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隨著經濟社會的不斷發展,對基礎地理信息現勢性等的要求會越來越高,基礎地理信息的更新方法還需與時俱進,持續加強和完善。基礎地理信息數據是涉及國家安全和經濟社會發展的基礎性、戰略性信息資源,基礎地理信息數據庫的生命力在于其數據的現勢性和準確性。因此,如何提高數據庫的更新效率成為測繪行政主管部門工作的重點內容之一。
一 城市基礎地理數據信息更新的內容
更新內容涉及全省交通、行政地名、行政境界、管線、大型工程(水利、電力、工礦企業等)等數據層。交通包括新建、在建、改建鐵路,公路,機場等。行政地名主要指鄉鎮以上地名的變更,以撤鄉建鎮為主要內容。管線包括新建、改建的主要輸氣、輸油、輸電線路等,如西氣東輸管道、西部原油成品油管道工程、大型工程包括新建水利、電力、工礦企業等具相當規模的大型工程。
二 地理信息數據更新方式
根據城市基礎測繪外業修測工作開展的特點,對基礎地理信息數據庫更新一般存有在三種方式:測區級更新、圖幅級更新以及要素級更新。測區級更新適用于某一塊區域因經濟建設和社會發展迅速導致地物地貌變化較大,無法采用局部個別要素更新解決數據現勢性問題時,可對該地區進行全面重測,并使用更新后的數據對數據庫中同區域數據進行整體性替換。與前兩種方式相比較而言, 要素級更新更新數據量少,但更新速度較快。
三 地理信息數據維護體系
城市基礎地理信息數據生產包括數據采集、數據分類與編碼、數據處理、數據分層、數據庫數據存儲結構設計,數據管理等。以保證基礎地理信息的現勢性,以確保規劃設計及后續其它專業能夠適時使用地理空間數據。
測繪部門將修測數據加工整理后,可以通過兩種方法更新基礎地理空間數據庫①:基于版本的更新,即以不同時間的整個數據庫為版本,更新時以新的版本取代舊的版本。②基于基態修正的數據更新,通過檢測、識別發現數據的變化部分,并對變化部分的數據進行更新,該方法適用于有嚴格的時態表達且變化頻繁的數據, 如地籍數據等。無論采用哪種更新方式,當數據量較大時,一旦遇到突發事件導致更新工作中斷,若沒有相應措施就會導致大量的時間和人力資源浪費在重復勞動中。
四 我國基礎地理信息更新服務所面臨的問題
目前我國基礎地理信息的更新服務方式仍以批量式更新為主,即把更新后的新版數據全部提供用戶,然后用戶根據需要進行相應的更新操作。根據我國已建成的基礎地理數據庫特點,并結合筆者對1:25萬地形數據庫和水利部在其基礎上建成的水文數據庫的調研結果分析,目前我國批量式更服務方式所面臨的問題主要包括:
1. 要素標識和標準問題
為簡化數據的更新過程,MasterMap?數據集通過要素唯一標識符(TOID)來跟蹤哪些要素發生了變化。我國雖然已經建立了多種地理信息分類與代碼標準(如國土基礎信息數據分類與編碼,中華人民共和國行政區劃代碼,全國河流名稱代碼等),但在建立國家基礎地理數據庫時,仍然存在不用標準,代碼分配不全,的現象。同時由于應用目的、標準體系、編碼規則的不同,各個數據庫之間的要素ID往往不能相互兼容。如1:25萬地形數據中的河流代碼采用《全國河流名稱代碼》(送審稿)標準,而水文數據庫中則采用《中華人們共和國行業標準 中國河流名稱代碼 SL249-1999》。在難以維護公共ID 的情況下,可采用計算要素幾何屬性的方法以保證要素間的相互匹配。
2. 語義差異問題
目前大多數用戶是在對基礎地理數據進行加工處理后才建立自己的應用型或專題型系統的。該過程的實施導致主數據庫和客戶數據庫之間在語法、語義、結構等方面的差異和不一致性,其中語義沖突又可以在模式(Schema)和數據(Data)兩個層次上分別劃分為六種類型。具體地講,在1:25 萬地形數據庫和水文數據庫之間主要存在表達沖突,分段沖突等數據層次上的語義沖突。
①表達沖突:當同一要素在數據庫中具有不同的表達形式時將產生表達沖突,如25萬地形數據庫中一條河流表示為一個狹長的面,而在水文數據庫中則可能將其表示為一條線。
②分段沖突:在數字化采集過程中,同一要素可能被不同的操作員分為不同的片段,進而引起數據間的分段沖突。
在存在以上差異的情況下,客戶數據庫更新過程中需要設計準確的模式匹配算法,以發現主/客戶數據庫之間語義相關的模式元素(關系,屬性等)并建立相互之間的映射關系,然后利用OCG(OpenGIS Consortium)提出的“語義轉換”方法,將主數據庫背景下的屬性值轉換到客戶數據庫背景下,并根據新的屬性值對客戶數據庫進行更新操作。
3. 變化發現問題
變化發現是指識別和確定不同時刻數據集之間存在的差異,由四個步驟組成:①發現變化;②變化分類;③變化類型特征描述④變化數量度量。批量式更新服務方式中,由于不同版本的數據只提供了地面特征在某一特定時刻的快照式信息,用戶可以通過生成緩沖區、層疊置等空間分析技術發現兩個版本間特征變化內容。
五 結語
由于歷史的原因,我國的機構存在條塊分割,各自為政的狀況,城市管理的各職能部門,如土地管理、房產管理、城市規劃、交通管理、市政、電信、自來水、煤氣、園林、環保等,在建立自己的信息系統時,所需的城市基礎地理信息,數據的建立、更新、維護和應用服務缺少宏觀統一的管理應用模式,難以實現信息資源的綜合利用和信息共享。
為克服這些缺陷,批量式更新需要解決要素標識、變化發現、語義差異等問題。與此同時,為進一步提高服務質量,實現客戶數據庫的動態(準)實時更新,應該對現有基礎地理數據庫實施改造、整合、完善工程,設計必要的數據接口和增量信息描述模型,構架基于網絡的更新服務設施,加強相關標準的制定工作和實施力度,使我國的基礎地理信息建設早日步入生產、維護、更新、服務一體化的軌道上來。