毛 巍 李 虎 陳 圳

（國(guó)家測(cè)繪地理信息局第三航測(cè)遙感院，四川 成都610100）

1 引言

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)是國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是國(guó)家信息化的權(quán)威、統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)和空間載體，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、國(guó)家安全和國(guó)防等方面發(fā)揮著十分重要的作用［1］。本文以萍鄉(xiāng)市安源區(qū)2014年、2015年兩期衛(wèi)星遙感影像為基礎(chǔ)，結(jié)合江西省地理國(guó)情普查成果以及水利、交通、能源等專(zhuān)業(yè)資料數(shù)據(jù)，輔以網(wǎng)絡(luò)檢索和外業(yè)巡查，開(kāi)展了江西省1∶5萬(wàn)地形數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)更新，建立適于江西省省情的基礎(chǔ)地理信息動(dòng)態(tài)更新技術(shù)與業(yè)務(wù)體系，具備對(duì)江西省多尺度數(shù)據(jù)庫(kù)持續(xù)動(dòng)態(tài)更新能力，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展提供可靠的測(cè)繪服務(wù)保障。

2 試驗(yàn)區(qū)自然地理概況與研究方法

2.1 試驗(yàn)區(qū)自然地理概況

安源區(qū)位于江西省西部，萍鄉(xiāng)市中部，總面積212平方公里。地理坐標(biāo)介于北緯27°38′32.96″，東經(jīng)113°52′1.79″之間，毗鄰湖南省。安源區(qū)屬江南丘陵地區(qū)，以丘陵地貌為主。東、南、北大多為山地，西部地勢(shì)較低，境內(nèi)山地、丘陵、盆地錯(cuò)綜分布，地貌較為復(fù)雜。浙贛鐵路復(fù)線(xiàn)橫貫全區(qū)東西，與京廣，京九兩條大動(dòng)脈相聯(lián)，公路交通發(fā)達(dá)，320、319國(guó)道，滬瑞、萍栗高速公路，雙十字縱貫境內(nèi)。如圖1為安源區(qū)自然地理概況圖

2.2 研究方法

以1∶50000地形數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)檢索信息，與江西省最新衛(wèi)星遙感影像和地理國(guó)情普查成果疊加進(jìn)行變化檢測(cè)，提取增量，編輯變化要素。同時(shí)輔以交通、地名、勘界、水利、電力、通訊等專(zhuān)業(yè)資料補(bǔ)充采集及更新，并進(jìn)行外業(yè)調(diào)繪，最終建立江西省2015年動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫(kù)［2］。其技術(shù)流程如圖2所示：

2.2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

項(xiàng)目收集了江西省時(shí)相為2014年10月到2015年6月的資源三號(hào)衛(wèi)星影像和高分一號(hào)衛(wèi)星影像，其全色分辨率為2米，多光譜分辨率為6米和8米。將這些已糾正的遙感影像進(jìn)行融合、去云、調(diào)色、分塊處理后，得到適合綜合判調(diào)的高分辨率彩色影像。

綜合分析收集到的萍鄉(xiāng)市安源區(qū)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)，水利、交通、能源等專(zhuān)業(yè)資料。地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)以ArcGIS的File Geodatabase格式存儲(chǔ)，該成果按縣級(jí)行政區(qū)劃范圍存儲(chǔ)，2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，坐標(biāo)單位為度，現(xiàn)勢(shì)性為2015年。數(shù)據(jù)內(nèi)容包括地表覆蓋分類(lèi)、道路、水域、構(gòu)筑物、地理單元，共5個(gè)數(shù)據(jù)集36個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)（層）。第一次全國(guó)水利普查數(shù)據(jù)成果來(lái)源于水利部，以ArcGIS的File Geodatabase格式存儲(chǔ)，2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，坐標(biāo)單位為度，現(xiàn)勢(shì)性為2012年，內(nèi)容包括河流、溝渠、湖泊、水庫(kù)和水利附屬設(shè)施等要素及名稱(chēng)、水庫(kù)庫(kù)容、湖泊水質(zhì)、時(shí)令月份等屬性信息。道路交通資料包括“國(guó)省干線(xiàn)公路及附屬設(shè)施空間位置及屬性數(shù)據(jù)”、“農(nóng)村公路及附屬設(shè)施主要港口泊位空間位置及屬性數(shù)據(jù)”，上述兩套數(shù)據(jù)均為矢量shp格式，2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，坐標(biāo)單位為度，現(xiàn)勢(shì)性為2014年。

將影像與收集到的地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)及專(zhuān)業(yè)資料通過(guò)與已有1∶5萬(wàn)地形數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，獲取水利工程建設(shè)、城鎮(zhèn)化發(fā)展、城鄉(xiāng)公路建設(shè)、行政區(qū)域變化、植被與地貌、地名變更等變化信息。將這些變化信息要素與影像進(jìn)行疊加，利用綜合判調(diào)的方法進(jìn)行位置更新，并在此基礎(chǔ)上主動(dòng)發(fā)現(xiàn)影像上新增的水系、居民地及設(shè)施、交通、管線(xiàn)、地貌、植被與土質(zhì)等地形要素［3］。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)檢索

網(wǎng)絡(luò)檢索是獲取信息資源的一個(gè)有效途徑，江西省發(fā)展和改革委員會(huì)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站為我們提供了萍鄉(xiāng)市安源區(qū)2014年到2015年重大工程建設(shè)情況。這些重大工程包括城鄉(xiāng)公路建設(shè)、水庫(kù)水利設(shè)施、電力通信、能源供應(yīng)等。通過(guò)對(duì)安源區(qū)的網(wǎng)絡(luò)檢索找到對(duì)應(yīng)的地形要素進(jìn)行主動(dòng)更新（如表1所示），對(duì)無(wú)法確定是否完成的工程建設(shè)需進(jìn)行外業(yè)核查。

表1 萍鄉(xiāng)市安源區(qū)2014-2015年重大工程網(wǎng)絡(luò)檢索表

2.2.3 外業(yè)核查

外業(yè)核查主要針對(duì)內(nèi)業(yè)整合更新中的遺留問(wèn)題進(jìn)行野外重點(diǎn)核查，對(duì)已發(fā)現(xiàn)更新且更新資料不足、室內(nèi)判讀困難的要素進(jìn)行補(bǔ)調(diào)補(bǔ)測(cè)，確保要素的正確性和現(xiàn)勢(shì)性。萍鄉(xiāng)市安源區(qū)外業(yè)核查采用電子調(diào)繪方式，調(diào)繪要素各自以矢量形式記錄，屬性描述準(zhǔn)確、簡(jiǎn)潔、統(tǒng)一。同時(shí)采集電子調(diào)繪軌跡和照片，并記錄照片拍攝位置信息，填寫(xiě)外業(yè)調(diào)繪情況記錄表（如下表2和圖3所示）。

表2 萍鄉(xiāng)市安源區(qū)外業(yè)核查情況記錄表

從圖4可以看出：內(nèi)業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)，從影像比對(duì)不能判斷出紅色虛線(xiàn)部分是新建的鐵路還是公路，而從外業(yè)現(xiàn)場(chǎng)核查拍照可以完全確認(rèn)此處是新增的一條鐵路。外業(yè)核查過(guò)程中記錄好核查內(nèi)容和GPS坐標(biāo)，回到室內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，以便后期增量數(shù)據(jù)的提取。

2.2.4 增量數(shù)據(jù)提取和動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫(kù)建立

對(duì)安源區(qū)預(yù)處理數(shù)據(jù)及外業(yè)核查數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，編輯協(xié)調(diào)好各地形要素之間的拓?fù)潢P(guān)系，賦入相關(guān)屬性信息，獲取1∶5萬(wàn)地形數(shù)據(jù)全要素增量更新成果。該增量數(shù)據(jù)是在已有1∶5萬(wàn)地形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，每個(gè)地形要素增加三個(gè)屬性項(xiàng)，分別記錄地形要素的數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)（FEAID）、更新?tīng)顟B(tài)標(biāo)識(shí)（STACOD）和版本標(biāo)識(shí)（VERS）。數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)（FEAID）是實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)庫(kù)更新的關(guān)鍵，在更新生產(chǎn)過(guò)程中不得對(duì)其進(jìn)行任何編輯修改；更新?tīng)顟B(tài)標(biāo)識(shí)（STACOD）是實(shí)現(xiàn)基于增量要素更新的關(guān)鍵，在更新生產(chǎn)過(guò)程中必須對(duì)所有更新要素進(jìn)行更新類(lèi)型標(biāo)定（如“增加”、“刪除”、“修改”）；版本標(biāo)識(shí)（VERS）是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)版本化管理的關(guān)鍵，在更新生產(chǎn)過(guò)程中必須對(duì)所有更新要素進(jìn)行更新版本標(biāo)定（如“2015”）［4］。

增量更新操作具體包括：（1）增加要素：更新生產(chǎn)中新增要素時(shí)，更新?tīng)顟B(tài)標(biāo)識(shí)（STACOD）字段填寫(xiě)“增加”，版本標(biāo)識(shí)（VERS）字段填寫(xiě)更新要素的年份，如“2015”。（2）刪除要素：更新生產(chǎn)中需要將要素刪除時(shí)，不做物理刪除，只做更新?tīng)顟B(tài)標(biāo)記，其要素更新?tīng)顟B(tài)標(biāo)識(shí)（STACOD）字段填寫(xiě)“刪除”，版本標(biāo)識(shí)（VERS）字段填寫(xiě)更新要素的年份，如“2015”；更新生產(chǎn)過(guò)程中新增要素如需刪除則直接物理刪除即可。（3）修改要素：修改要素是對(duì)原有要素的圖形或?qū)傩赃M(jìn)行修改，原有要素圖形位置更新、形狀更新、屬性更新時(shí)，其要素更新?tīng)顟B(tài)標(biāo)識(shí)（STACOD）字段填寫(xiě)“修改”，版本標(biāo)識(shí)（VERS）字段填寫(xiě)更新要素的年份，如“2015”。（4）要素合并：幾個(gè)要素合并為一個(gè)時(shí)，合并后的要素標(biāo)記為“修改”并填寫(xiě)版本標(biāo)識(shí)（VERS），原有要素中與合并后要素的數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)識(shí)（FEAID）不一致的標(biāo)記為“刪除”并填寫(xiě)版本標(biāo)識(shí)（VERS）。（5）要素分割：一個(gè)要素分割為幾個(gè)要素時(shí)，其中主要的一個(gè)要素的更新?tīng)顟B(tài)標(biāo)識(shí)（STACOD）字段填寫(xiě) “修改”，版本標(biāo)識(shí)（VERS）字段填寫(xiě)更新要素的年份，其余要素的更新?tīng)顟B(tài)標(biāo)識(shí)（STACOD）字段填寫(xiě)“增加”并填寫(xiě)版本標(biāo)識(shí)（VERS）［5］。

增量數(shù)據(jù)完成提取后，需要進(jìn)行接邊處理（安源區(qū)與湘東區(qū)、上栗縣完全接邊），然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，并根據(jù)增量成果的“FEAID”和“STACOD”，進(jìn)行刪除重復(fù)數(shù)據(jù)、修改增量數(shù)據(jù)“STACOD”等操作，確保數(shù)據(jù)庫(kù)中要素的唯一性與完整性。最終建立以ArcGIS的File Geodatabase格式存儲(chǔ)，2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，坐標(biāo)單位為度的安源區(qū)動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容包括水系、居民地及設(shè)施、交通、管線(xiàn)、境界與政區(qū)、地貌、植被與土質(zhì)、地名［6］。

3 結(jié)束語(yǔ)

江西省1∶5萬(wàn)地形數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)更新采用最先進(jìn)的遙感影像綜合判調(diào)技術(shù)、結(jié)合網(wǎng)絡(luò)檢索和外業(yè)核查，建成了要素級(jí)多時(shí)態(tài)大型矢量數(shù)據(jù)庫(kù)，并實(shí)現(xiàn)了與地圖服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)動(dòng)更新。創(chuàng)建了基于數(shù)據(jù)庫(kù)的增量更新生產(chǎn)技術(shù)方法與流程，建立并實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；瘮?shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)態(tài)更新生產(chǎn)的質(zhì)量控制技術(shù)，確保了數(shù)據(jù)更新質(zhì)量。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行持續(xù)動(dòng)態(tài)更新，不斷提升數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，實(shí)現(xiàn)了從全面推掃式更新模式到動(dòng)態(tài)更新和全面更新相結(jié)合的持續(xù)更新模式的轉(zhuǎn)變。該數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)“一年一版圖”動(dòng)態(tài)更新，正為全面加快國(guó)家信息化發(fā)展步伐提供支撐。