作者簡介：江峰（1979—），男，工程師，本科；研究方向：基礎(chǔ)測繪，地圖制圖，天地圖。

*通信作者：陳超（1987—），女，高級工程師，碩士；研究方向：基礎(chǔ)測繪，自然資源調(diào)查監(jiān)測。

摘要：傳統(tǒng)的省級基礎(chǔ)測繪DLG更新采用版本數(shù)據(jù)全量更新模式，從作業(yè)效率、數(shù)據(jù)可追溯性、時空數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性等多方面考慮，增量更新機制更加切實有效，也符合新型基礎(chǔ)測繪的發(fā)展方向。針對增量更新的設(shè)計與實現(xiàn)，文章研究了基于地理要素對象標(biāo)識與數(shù)據(jù)狀態(tài)追蹤的方法，基于該方法設(shè)計面向省級基礎(chǔ)測繪DLG的增量更新模型與基本規(guī)則，以及增量更新應(yīng)用于省級基礎(chǔ)測繪DLG年度更新與建庫的整體技術(shù)流程，最后通過實驗對本文方法的可行性與效率進行了驗證。文章方法可為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)測繪；DLG；增量更新；對象標(biāo)識；規(guī)則設(shè)計

中圖分類號：P217文獻標(biāo)志碼：A

0引言

基礎(chǔ)測繪是為經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)、社會發(fā)展和生態(tài)保護服務(wù)的公益性事業(yè)，是經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的省級基礎(chǔ)測繪DLG更新采用版本數(shù)據(jù)全量更新模式。此方法是對地表所有要素進行全面更新，對于全要素更新或變化量較大的區(qū)域較為適用，但存在周期長、效率低的問題，且各版本數(shù)據(jù)沒有相互聯(lián)系，無法查看數(shù)據(jù)歷史演變狀況。如何更好地解決數(shù)據(jù)冗余及更新效率問題，以滿足用戶對測繪地理信息數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性的需求，是目前省級基礎(chǔ)測繪面臨的瓶頸［1-3］。

2015年6月1日，國務(wù)院批復(fù)同意《全國基礎(chǔ)測繪中長期規(guī)劃綱要（2015—2030年）》，規(guī)劃綱要中明確提出，加快發(fā)展基礎(chǔ)測繪，形成新型基礎(chǔ)測繪體系的目標(biāo)，包括豐富數(shù)據(jù)內(nèi)容、縮短更新周期、增加更新頻率、提升生產(chǎn)效率、強化新技術(shù)應(yīng)用等具體內(nèi)容［4-6］。為了加快新型基礎(chǔ)測繪發(fā)展，武漢開展了試點工作［4］，江蘇、湖南、甘肅等多地開展了增量更新、變化區(qū)域快速更新以及網(wǎng)格化更新等模式探索［7-10］，都取得了一定成果。對于縮短更新周期、提升生產(chǎn)效率的需求，增量更新相對版本數(shù)據(jù)全量更新更加切實有效。

增量更新是一種解決地理信息數(shù)據(jù)歷次更新演變?nèi)狈討B(tài)追蹤的方法，利用增量更新不僅能夠提高更新效率，還能解決歷次成果相互獨立、沒有相互聯(lián)系和可追溯性的問題，為后期的數(shù)據(jù)查詢分析奠定基礎(chǔ)。因此，增量更新是實現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息常態(tài)化更新的一種重要手段［11-14］，探究其在DLG更新生產(chǎn)中的應(yīng)用意義重大。

本文研究了基于地理要素對象標(biāo)識與數(shù)據(jù)狀態(tài)追蹤的方法?；谠摲椒ㄔO(shè)計了面向省級基礎(chǔ)測繪DLG的增量更新模型與基本規(guī)則以及增量更新應(yīng)用于省級基礎(chǔ)測繪DLG年度更新與建庫的技術(shù)流程，最后通過實驗對本文方法的可行性與效率進行了驗證。

1增量更新設(shè)計

11模型設(shè)計

首先介紹本文涉及的兩個概念。任務(wù)區(qū)是面向數(shù)據(jù)庫管理與任務(wù)下發(fā)的數(shù)據(jù)組織單位，任務(wù)區(qū)范圍內(nèi)為物理連續(xù)的數(shù)據(jù)集，本文以區(qū)縣級行政區(qū)域作為任務(wù)區(qū)。生產(chǎn)單元是面向數(shù)據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的最小組織單元，是在任務(wù)區(qū)基礎(chǔ)上的細分。同一任務(wù)區(qū)內(nèi)，跨生產(chǎn)單元的同一要素，接邊后為一個完整要素對象。

設(shè)計基于地理要素對象標(biāo)識與數(shù)據(jù)狀態(tài)追蹤模型，是實現(xiàn)增量更新的首要步驟。本文通過采用復(fù)合編碼方式對地理要素進行唯一性身份標(biāo)識和狀態(tài)控制。由于實際生產(chǎn)中不可能以全省為單位開展，一般以任務(wù)區(qū)為單位開展，因此本文設(shè)計了雙重對象身份標(biāo)識的方法。

為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)增加FGUID、CGUID、DATE、STACOD、VERS和FEAID這幾個字段，各字段含義及說明具體如表1所示，通過這6個字段可實現(xiàn)數(shù)據(jù)增量更新的循環(huán)。

STACOD和DATE字段由生產(chǎn)單位自行填寫，F(xiàn)GUID、CGUID、VERS和FEAID字段由建庫部門統(tǒng)一賦值。FGUID、CGUID、STACOD和DATE字段的聯(lián)動關(guān)系如圖1所示。

12基本規(guī)則

由于VERS和FEAID字段由建庫階段統(tǒng)一賦值，此處僅對FGUID、CGUID、STACOD和DATE字段的基本規(guī)則進行詳細闡述。

121增加

將不存在于本底圖層、存在于更新圖層中的要素定義為“增加”要素。對于“增加”要素，CGUID和FGUID無須填寫，DATE填寫更新時間。圖2為面狀要素增加示例。

122修改

“修改”要素是指存在于本底數(shù)據(jù)中，但形狀或?qū)傩园l(fā)生變化的要素。對于“修改”要素，兩級標(biāo)識碼維持本底值，DATE填寫更新時間。具體包含以下幾種情況。

（1）點狀要素坐標(biāo)位置變化導(dǎo)致的移位、線狀或者面狀要素坐標(biāo)位置變化導(dǎo)致的伸縮移位，兩級標(biāo)識碼不變。

（2）線狀或者面狀要素分割時，一個歸類為“修改”，其余歸類為“增加”。“修改”要素的兩級標(biāo)識碼不變，“增加”要素的兩級標(biāo)識碼為空。

（3）線狀或者面狀要素合并時，一個歸類為“修改”，其余歸類為“刪除”?！靶薷摹焙汀皠h除”要素的兩級標(biāo)識碼不變。

（4）要素GB屬性變化，導(dǎo)致其換層，本底要素歸類為“刪除”，換層后要素歸類為“增加”。“刪除”要素的兩級標(biāo)識碼不變，“增加”要素的兩級標(biāo)識碼為空。

（5）GB或其他屬性變化，但是未換層，兩級標(biāo)識碼不變。

圖3為同層面要素合并導(dǎo)致的變化示例。對3個面狀要素合并并調(diào)整邊界，要素一和要素二為“刪除”，合并后要素STACOD為“修改”，標(biāo)識碼優(yōu)先繼承面積較大要素（要素三）的屬性值。3個要素合并前后的各屬性值如表2所示。同理，線狀要素合并時，合并后要素優(yōu)先繼承長度較大要素的屬性值。

123刪除

本底數(shù)據(jù)中存在的幾何要素整體消失，定義為“刪除”要素?！皠h除”要素的CGUID和FGUID維持本底值，DATE填寫要素更新時間。具體可見圖3示例中的要素一和要素二。

13接邊規(guī)則

接邊指的是同一任務(wù)區(qū)內(nèi)生產(chǎn)單元之間要素的接邊。其基本規(guī)則設(shè)計如下：

（1）接邊時，生產(chǎn)單元分界處的要素首先做好圖形和屬性接邊，再進行物理接邊，保持接邊后為一個完整的要素對象。

（2）接邊要素的CGUID、FGUID、STACOD及其余屬性應(yīng)完全相同。

（3）當(dāng)不同生產(chǎn)單元由于不同處理導(dǎo)致要素的STACOD、FGUID和CGUID取值不同時，考慮要素整體變化趨勢，優(yōu)先填寫能夠真實反映要素變化情況的取值。

2技術(shù)路線

將本文的增量更新方法應(yīng)用于年度更新的技術(shù)路線如圖4所示。對本底數(shù)據(jù)基于影像進行更新，得到STACOD為“增加/修改/刪除”的要素，形成增量包，將增量包提交至建庫部門，建庫部門對增量包檢查后，融合入本底數(shù)據(jù)，形成下一年度的本底數(shù)據(jù)，以此循環(huán)往復(fù)。

通過增量更新的模式避免了重復(fù)建庫，同時可追溯要素對象的演變過程，查看其生命周期，便于后期查詢、統(tǒng)計和分析。

3驗證與分析

為了驗證本文增量更新技術(shù)路線的可行性，選擇江蘇省內(nèi)某區(qū)縣作為任務(wù)區(qū)，開展增量更新實驗。江蘇省省級基礎(chǔ)測繪DLG數(shù)據(jù)成果包括40個圖層，更新后，逐圖層開展增量比對與提取，填寫要素更新狀態(tài)標(biāo)識（STACOD），同步更新相關(guān)屬性。點狀、線狀和面狀要素圖層的增量數(shù)據(jù)和本底數(shù)據(jù)疊加對比的局部示例如圖5所示。基于本文增量更新方法得到的增量包符合地表實際變化。

對40個圖層按照九大類統(tǒng)計變化要素，統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。從表3中可知，變化量最大的是植被與土質(zhì)，其次為水系，分別達到172%和134%，其余要素變化量較小。

本文分別以更新后的全量要素和增量要素開展數(shù)據(jù)庫建設(shè)對比實驗。全量要素數(shù)據(jù)庫建設(shè)是指對全量數(shù)據(jù)開展檢查與數(shù)據(jù)庫建設(shè)；增量要素數(shù)據(jù)庫建設(shè)是對增量要素開展檢查及與本底數(shù)據(jù)的融合。由表4可知，增量和全量要素建庫分別耗時15天和50天。增量要素建庫耗時約為全量要素建庫的 30%。對增量要素建庫，可減少未變化要素的數(shù)據(jù)檢查與數(shù)據(jù)庫建設(shè)，有效提高效率。

4結(jié)論

本文開展了面向省級基礎(chǔ)測繪DLG增量更新的方法路線設(shè)計與實現(xiàn)，設(shè)計增量更新模型與基本規(guī)則，并通過實驗對本文增量更新方法的可行性與建庫效率進行了驗證。

本文的增量更新路線已經(jīng)應(yīng)用于江蘇省省級基礎(chǔ)測繪DLG年度更新中，下一步將繼續(xù)開展面向新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)的相關(guān)研究。

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（編輯編輯姚鑫）