張葉春歐陽(yáng)曉

(江蘇省測(cè)繪工程院,江蘇 南京210013)

0 引 言

基礎(chǔ)測(cè)繪是建立和維護(hù)全國(guó)統(tǒng)一的測(cè)繪基準(zhǔn)和測(cè)繪系統(tǒng),進(jìn)行航天航空影像獲取,建立和更新維護(hù)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù),提供測(cè)繪地理信息應(yīng)用服務(wù)等的基礎(chǔ)?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)是國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分[1]。2017年新頒布實(shí)施的《中華人民共和國(guó)測(cè)繪法》明確了基礎(chǔ)測(cè)繪在測(cè)繪地理信息行業(yè)中的地位和其服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的公益性事業(yè)定位[2]。

“十三五”基礎(chǔ)測(cè)繪為數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)提出了新要求。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)測(cè)繪更新模式是基于圖幅進(jìn)行的全量更新[3],存在一些弊端,如每次更新都是另起爐灶,造成數(shù)據(jù)冗余且相鄰兩次更新的數(shù)據(jù)沒(méi)有相互聯(lián)系,無(wú)法查看數(shù)據(jù)的歷史演變狀況;另外由于時(shí)間基準(zhǔn)不統(tǒng)一,外業(yè)作業(yè)平臺(tái)分散,造成了一定程度的更新障礙。因此,不能從根本上加快基礎(chǔ)測(cè)繪的更新速度。

基于數(shù)據(jù)庫(kù)的增量更新技術(shù)是一種解決地理信息數(shù)據(jù)歷次更新演變?nèi)狈?dòng)態(tài)追蹤的技術(shù)。尤其在基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)更新上,解決了其數(shù)據(jù)生產(chǎn)更新的連貫性問(wèn)題,通過(guò)挖掘歷次更新數(shù)據(jù)的狀態(tài),發(fā)現(xiàn)人類活動(dòng)的潛在規(guī)律,更有益于制定土地利用規(guī)劃,有效指導(dǎo)國(guó)民經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。

本文從基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)更新的角度出發(fā),通過(guò)基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)更新在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中應(yīng)用的實(shí)例,探討了基于時(shí)空數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新方法在基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)更新上的應(yīng)用,分析了該方法的優(yōu)勢(shì)及后續(xù)工作重點(diǎn)。

1 基于時(shí)空數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新技術(shù)

時(shí)空數(shù)據(jù)模型包含現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集和增量更新數(shù)據(jù)集,每個(gè)數(shù)據(jù)集內(nèi)包含數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的所有圖層。現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)形態(tài),增量更新數(shù)據(jù)集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的編輯更新信息,包括增加、刪除和修改。對(duì)于每一次變化,增量更新數(shù)據(jù)集僅記錄變化的增量,因此數(shù)據(jù)冗余少,能充分表達(dá)地物的變化,且時(shí)空數(shù)據(jù)模型支持多次更新,所以每個(gè)數(shù)據(jù)版本可以重復(fù)使用。

基于時(shí)空數(shù)據(jù)模型,數(shù)據(jù)庫(kù)更新通過(guò)在初期建庫(kù)時(shí)用F_IMPORTTIME記錄對(duì)象的入庫(kù)時(shí)間,用唯一標(biāo)識(shí)碼(F_GUID)對(duì)要素進(jìn)行唯一性認(rèn)定。在后續(xù)數(shù)據(jù)持續(xù)更新過(guò)程中,一方面嚴(yán)格約束待更新數(shù)據(jù)統(tǒng)一由數(shù)據(jù)庫(kù)提供,另一方面約束更新平臺(tái)能夠?qū)Ω乱氐母聲r(shí)間以及唯一標(biāo)識(shí)碼等進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)。更新入庫(kù)過(guò)程中,以更新包的方式與庫(kù)中原有區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行變化檢測(cè)及增量入庫(kù),從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)的增量更新。

基于時(shí)空數(shù)據(jù)模型的地理信息生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)在增量更新技術(shù)支撐下,能夠按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行查詢,對(duì)比數(shù)據(jù)在不同時(shí)間點(diǎn)的變化情況,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同時(shí)期數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)與分析,為地理信息數(shù)據(jù)的變化發(fā)現(xiàn)與監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。

增量更新是指將編輯完成后的入庫(kù)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中已有相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行要素級(jí)別比對(duì),抽取增加、修改、刪除的要素,提取增量更新信息并提交到增量更新數(shù)據(jù)集中,從而實(shí)現(xiàn)更新的技術(shù)。

更新任務(wù)數(shù)據(jù)自生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中繼承GW_OBJECTCID、GW_SUBTYPE、GW_AREA、GW_GUID、GW_UPDATE_TIME 和 GW_UPDATE_TYPE六個(gè)固有屬性字段,用來(lái)記錄原始數(shù)據(jù)信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新狀態(tài)、面積、地物類編碼等。其中,GW_UPDATE_TYPE用來(lái)實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)更新狀態(tài)。在數(shù)據(jù)更新過(guò)程中會(huì)隨實(shí)際情況記錄“增加”、“圖形修改”、“屬性修改”、“圖屬均修改”等狀態(tài)。待數(shù)據(jù)更新完畢,入庫(kù)前通過(guò)“更新信息轉(zhuǎn)換”把GW_UPDATE_TYPE最終狀態(tài)值根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系記錄到STACOD字段中。GW_GUID記錄從生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中繼承的全球唯一碼。該值默認(rèn)轉(zhuǎn)存在F_GUID字段中,在后期接邊中與入庫(kù)過(guò)程中和STACOD字段值共同作為數(shù)據(jù)是否變化以及如何變化的判斷依據(jù)。

2 應(yīng)用實(shí)例

選取徐州市、邳州市共計(jì)4幅標(biāo)準(zhǔn)分幅數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),更新單元采用行政區(qū)劃、道路等要素進(jìn)行劃分,采用區(qū)域級(jí)更新、圖幅級(jí)更新兩種方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(圖1)。

圖1 更新工程區(qū)域示意圖

2.1 更新流程

基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)測(cè)繪更新方法與傳統(tǒng)方法最大的不同為:前者在更新前必須數(shù)據(jù)入庫(kù),更新任務(wù)的數(shù)據(jù)也必須從數(shù)據(jù)庫(kù)下發(fā),并從數(shù)據(jù)庫(kù)中繼承全球唯一碼(F_GUID)作為與原始數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)要素發(fā)生變化和如何變化的判斷依據(jù)?；跀?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)測(cè)繪更新工作流程[1]如下所示(圖2)。

2.2 更新成果分析

數(shù)據(jù)采編后,在入庫(kù)檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生更新包,更新包提交回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中后,對(duì)比查看更新后的數(shù)據(jù)和更新之前的數(shù)據(jù),被更新的要素會(huì)在界面上高亮顯示(圖3-5)。

圖2 更新流程圖

圖3 原始數(shù)據(jù)

圖4 增量數(shù)據(jù)

從圖3-5中可以看出,基于地理要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的增量更新方式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)與生產(chǎn)更新平臺(tái)之間的雙向銜接,不僅提高了生產(chǎn)更新效率,還支持?jǐn)?shù)據(jù)版本的管理與回溯,并且在此過(guò)程中最大限度地避免了數(shù)據(jù)冗余的產(chǎn)生。

3 結(jié) 語(yǔ)

(1)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)測(cè)繪更新模式是全覆蓋更新,數(shù)據(jù)更新造成了數(shù)據(jù)的冗余且相鄰兩次更新的數(shù)據(jù)沒(méi)有相互間聯(lián)系,無(wú)法查看數(shù)據(jù)的歷史演變狀況,并且不能從根本上提高基礎(chǔ)測(cè)繪更新速度和使用效果。

圖5 疊加效果圖

(2)基于時(shí)空數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新技術(shù)解決了數(shù)據(jù)的下載、采編過(guò)程銜接和數(shù)據(jù)保密管理等問(wèn)題,同時(shí)為數(shù)據(jù)生產(chǎn)和數(shù)據(jù)管理提供雙向?qū)觿?chuàng)造了條件,大大提高了生產(chǎn)效率。

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)增量更新技術(shù)是一種基于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的解決地理信息數(shù)據(jù)歷次更新缺乏內(nèi)在連貫性的方法,能夠有效解決更新數(shù)據(jù)的冗余,為充分挖掘地表人類活動(dòng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性提供科學(xué)依據(jù),也為基礎(chǔ)測(cè)繪成果拓寬使用提供了更多可能。