基于联合测绘数据源的大比例尺地形图动态更新
李自然 杨明军
(珠海市测绘院, 广东 珠海 519015)
摘 要：大比例尺地形图作为基础地理信息数据的重要组成部分,为城市建设与发展提供基础性保障服务。随着城市信息化进程不断加快,各行业、各领域对基础地理信息数据的现势性要求越来越高。本文以珠海市为例,提出一种基于联合测绘数据源,按需提取联合测绘成果中高精度、强现势性的大比例尺地形图数据,对城市基础地形数据库进行动态更新的方法。结果表明：此方法不但能够大幅缩短基础地理信息数据的更新周期,提高现势性,而且可以有效地避免重复测绘,降低成本。
0 引言
基础地理信息数据是构建国土空间规划“一张图”的基础数据,也是国土空间规划编制、现状分析、制定生产力总体布局与重点区域开发战略等工作必不可少的基础底板。
基础地理信息数据的生命力和价值就在于数据的现势性和准确性。随着经济和社会的高速发展,各级政府部门、社会公众对城市基本比例尺地形图的需求日趋旺盛,并对相关数据的可靠性、现势性和全面性等方面提出了更高的要求。城市大比例尺地形图更新是一个系统、复杂的工程,其更新的模式和周期受组织管理、采集手段、投入资金、技术支撑、用户需求等多方面的影响。根据《国家基本比例尺地形图更新规范：GB/T 14268—2008》之规定,大比例尺地形图更新周期为2～3 a。近年来,随着城镇化速度的加快,城市地面物质形态变化迅速,原有静态的或定期更新数据库的模式已严重滞后于城市的发展变化[1],导致城市基础地形的现势性和数据质量较差,难以满足城市规划、城市建设和城市精细化品质化管理等多元化需求。因此,寻找适合的数据源,实现对城市基本比例尺地形图快速有效的动态更新,已经成为城市规划管理部门和测绘工作部门亟须解决的难题之一。
本文提出以珠海全市现势性最强的大比例尺地形图为底图数据支撑,以联合测绘成果中的专题验收图为数据源,以图制图,实现大比例地形图的动态更新。
1 联合测绘数据源
为贯彻落实党中央、国务院关于深化“放管服”改革和优化营商环境的部署要求,广东省全面开展工程建设项目审批制度改革,实行联合测绘,针对房屋建筑和城市基础设施等工程建设项目,在竣工验收阶段涉及的规划条件核实测量、人防工程竣工验收测量和不动产测量,实行一次委托、联合测绘、成果共享[2-4]。自《通知》印发以来,珠海市自然资源局积极研究“联合测绘”方案,以测绘信息科为归口,统一开展管理联合测绘业务,于2020年3月上线了“珠海市工程建设项目联合测绘网上办事大厅”,以信息化服务,采用“不见面”方式,提供建设单位、测绘单位、质检部门和主管部门网上在线办理业务委托、合同签订、测绘生产、数据质检、成果领取、进度查询等多项服务,实现联合测绘业务便捷高效办理。
联合测绘三项专题业务涉及的地形数据,是在全要素地形图的基础上叠加了各自的专题数据,去除专题要素后,可作为更新大比例地形图的数据源(表1), 更新基础地形数据。
表1 联合测绘地形数据源
2 关键技术
为便于地形图动态更新,需要建立数据底图。首先整合珠海市现势性最强的1∶500地形图数据,基于标准化地形图建库标准,对地形图中的8大类要素逐次进行整理,建立基础地形数据库。然后综合运用以下两项关键技术,依托EPS地理信息工作站(electronic platform survey system,EPS)平台定制开发动态更新管理系统。
2.1 地形要素的动态符号化技术
地形要素的动态符号化技术是在ArcObjects组件和EPS平台基础上研发的符号化控件(ArcSymI),在不改变原地理信息系统(geographic information system,GIS)任何数据结构的前提下,显示过程自动融合 ArcSymI,符号随信息自动显示。根据已定制好的模板,配置信息化符号显示,无须定制ArcGIS的内部符号库,统一由控件完成符号化显示工作,达到基于测绘生产平台动态建立能够表达 GIS 要素的符号化显示要求,真正实现图库一体化,确保地形数据同时满足建库与制图需求。符号化效果如图1所示。
图1 地物符号化效果
2.2 基于时态的增量更新技术
GIS 所描述的现实世界是随时间连续变化的,但当空间对象随时间变化比较缓慢且变化的历史过程无关紧要时,可以采用离散的“数据更新”方式来处理时间变化的影响。EPS平台借鉴时态GIS思想,将时间属性作为空间对象必需的基本属性,在时间维度上,将无序的更新业务,统一成先后有序的更新事件,妥善解决了更新冲突问题。数据更新采用“基于项目范围线的地理要素编组化”的增量更新方式,入库前进行地形要素空间冲突检测,同时地形库每日依据变化的数据计算更新范围,生产缓存切片替换该范围内的旧切片,提升浏览速度。
3 技术流程
大比例地形图动态更新遵循“实时更新”的原则。利用联合测绘的地形数据,建立以数据库为核心的集数据整合、数据建库、数据生产、动态更新、数据共享和数据分发于一体的技术体系,通过持续建设、逐步完善,最终形成覆盖珠海市全域的基础地形数据资源,构建基于联合测绘数据源的基础地形动态更新机制,提高基础地形数据的现势性。总体技术流程如图2所示。
图2 总体技术流程
3.1 底图数据申请
测绘单位在合同备案完成后可在线申请项目范围线以内的底图数据。申请底图数据时,需提交《底图数据利用申请表》,并上传项目范围线,经测绘主管部门审核通过后,获取底图数据。
3.2 主管部门审核
测绘主管部门应根据《中华人民共和国测绘法》《测绘地理信息管理工作国家秘密目录》等法律法规,对测绘单位申请的底图数据进行审核。审核通过后,发放底图数据,包括线上和线下两种方式。
3.3 获得底图数据
系统采取“基于项目范围线的地理要素编组化”数据获取方式,即：位于项目用地红线范围内的要素,以及位于项目用地红线外但其所属编组与用地红线相交的要素,均会被下载,以保持编组的完整性。如图3所示。
图3 底图数据下载
3.4 数据生产
测绘单位在底图数据的基础上进行修补测。测绘单位可采用全站仪、RTK、无人机、激光扫描等多种技术手段进行野外数据采集,内业编绘需严格按照《国家基本比例尺地图图式：GB/T 20257.1—2017》技术规定,规范表达各地物要素,准确反映各地物的空间位置和形态特征。项目范围线以内以及和范围线相交的地物,均应按实地情况绘制。一般情况下不得修改用地红线及红线以外的原有地物,若确需修改的,需保持新地物的完整性以及拓扑关系的正确性。数据编辑时需严格遵循完整性原则、公共边重合原则、面状地物封闭原则、新旧数据接边吻合原则等。
3.5 数据质检
测绘单位提交成果后,系统自动对成果数据进行质检。质检内容包括组织结构完整性、数据命名规范性、数据有效性、图属一致性、图形正确性、图形拓扑关系等,确保数据质量满足规范和入库要求,同时数据质检要遵循精度匹配原则,保证更新数据的精度,确保原数据与更新数据的正确衔接。
3.6 专题要素去除
经过质检的地形数据,软件会通过编码过滤,自动剔除联合测绘专题要素。过滤后的全要素地形图,可作为更新基础地形数据库的数据源,进行下一步的入库更新。
3.7 入库更新
数据入库更新在“基于项目范围线的地理要素编组化”的更新模式下进行,采用基于范围的更新办法[5-6],即位于项目范围内的要素,以及位于项目范围外但其所属编组与项目范围相交的要素,将保持编组的完整性,整体更新至基础地形数据库中,并替换库中的原有数据,位于项目范围外且其所属编组与项目范围相离的要素,将不做入库更新。数据入库前进行地形要素空间冲突检测[7],并统计更新的种类和数量。
3.8 成果共享
数据入库更新后,提供查询、浏览、下载等共享服务。为提升数据的浏览速度,系统提供切片式地图服务,在入库更新任务完成之后,将自动触发局部切片程序,确保地图服务同步更新。
4 实施效果
平台收集了珠海市现势性最强的336 km2的1∶500地形数据,通过整理建库,形成数据底板。测绘单位登录 “珠海市工程建设项目联合测绘网上办事大厅”,按第3节的技术流程进行业务办理,项目成果中的专题地形数据,由系统剔除专题要素后,实时更新基础地形数据库(图4),最终形成底图申请→数据生产→数据质检→入库更新→成果共享的基础地形动态更新闭环管理模式。
图4 联合测绘数据更新地形库
经过2年的运营,各专项业务的数据累计更新量如表2所示。实践表明,在城市基础地形更新周期的空档期,此方法很好地提升了基础地理信息数据的现势性,为珠海市应急测绘和疫情地图制作,提供了数据保障。
表2 联合测绘地形数据更新量
5 结束语
针对城市基础地理信息数据现势性差、更新周期长、生产成本高的问题,本文提出以联合测绘成果中的专题地形图为数据源,依托EPS平台研制以数据库为核心的大比例尺地形图动态更新方法,为基础地形数据的更新提供一种新思路。该方法成功地在珠海市进行了推广应用,有效地弥补了基础地形在更新周期内现势性不足的问题,丰富了基础地形的更新方式,同时也避免了重复测绘,降低了更新成本。但联合测绘数据的多源性,数据格式的多样性,也为地形数据更新带来了困难,在将来的工作中,进一步提高多源数据融合水平,提升数据更新的自动化程度,是进一步研究的方向。
参考文献
[1] 曹兵.城市基本比例尺地形图动态联动更新机制[J].测绘工程,2016,25(5)：78-80.
[2] 凌晓春.多测合一信息管理系统建设研究[J].北京测绘,2020,34(6)：750-755.
[3] 熊思桥,曲冠晨,薛翻琴,等.“多测合一”数据综合生产管理系统建设[J].北京测绘,2020,34(12)：1694-1698.
[4] 李振仟.工程建设项目“多测合一”改革思考与实践[J].中国测绘,2020(1)：60-63.
[5] 杨文杰,张新长,罗国玮,等.基于要素的地形图数据更新方法研究[J].地理信息世界,2014,21(6)：12-16.
[6] 张新长,唐铁.影像增量动态更新与融合技术研究[J].测绘学报,2011,40(6)：790-795.
[7] 张新长,郭泰圣,唐铁.一种自适应的矢量数据增量更新方法研究[J].测绘学报,2012,41(4)：613-619.
引文格式： 李自然,杨明军.基于联合测绘数据源的大比例尺地形图动态更新[J].北京测绘,2023,37(3)：351-355.
基金项目：国家自然科学基金(41431178);广东省自然科学基金(2016A030311016)
作者简介：李自然(1984—),男,河南辉县人,大学本科,工程师,从事工程测量、地理信息系统开发工作。E-mail：542134560@qq.com
通信作者： 杨明军,E-mail：940335477@qq.com
转自：“测绘学术资讯”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
