地形圖數(shù)據(jù)庫更新方式關(guān)鍵技術(shù)探討

摘 要：隨著大比例尺地形圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)的完成，城市變化日新月異，用戶對基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)的準確性和現(xiàn)勢性都提出了比較高的要求。如何快速、準確地獲取建設(shè)的變化信息，并及時準確的反映，成為我們當前思考的問題。文章通過分析深圳市1：1000地形圖數(shù)據(jù)庫模型及更新流程存在的利弊，提出面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫更新機制。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)；空間數(shù)據(jù)庫；更新；增量

深圳在全國率先建立了地形圖數(shù)據(jù)建庫和數(shù)據(jù)入庫更新機制。在注記的標準化，圖形的符號化方面形成了一定的要求。能夠很好的滿足傳統(tǒng)地形圖中對于“圖”的美觀作用，又滿足了計算機數(shù)據(jù)的格式要求。滿足社會各界的數(shù)據(jù)需求，給用戶提供了良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為城市基礎(chǔ)建設(shè)提供了準確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保證，但是隨著科學技術(shù)的發(fā)展，原來的修補測流程從修補測數(shù)據(jù)測完到地形圖數(shù)據(jù)庫更新完成，所需的周期太長了。為此，深圳市多次對當前地形圖數(shù)據(jù)更新存在的各類問題進行分析和探討，期待研究一種新模式實現(xiàn)提高對地形圖更新的效率。

1 地形圖基本構(gòu)成及更新機制

“深圳市規(guī)劃國土信息系統(tǒng)”其中子系統(tǒng)之一的“深圳市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)”于1998年基本建成，包括了覆蓋整個深圳市范圍的各基本比例尺的地形圖數(shù)據(jù)（1：1000，1：2000，1：10000等），其中1：1000大比例尺地形圖數(shù)據(jù)庫是應用最廣泛的數(shù)據(jù)庫。根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計，基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)選用ESRI公司的ARC/INFO作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件，屬性數(shù)據(jù)用Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理。深圳市1：1000地形圖數(shù)據(jù)庫分為八層，分別為建筑物（B）、道路水系植被（L）、管線（E）、點狀要素（P）、地形（T）、輔助線劃（F）、漢子注記（A）、注記點（P2）。

從1999年起為了使基礎(chǔ)測繪更好的服務(wù)于經(jīng)濟建設(shè)和規(guī)劃國土房地產(chǎn)管理的需要，及時準確的將地表及其附屬物的變化反映到地形圖上，深圳市對地圖更新實行了數(shù)據(jù)動態(tài)管理。動態(tài)管理的主要內(nèi)容為測量單位以三個月為周期對自己負責范圍內(nèi)的地貌、地物進行跟蹤巡視，將變化的地形在規(guī)定的時間內(nèi)用數(shù)字化測量的方法，進行跟蹤測量，修改原有地形圖，以確保地形圖的現(xiàn)勢性。測量單位采用ARCINFO軟件將測量成果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至符合數(shù)據(jù)庫要求的格式，檢查通過的數(shù)據(jù)入librarian庫（單幅），再進行數(shù)據(jù)合并，更新SDE數(shù)據(jù)庫。

2 地形圖數(shù)據(jù)入庫模式存在的問題

2.1 數(shù)據(jù)模型缺陷

地理數(shù)據(jù)模型是真實世界的抽象表達，它使用一系列數(shù)據(jù)對象來支持地圖的顯示、查詢、編輯和分析。經(jīng)過CAD數(shù)據(jù)模型、Coverage數(shù)據(jù)模型，現(xiàn)階段已經(jīng)有更好的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫模型（Geodatabase 數(shù)據(jù)模型）來存儲海量的地理數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)入庫缺陷

COV數(shù)據(jù)模型，以圖幅為最小單元管理數(shù)據(jù)庫，給測量單位接邊、修改數(shù)據(jù)時的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)檢查造成了很大的工作量。并且由于COV數(shù)據(jù)以點、線、面的方式組織與CAD數(shù)據(jù)組織方式不一致，造成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中比較容易出項錯誤。

GIS數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系重構(gòu)。由于DWG數(shù)據(jù)不支持拓撲關(guān)系，在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換完成后還需要進行數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系的重構(gòu)，如果DWG數(shù)據(jù)組織不夠規(guī)范，就會給軟件判斷帶來干擾，影響效果。

無法及時計算出數(shù)據(jù)更新量，由于是整體更新入庫，數(shù)據(jù)更新后要進行新舊對比較復雜，需重新調(diào)取所需的年份數(shù)據(jù)進行人工比較。

2.3 數(shù)據(jù)更新流程缺陷

當前的數(shù)據(jù)組織形式為批量式上交模式，測量單位測完一幅后并不能馬上入庫，而是要按照規(guī)定的時間檢查完一批數(shù)據(jù)后才能入庫。造成數(shù)據(jù)建庫整體效率低，拖慢了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的更新速度，影響了數(shù)據(jù)的使用效果。

長期以來，市政項目和其他建設(shè)用地開發(fā)項目的竣工測量成果僅滿足于規(guī)劃竣工驗收，其采用的標準及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及采用的標準與數(shù)字化地形圖不同，導致該部分數(shù)據(jù)無法直接使用，從而在地形圖修補測中需要重新測量該區(qū)域的基礎(chǔ)地形地貌信息，造成人力、物力和時間的浪費。

3 地形圖數(shù)據(jù)更新方式研究

為減輕測量單位內(nèi)業(yè)處理的工作量，減少入庫檢查中格式轉(zhuǎn)換過程，提高數(shù)據(jù)更新效率，滿足不同任務(wù)來源的地形修補測數(shù)據(jù)更新要求。試圖探討一種高效的增量數(shù)據(jù)更新方式。

3.1 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫更新

隨面向?qū)ο蠹夹g(shù)的思想萌芽于60年代，80年代逐漸發(fā)展成熟，并在90年代大范圍流行開來，在計算機用戶界面、人工智能、軟件工程等很多領(lǐng)域取得了極大的成功，把面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模方法應用于表示GIS數(shù)據(jù)特征是非常有用的。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型通過定義用戶自己的對象類型，定義拓樸的、空間的和全局的聯(lián)系，以及獲取這些對象相互之間的關(guān)系等方法使用戶能更自然的描述特征。

3.2 利用ARCGIS實現(xiàn)數(shù)據(jù)增量更新和歷史回溯

隨著空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)來源的多樣性，對空間數(shù)據(jù)的更新要求不僅限于修補測數(shù)據(jù)，這大大提高了空間數(shù)據(jù)的更新頻率，但由此而來的就是對于需要長時間、多步驟才能完成的海量空間數(shù)據(jù)的處理，如何才能保證其完整、一致；如何才能保證多個數(shù)據(jù)源對同一目標編輯修改的正確性；如何再現(xiàn)現(xiàn)勢數(shù)據(jù)多次變更的歷史過程，對于這一系列的問題，Geodatabase通過版本控制提供了完備的解決方案，提供了對GIS的數(shù)據(jù)處理工作流和長事務(wù)的支持，通過數(shù)據(jù)緩沖和提交時的取舍判斷有效協(xié)調(diào)（Reconcile）多用戶同時對空間數(shù)據(jù)編輯修改的并發(fā)操作。

3.3 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)增量更新實現(xiàn)方式

利用arcgis的數(shù)據(jù)庫分發(fā)機制，主要由三部分組成，分發(fā)、編輯同步。

（1）分發(fā)：分發(fā)前把數(shù)據(jù)組織到同一dataset中，選擇sde數(shù)據(jù)庫中任意區(qū)域并對分發(fā)的圖層進行控制，利用對話框選擇checkout方式。該方式只能進行一次入庫，同步后的mdb個人數(shù)據(jù)庫失去分發(fā)標記不能再進行同步操作，若要再次編輯只能重新分發(fā)新的數(shù)據(jù)庫。

（2）編輯：分發(fā)后的mdb個人數(shù)據(jù)庫記錄分發(fā)狀態(tài)的表主要有GDB_Replicachanges分發(fā)編輯記錄表和分發(fā)圖層記錄表GDB_ReplicaDatasets。表GDB_Replicachanges主要記錄的是對象的增加，修改、刪除的類型，通過判斷記錄的類型查找數(shù)據(jù)變化以進行增量更新。其中CLASSID表示要素集對應的ID號、ObjectID為要素的唯一字段，DatasetType表示數(shù)據(jù)類型（點、線、面）、State表示修改的類型（修改、刪除、增加）。表GDB_ReplicaDatasets記錄的是分發(fā)數(shù)據(jù)庫中所維護的所有圖層。圖層的id號與GDB_ObjectClasses表中featureclass一致。在arcgis中對分發(fā)的個人數(shù)據(jù)庫進行編輯系統(tǒng)會自動維護GDB_Replicachanges表，將所有的編輯記錄在表中。若通過其它的軟件（autocad）編輯需要將轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式，轉(zhuǎn)換格式后要記錄唯一關(guān)鍵字Objectid，最好將objectid保留在cad擴展屬性中這樣不會與thickness值發(fā)生沖突。同時在編輯時要記錄修改內(nèi)容參照GDB_Replicachanges表，可以編制軟件自動記錄也可手工記錄。

（3）同步：編輯好的分發(fā)數(shù)據(jù)庫與sde進行同步，arcgis會自動提取數(shù)據(jù)變化要素將改變反饋到sde中，如果與sde發(fā)生沖突可以選擇沖突解決方式。