:按數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分層和命名;要求對(duì)要素類數(shù)據(jù)添加CaseTag字段和ID字段;需要對(duì)部分多比例尺實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立要素級(jí)別的映射關(guān)系。功能總體要求包括:實(shí)現(xiàn)地圖瀏覽;可以進(jìn)行選擇要素打標(biāo)記;能夠提供自動(dòng)提取更新數(shù)據(jù)的功能;具備部分編輯功能;高亮顯示需要聯(lián)動(dòng)更新的要素。

2 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容

基礎(chǔ)地理要素空間數(shù)據(jù)庫(kù)（簡(jiǎn)稱基礎(chǔ)庫(kù)）是以矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述的水系、等高線、境界、交通、居民地以及地形要素等構(gòu)成的數(shù)據(jù)庫(kù),包括地理要素間的空間關(guān)系及相關(guān)屬性信息?；A(chǔ)庫(kù)按一定規(guī)則分層組織,并按要素分類編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行要素編碼[11]。

地理數(shù)據(jù)庫(kù)更新,主要涉及到數(shù)據(jù)源的選擇、已有資料的整合與利用等[12-14]。其中,基礎(chǔ)空間要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)來源根據(jù)空間數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)可以分為建庫(kù)數(shù)據(jù)來源和更新數(shù)據(jù)來源兩個(gè)部分。建庫(kù)數(shù)據(jù)來源以1∶10 000（1∶5 000）基礎(chǔ)比例尺DLG數(shù)據(jù)為主,同時(shí)包括1∶50 000,1∶250 000等國(guó)家基本比例尺DLG數(shù)據(jù)。更新數(shù)據(jù)來源包括 3個(gè)部分:基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)更新計(jì)劃產(chǎn)生的基礎(chǔ)比例尺DLG數(shù)據(jù)（1∶10 000,1∶50 000,1∶25 000）;共建共享單位提供的專題DLG數(shù)據(jù);從基礎(chǔ)空間要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)提取出來作為更新基礎(chǔ)的DLG數(shù)據(jù)。屬性信息的權(quán)威數(shù)據(jù)源主要來自專業(yè)部門提供的現(xiàn)勢(shì)信息[15]。

某省基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)根據(jù)不同的空間數(shù)據(jù)類型和應(yīng)用需求定義了一個(gè)能全面覆蓋該省現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)體系。該省基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)中與基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)有:大地庫(kù),地名庫(kù),基礎(chǔ)庫(kù)和DEM庫(kù)。基礎(chǔ)庫(kù)與這些數(shù)據(jù)庫(kù)互為補(bǔ)充共同描述和存儲(chǔ)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)是這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)體系中重要的核心數(shù)據(jù)庫(kù)。

3 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

總體來說地理對(duì)象創(chuàng)建工具和地理對(duì)象更新工具的技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

地理對(duì)象創(chuàng)建工具包括地理對(duì)象的挖掘工具和構(gòu)建工具。也就是要實(shí)現(xiàn)在地理對(duì)象被挖掘之后的地理對(duì)象準(zhǔn)確定義和各個(gè)要素間隸屬關(guān)系的構(gòu)建、修改地理對(duì)象內(nèi)容和刪除地理對(duì)象的功能。該工具提供了方便的用戶接口來進(jìn)行地理對(duì)象有效創(chuàng)建。

地理對(duì)象創(chuàng)建工具根據(jù)功能的不同可以分為以下兩個(gè)功能模塊,如圖2所示。

地理對(duì)象更新工具不僅包括地理對(duì)象的增加、刪除,而且包括原來地理對(duì)象的維護(hù)更新,后者是該工具中最重要的。

地理對(duì)象的維護(hù)更新比較復(fù)雜,不僅要維護(hù)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新之后老的地理對(duì)象,而且有可能形成新的地理對(duì)象。針對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要的兩種更新方式,地理對(duì)象維護(hù)更新也相應(yīng)的有兩種方式。一種是部分重要的地理要素更新;另一種是整個(gè)區(qū)域更新。

地理對(duì)象更新工具根據(jù)功能的不同可以分為以下3個(gè)大的功能模塊,如圖3所示。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

圖2 地理對(duì)象創(chuàng)建工具模塊結(jié)構(gòu)圖

圖3 地理對(duì)象更新工具模塊結(jié)構(gòu)圖

4 系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

4.1 空間要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)更新的實(shí)現(xiàn)

本試驗(yàn)是把多比例尺數(shù)據(jù)中的成片房屋提取出來構(gòu)建一個(gè)圖層作為試驗(yàn)數(shù)據(jù),現(xiàn)只提取了1∶10 000和1∶50 000多比例尺的成片房屋數(shù)據(jù)。通過ArcCatalog分別給數(shù)據(jù)加上字段ID（要素的唯一標(biāo)識(shí)）和Case-Tag（表示數(shù)據(jù)是否打標(biāo)）,然后通過ArcMap的編輯功能給要素的ID賦值。然后把多比例尺數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

在Oracle里面建立一張1∶10 000和1∶50 000要素聯(lián)系的關(guān)系表（RELATION）,通過觀察輸入 1∶10 000和1∶50 000有聯(lián)系的要素的ID值。

通過本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)空間要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的1∶10 000和1∶50 000數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)更新,整個(gè)更新過程采用人機(jī)交互方式,對(duì)需要聯(lián)動(dòng)更新的要素高亮顯示提示用戶進(jìn)行更新,最終實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)數(shù)據(jù)處理更新入庫(kù)功能。

首先導(dǎo)入待更新的數(shù)據(jù),把需要更新的數(shù)據(jù)選擇出來,高亮顯示,然后打標(biāo),如圖4所示。把打標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到ArcMap進(jìn)行編輯更新。把更新后的數(shù)據(jù)加入到程序中去,同時(shí)可以把更新的數(shù)據(jù)高亮顯示出來,如圖5所示。

圖4 數(shù)據(jù)打標(biāo)

圖5 更新數(shù)據(jù)高亮

點(diǎn)擊聯(lián)動(dòng)更新按鈕,1∶50 000房屋圖層顯示出來,同時(shí)通過RELATION關(guān)系表找出1∶50 000房屋要素類里面需要聯(lián)動(dòng)更新的要素,并高亮顯示出來,提示需要更新。如圖6所示。

4.2 空間要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)編輯中的聯(lián)動(dòng)更新的實(shí)現(xiàn)

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)同上。通過ArcCatalog分別對(duì)多比例尺數(shù)據(jù)加上字段relation（表示不同比例尺之間的映射關(guān)系）,然后通過ArcMap的編輯功能給試驗(yàn)要素?cái)?shù)據(jù)的relation字段賦值。

通過本試驗(yàn)對(duì)基礎(chǔ)空間要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的1∶10 000數(shù)據(jù)編輯更新,更新后對(duì)需要聯(lián)動(dòng)更新的1∶50 000要素高亮顯示提示用戶進(jìn)行更新,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)待更新數(shù)據(jù)的編輯。

首先,通過對(duì)話框把多比例尺數(shù)據(jù)加載到程序里面,通過工具條的放大,縮小,漫游等功能把窗口定位到要編輯的地方。如圖7所示。

然后,點(diǎn)擊Start Editing按鈕開始編輯1∶10 000房屋要素。選取編輯任務(wù)欄的編輯方式,然后選取1∶10 000的要素進(jìn)行編輯,編輯完成后,根據(jù)映射關(guān)系把相應(yīng)的1∶50 000的要素高亮顯示出來。此時(shí)可以編輯1∶50 000要素高亮顯示出來的要素。如圖8所示。

圖6 聯(lián)動(dòng)更新數(shù)據(jù)顯示

圖7 編輯選中要素

圖8 聯(lián)動(dòng)更新1∶50 000房屋要素

關(guān)系映射表的建立在某一方面增加了數(shù)據(jù)入庫(kù)初期的工作量,但通過關(guān)系映射能夠很容易找出需要聯(lián)動(dòng)更新的多比例尺數(shù)據(jù),給以后多比例尺數(shù)據(jù)的更新帶來很多便利,數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)更新需要人工的干預(yù)。

5 結(jié)語

基礎(chǔ)空間要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)動(dòng)更新系統(tǒng)是以某省各種地理對(duì)象為目標(biāo),提供了方便的用戶接口來實(shí)現(xiàn)在地理對(duì)象被挖掘之后的地理對(duì)象準(zhǔn)確定義和各個(gè)要素間隸屬關(guān)系的構(gòu)建、修改地理對(duì)象內(nèi)容和刪除地理對(duì)象以及地理對(duì)象的增加、刪除和維護(hù)更新。系統(tǒng)的建立實(shí)現(xiàn)多比例尺間各個(gè)要素更新的聯(lián)動(dòng),保證數(shù)據(jù)的一致性和表達(dá)地理對(duì)象的完整性。省級(jí)基礎(chǔ)空間要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)動(dòng)更新的實(shí)現(xiàn),為保持與國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)一、數(shù)據(jù)更新維護(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)的集成管理、數(shù)據(jù)共享提供支持。

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