數(shù)據(jù)庫增量更新技術在基礎測繪數(shù)據(jù)更新上的應用

張葉春歐陽曉

(江蘇省測繪工程院,江蘇 南京210013)

0 引 言

基礎測繪是建立和維護全國統(tǒng)一的測繪基準和測繪系統(tǒng),進行航天航空影像獲取,建立和更新維護基礎地理信息數(shù)據(jù)庫,提供測繪地理信息應用服務等的基礎?；A地理信息數(shù)據(jù)是國家空間數(shù)據(jù)基礎設施的重要組成部分[1]。2017年新頒布實施的《中華人民共和國測繪法》明確了基礎測繪在測繪地理信息行業(yè)中的地位和其服務于國民經(jīng)濟的公益性事業(yè)定位[2]。

“十三五”基礎測繪為數(shù)據(jù)庫建設和基礎測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)提出了新要求。傳統(tǒng)的基礎測繪更新模式是基于圖幅進行的全量更新[3],存在一些弊端,如每次更新都是另起爐灶,造成數(shù)據(jù)冗余且相鄰兩次更新的數(shù)據(jù)沒有相互聯(lián)系,無法查看數(shù)據(jù)的歷史演變狀況;另外由于時間基準不統(tǒng)一,外業(yè)作業(yè)平臺分散,造成了一定程度的更新障礙。因此,不能從根本上加快基礎測繪的更新速度。

基于數(shù)據(jù)庫的增量更新技術是一種解決地理信息數(shù)據(jù)歷次更新演變?nèi)狈討B(tài)追蹤的技術。尤其在基礎測繪數(shù)據(jù)更新上,解決了其數(shù)據(jù)生產(chǎn)更新的連貫性問題,通過挖掘歷次更新數(shù)據(jù)的狀態(tài),發(fā)現(xiàn)人類活動的潛在規(guī)律,更有益于制定土地利用規(guī)劃,有效指導國民經(jīng)濟活動。

本文從基礎測繪數(shù)據(jù)更新的角度出發(fā),通過基礎測繪數(shù)據(jù)更新在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中應用的實例,探討了基于時空數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫增量更新方法在基礎測繪數(shù)據(jù)更新上的應用,分析了該方法的優(yōu)勢及后續(xù)工作重點。

1 基于時空數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫增量更新技術

時空數(shù)據(jù)模型包含現(xiàn)勢數(shù)據(jù)集和增量更新數(shù)據(jù)集,每個數(shù)據(jù)集內(nèi)包含數(shù)據(jù)標準中的所有圖層?，F(xiàn)勢數(shù)據(jù)集存儲數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢形態(tài),增量更新數(shù)據(jù)集存儲數(shù)據(jù)的編輯更新信息,包括增加、刪除和修改。對于每一次變化,增量更新數(shù)據(jù)集僅記錄變化的增量,因此數(shù)據(jù)冗余少,能充分表達地物的變化,且時空數(shù)據(jù)模型支持多次更新,所以每個數(shù)據(jù)版本可以重復使用。

基于時空數(shù)據(jù)模型,數(shù)據(jù)庫更新通過在初期建庫時用F_IMPORTTIME記錄對象的入庫時間,用唯一標識碼(F_GUID)對要素進行唯一性認定。在后續(xù)數(shù)據(jù)持續(xù)更新過程中,一方面嚴格約束待更新數(shù)據(jù)統(tǒng)一由數(shù)據(jù)庫提供,另一方面約束更新平臺能夠?qū)Ω乱氐母聲r間以及唯一標識碼等進行實時維護。更新入庫過程中,以更新包的方式與庫中原有區(qū)域數(shù)據(jù)進行變化檢測及增量入庫,從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的增量更新。

基于時空數(shù)據(jù)模型的地理信息生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫在增量更新技術支撐下,能夠按照時間節(jié)點對數(shù)據(jù)集進行查詢,對比數(shù)據(jù)在不同時間點的變化情況,實現(xiàn)對不同時期數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計與分析,為地理信息數(shù)據(jù)的變化發(fā)現(xiàn)與監(jiān)測提供依據(jù)。

增量更新是指將編輯完成后的入庫數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中已有相應數(shù)據(jù)進行要素級別比對,抽取增加、修改、刪除的要素,提取增量更新信息并提交到增量更新數(shù)據(jù)集中,從而實現(xiàn)更新的技術。

更新任務數(shù)據(jù)自生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中繼承GW_OBJECTCID、GW_SUBTYPE、GW_AREA、GW_GUID、GW_UPDATE_TIME 和 GW_UPDATE_TYPE六個固有屬性字段,用來記錄原始數(shù)據(jù)信息和實時數(shù)據(jù)更新狀態(tài)、面積、地物類編碼等。其中,GW_UPDATE_TYPE用來實時記錄數(shù)據(jù)更新狀態(tài)。在數(shù)據(jù)更新過程中會隨實際情況記錄“增加”、“圖形修改”、“屬性修改”、“圖屬均修改”等狀態(tài)。待數(shù)據(jù)更新完畢,入庫前通過“更新信息轉(zhuǎn)換”把GW_UPDATE_TYPE最終狀態(tài)值根據(jù)對應關系記錄到STACOD字段中。GW_GUID記錄從生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中繼承的全球唯一碼。該值默認轉(zhuǎn)存在F_GUID字段中,在后期接邊中與入庫過程中和STACOD字段值共同作為數(shù)據(jù)是否變化以及如何變化的判斷依據(jù)。

2 應用實例

選取徐州市、邳州市共計4幅標準分幅數(shù)據(jù)作為實驗數(shù)據(jù),更新單元采用行政區(qū)劃、道路等要素進行劃分,采用區(qū)域級更新、圖幅級更新兩種方式進行實驗(圖1)。

圖1 更新工程區(qū)域示意圖

2.1 更新流程

基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎測繪更新方法與傳統(tǒng)方法最大的不同為:前者在更新前必須數(shù)據(jù)入庫,更新任務的數(shù)據(jù)也必須從數(shù)據(jù)庫下發(fā),并從數(shù)據(jù)庫中繼承全球唯一碼(F_GUID)作為與原始數(shù)據(jù)對比時要素發(fā)生變化和如何變化的判斷依據(jù)?；跀?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎測繪更新工作流程[1]如下所示(圖2)。

2.2 更新成果分析

數(shù)據(jù)采編后,在入庫檢測過程中產(chǎn)生更新包,更新包提交回數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中后,對比查看更新后的數(shù)據(jù)和更新之前的數(shù)據(jù),被更新的要素會在界面上高亮顯示(圖3-5)。

圖2 更新流程圖

圖3 原始數(shù)據(jù)

圖4 增量數(shù)據(jù)

從圖3-5中可以看出,基于地理要素數(shù)據(jù)庫的增量更新方式實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與生產(chǎn)更新平臺之間的雙向銜接,不僅提高了生產(chǎn)更新效率,還支持數(shù)據(jù)版本的管理與回溯,并且在此過程中最大限度地避免了數(shù)據(jù)冗余的產(chǎn)生。

3 結(jié) 語

(1)傳統(tǒng)的基礎測繪更新模式是全覆蓋更新,數(shù)據(jù)更新造成了數(shù)據(jù)的冗余且相鄰兩次更新的數(shù)據(jù)沒有相互間聯(lián)系,無法查看數(shù)據(jù)的歷史演變狀況,并且不能從根本上提高基礎測繪更新速度和使用效果。

圖5 疊加效果圖

(2)基于時空數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫增量更新技術解決了數(shù)據(jù)的下載、采編過程銜接和數(shù)據(jù)保密管理等問題,同時為數(shù)據(jù)生產(chǎn)和數(shù)據(jù)管理提供雙向?qū)觿?chuàng)造了條件,大大提高了生產(chǎn)效率。

(3)數(shù)據(jù)庫增量更新技術是一種基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的解決地理信息數(shù)據(jù)歷次更新缺乏內(nèi)在連貫性的方法,能夠有效解決更新數(shù)據(jù)的冗余,為充分挖掘地表人類活動的內(nèi)在關聯(lián)性提供科學依據(jù),也為基礎測繪成果拓寬使用提供了更多可能。