河南省“天地圖”融合矢量數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)

劉杰姚亮亮李旭

（1. 河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南 鄭州 450002；2. 河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司，河南 鄭州 450003）

河南省“天地圖”融合矢量數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)

劉杰1姚亮亮2李旭1

（1. 河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南 鄭州 450002；2. 河南省水利勘測設(shè)計研究有限公司，河南 鄭州 450003）

“天地圖”數(shù)據(jù)融合是節(jié)點同構(gòu)的一項重要基礎(chǔ)性工作，針對河南省的數(shù)據(jù)情況，解決“天地圖”數(shù)據(jù)融合中技術(shù)難點，研究數(shù)據(jù)融合關(guān)鍵技術(shù)，為河南省數(shù)據(jù)融合提供技術(shù)支持。

“天地圖”；數(shù)據(jù)融合；數(shù)據(jù)處理；方案

1 引言

“天地圖”是由國家、省、市三級節(jié)點構(gòu)成的國家地理信息公共服務(wù)平臺。隨著“天地圖”應(yīng)用的日益廣泛與深入，采用“超鏈接”和“服務(wù)聚合”的方式已無法滿足跨省(市)域、跨層級(國家、省、市)的地理實體與地名地址查詢、專題信息掛接、綜合統(tǒng)計分析等應(yīng)用需求[1]。

“天地圖”數(shù)據(jù)融合是節(jié)點同構(gòu)的一項重要基礎(chǔ)性工作，通過整合國家、省、市各級節(jié)點的數(shù)據(jù)資源，提高“天地圖”各級節(jié)點數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，豐富數(shù)據(jù)內(nèi)容。數(shù)據(jù)融合的主要對象包括水系、交通線、居民地、境界、地名、地址、興趣點等[2]。

如何針對本省的數(shù)據(jù)情況，解決“天地圖”數(shù)據(jù)融合中數(shù)據(jù)量太大、處理效率不高、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)重復(fù)、拓撲關(guān)系錯誤等技術(shù)難點，通過研究數(shù)據(jù)融合關(guān)鍵技術(shù)，對于“天地圖”為社會大眾提供最新、最全、最權(quán)威的地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)十分重要。

2 河南省“天地圖”融合概況

為提升“天地圖·河南”整體地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)能力，河南省于2014年開展數(shù)據(jù)融合工作，截至目前，歷經(jīng)2014年、2015年、2016年三次數(shù)據(jù)融合任務(wù)，對全省數(shù)據(jù)進行了兩次全覆蓋的融合工作。正在進行的2017年“天地圖”融合更是利用最新一萬協(xié)同更新數(shù)據(jù)和導(dǎo)航數(shù)據(jù)對全省數(shù)據(jù)進行更新融合。

數(shù)據(jù)融合成果均應(yīng)用于“天地圖·河南”，隨著“天地圖”數(shù)據(jù)融合工作的有序推進，“天地圖·河南”在線服務(wù)內(nèi)容更加豐富，為河南省各級政府及廣大公眾版用戶帶來更加便捷、豐富、詳盡的在線地圖服務(wù)。

3 融合數(shù)據(jù)資料分析

國家主節(jié)點下發(fā)數(shù)據(jù)包含矢量數(shù)據(jù)和地名地址與興趣點數(shù)據(jù)，矢量數(shù)據(jù)包括鐵路、水系、面狀綠地、部分地級市城區(qū)范圍內(nèi)的面狀房屋、含有導(dǎo)航信息的線狀道路等，地名地址與興趣點數(shù)據(jù)為包含地名與興趣點的名稱、地址、電話、坐標、分類等信息；省級節(jié)點數(shù)據(jù)為本省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)提取融合需要圖層數(shù)據(jù)，包含鐵路、道路、線狀和面狀水系、綠地、居民地、興趣點等，具體見表1。

表1 主節(jié)點與省節(jié)點數(shù)據(jù)對比表

河南省數(shù)據(jù)存在融合范圍廣、數(shù)據(jù)量較大，主節(jié)點數(shù)據(jù)和省級節(jié)點數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性、精度和屬性結(jié)構(gòu)上存在差異，因此在進行數(shù)據(jù)融合時，需要選取表達精確、現(xiàn)勢性好、精度高、覆蓋全的要素進行融合[3]，并要做好數(shù)據(jù)的幾何拓撲、空間關(guān)系和邏輯一致性處理。經(jīng)分析，省節(jié)點的居民地、水系、鐵路、政區(qū)、境界及綠地6類數(shù)據(jù)集的現(xiàn)勢性、數(shù)據(jù)完整性、幾何精度都優(yōu)于主節(jié)點。省節(jié)點的道路數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)分類詳細程度、縣鄉(xiāng)道及農(nóng)村道路的完整性、國省道的現(xiàn)勢性方面都優(yōu)于主節(jié)點路網(wǎng)數(shù)據(jù)；主節(jié)點路網(wǎng)在城市區(qū)域的表達精細程度、整體路網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)方面優(yōu)于省節(jié)點道路，且和主節(jié)點的導(dǎo)航路網(wǎng)為同一套數(shù)據(jù)。針對主節(jié)點和省節(jié)點各類矢量背景數(shù)據(jù)特點，制定了不同的技術(shù)方案。

數(shù)據(jù)預(yù)處理為滿足融合數(shù)據(jù)要求，方便對不同版本數(shù)據(jù)進行管理，對所有主節(jié)點數(shù)據(jù)添加ZJD_ID字段，對省級節(jié)點數(shù)據(jù)HN_ID、hndate、hnstacode、hnedit等字段，擴展自身標識的屬性字段。

利用本省開發(fā)的融合工具，對選取的河南省框架路網(wǎng)和國家下發(fā)道路數(shù)據(jù)進行比對，在10m范圍內(nèi)的視為相同道路，在河南路網(wǎng)緩沖10～20m不能完全包括的進行人工檢查，20m緩沖以外的進行保留。

4 數(shù)據(jù)融合方案

4.1 道路融合方案

道路融合時以主節(jié)點路網(wǎng)為本底數(shù)據(jù)，以保持導(dǎo)航路網(wǎng)模型為原則，依據(jù)現(xiàn)勢性、數(shù)據(jù)精確度、空間關(guān)系合理性等進行融合處理，融合后的路網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)保持正確的拓撲關(guān)系。具體融合步驟如下：首先，利用自主開發(fā)的融合插件對圖層編輯狀態(tài)進行記錄。其次，主節(jié)點道路存在部分數(shù)據(jù)冗余和不合理情況，需要參考影像進行核實，將不合理數(shù)據(jù)修改至合理。其中主節(jié)點缺少而省節(jié)點包含的數(shù)據(jù)，需要增加數(shù)據(jù)到主節(jié)點，利用融合插件進行數(shù)據(jù)新增，并對新增數(shù)據(jù)和主節(jié)點數(shù)據(jù)處理拓撲關(guān)系。再次，為保持融合后路網(wǎng)連通性和配圖效果，融合中需要利用融合插件對DISSPLACLASID、FORM、FUNCLASS進行賦值，保持路網(wǎng)顯示的連通性和合理性。

4.2 水系融合方案

水系融合以主節(jié)點的水系數(shù)據(jù)為工作底圖，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)情況，先對省節(jié)點水系數(shù)據(jù)與主節(jié)點水系進行分析對比，然后對重大水系進行空間位置及屬性的核查處理，再核查處理水系與其他要素之間的關(guān)系等。水系融合具體流程如下：

（1）結(jié)合其他矢量數(shù)據(jù)、0.5m影像，對重要水系進行空間位置及走向、要素屬性的核查處理。

（2）結(jié)合主節(jié)點水系數(shù)據(jù)，對省節(jié)點數(shù)據(jù)進行屬性更新、水系要素增補。

（3）結(jié)合0.5m影像，核查水系數(shù)據(jù)與其他要素空間關(guān)系是否正確，對不正確的進行處理，形成水系融合成果數(shù)據(jù)。

4.3 居民地融合方案

居民地以面為表達，主要表達房屋、構(gòu)（建）筑物等信息。處理時以省級節(jié)點數(shù)據(jù)為本底，盡可能詳細地表示出單幢房屋或獨立構(gòu)(建)筑物等信息。

4.4 綠地融合方案

綠地的融合以省節(jié)點數(shù)據(jù)為本底數(shù)據(jù)，首先根據(jù)“天地圖”數(shù)據(jù)要求，對省節(jié)點綠地數(shù)據(jù)的分類代碼、層屬性及要素屬性字段重新規(guī)整，再結(jié)合影像處理好和綠地要素與其他要素層的空間關(guān)系。

4.5 政區(qū)、境界融合方案

境界與政區(qū)數(shù)據(jù)處理時，以河南省節(jié)點數(shù)據(jù)為本底進行融合，融合時要處理好各等級界線的拓撲關(guān)系，融合后的境界數(shù)據(jù)與政區(qū)數(shù)據(jù)應(yīng)保持境界的完全一致，當(dāng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)境界線和境界面矛盾時，以詳細度高、現(xiàn)勢性好的數(shù)據(jù)為準。

4.6 POI融合方案

POI數(shù)據(jù)源主要包括國家“天地圖”的POI數(shù)據(jù)、數(shù)字城市調(diào)繪的POI數(shù)據(jù)，兩套數(shù)據(jù)之間大量相互交叉、重復(fù)。需對多源POI數(shù)據(jù)進行整合，形成一套現(xiàn)勢性好、位置精度高的POI數(shù)據(jù)。融合流程如下：

（1）數(shù)據(jù)抽取細化。首先根據(jù)數(shù)據(jù)的特點，對數(shù)據(jù)進行初抽?。褐鞴?jié)點POI分為一般興趣點、地名數(shù)據(jù)兩部分；省節(jié)點POI抽取地名數(shù)據(jù)。

（2）判重去冗。采用“屬性+空間位置”雙重比對方法，實現(xiàn)多套POI之間的查重去冗，其中對于鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上行政地名采用結(jié)合統(tǒng)計局數(shù)據(jù)與民政廳數(shù)據(jù)對比修改。

（3）數(shù)據(jù)組織標準化。根據(jù)“天地圖”數(shù)據(jù)要求，對POI數(shù)據(jù)進行分類編碼轉(zhuǎn)換及屬性重置。

（4）對2套POI數(shù)據(jù)進行合并。

（5）對比鄉(xiāng)鎮(zhèn)（含）以上行政名稱，根據(jù)最新統(tǒng)計區(qū)劃地名修正。

（6）修正融合后POI中地名數(shù)據(jù)坐標精度。按照融合簡稱制作要求對POI的分類以及簡稱進行制作。

5 結(jié)語

河南省“天地圖”連續(xù)多年獲得五星級節(jié)點好評，這是對河南“天地圖”建設(shè)工作的肯定和鼓勵。今后，將繼續(xù)完善“天地圖·河南”平臺建設(shè)，積極融合國家“天地圖”主節(jié)點、河南省基礎(chǔ)測繪以及數(shù)字城市等相關(guān)數(shù)據(jù)成果和各類數(shù)據(jù)資源，加快開展“天地圖·河南”平臺的推廣和應(yīng)用，力爭把“天地圖·河南”打造成河南省信息化服務(wù)的基礎(chǔ)平臺，成為國家優(yōu)秀的省級節(jié)點，為河南政府部門、各企事業(yè)單位和社會公眾提供高效、標準的綜合地理信息服務(wù)，切實做好保障服務(wù)工作。

[1]國家測繪地理信息局．“天地圖”省市級節(jié)點建設(shè)方案 [G]．北京：國家測繪地理信息局，2015．

[2]國家測繪地理信息局．“天地圖”數(shù)據(jù)融合技術(shù)要求[G]．北京：國家測繪地理信息局,2013．

[3]劉月． “天地圖·遼寧”數(shù)據(jù)融合技術(shù)方法的探討[J]．測繪與空間地理信息，2016，39(7)：176-178．

劉杰（1990— ），女，漢族，助理工程師，主要從事測繪地理信息工作。E-mail：517037124@qq.com