“天地圖·湖州”市縣級節(jié)點數(shù)據(jù)融合探討

吳建曄，琚鋒，尤加俊

(湖州市測繪院，浙江 湖州 313000)

1 引 言

天地圖是由國家、省、市縣三級節(jié)點構(gòu)成的國家級地理信息公共服務(wù)平臺。新版《測繪法》中(第四十條)明確規(guī)定了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的及時采集獲取、加工處理和更新工作應(yīng)由縣級以上人民政府的測繪地理信息主管部門負(fù)責(zé)，并以公共服務(wù)平臺為載體，通過在線的方式向社會公眾提供地理信息服務(wù)，從而實現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的開放與共享。該規(guī)定對天地圖市縣級節(jié)點數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性、權(quán)威性和豐富性以及地理信息公共服務(wù)平臺的服務(wù)水平都提出了更高的要求。

隨著天地圖平臺在各行業(yè)日益廣泛與深入的應(yīng)用，以“超級鏈接”和“多服務(wù)聚合”為代表的原有服務(wù)方式已無法滿足現(xiàn)如今跨域、跨層級的地理實體、地名地址和興趣點(POI)的查詢、專題信息服務(wù)、綜合統(tǒng)計分析等不斷擴展的應(yīng)用需求[1]。為此，原國家測繪地理信息局于2013年開始啟動天地圖三級節(jié)點多源、多尺度、異構(gòu)數(shù)據(jù)的同構(gòu)試點工作，對國家、省、市各級節(jié)點進行數(shù)據(jù)整合；浙江省測繪與地理信息局則于2014年開展數(shù)據(jù)融合工作。“天地圖·湖州”作為湖州市“數(shù)字湖州地理空間框架建設(shè)”的成果之一，于2012年通過驗收，并正式上線運行；其后按照國家和省局要求逐步更新數(shù)據(jù)，完善功能，成為浙江省首個全面完成市、縣級全覆蓋的地級市節(jié)點。本文以“天地圖·湖州”市縣節(jié)點數(shù)據(jù)融合為例，對天地圖數(shù)據(jù)融合的更新方案進行深入分析，并對幾年來的數(shù)據(jù)融合實踐進行總結(jié)，為進一步提升市縣節(jié)點天地圖平臺的服務(wù)水平提供參考。

2 數(shù)據(jù)融合更新方案

2.1 市縣級節(jié)點數(shù)據(jù)分析

與我國基礎(chǔ)測繪的分級管理制度保持一致，天地圖按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，由國家主節(jié)點、省級節(jié)點和市縣級節(jié)點三個層級分級建設(shè)。不同節(jié)點數(shù)據(jù)滿足公眾多樣的應(yīng)用需求，其中國家及省級節(jié)點數(shù)據(jù)主要為宏觀、廣域和導(dǎo)航位置服務(wù)；市縣級節(jié)點數(shù)據(jù)則可以滿足定制化、精細(xì)化的地理信息應(yīng)用[2]。

“天地圖·湖州”數(shù)據(jù)融合的矢量數(shù)據(jù)采用已融合國家節(jié)點導(dǎo)航數(shù)據(jù)的“天地圖·浙江”母庫數(shù)據(jù)、湖州市三縣兩區(qū)(5 818 km2)范圍內(nèi)的 1∶2 000和 1∶500大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、電子地圖數(shù)據(jù)、地理實體數(shù)據(jù)、地名地址和POI數(shù)據(jù)、不同時相、不同分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)、地理國情和市情普查成果等數(shù)據(jù)。市縣級節(jié)點大比例尺數(shù)據(jù)中 1∶500 DLG主要覆蓋市縣的建成區(qū)范圍，1∶2 000 DLG市縣區(qū)域基本全覆蓋，影像數(shù)據(jù)則主要為全域覆蓋的 0.2 m分辨率影像和覆蓋部分區(qū)域的優(yōu)于 0.2 m無人機影像。對于市縣高分辨率影像數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)融合時應(yīng)進行抽稀處理，以保證影像融合成果不能優(yōu)于 0.5 m。

2.2 數(shù)據(jù)融合總體原則

數(shù)據(jù)融合的思路是對同名地物綜合比對分析，從多源多尺度數(shù)據(jù)中抽取內(nèi)容全面、現(xiàn)勢性較好、要素表達準(zhǔn)確、采集精度高的要素進行融合更新。數(shù)據(jù)融合的最終目標(biāo)是獲取在現(xiàn)勢性、準(zhǔn)確性、豐富性等各方面綜合達到最優(yōu)，各比例尺充分融合的電子地圖數(shù)據(jù)[3，4]。融合總體原則如下：

(1)以現(xiàn)勢性好、幾何表達正確的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，其次考慮選擇精度高的要素。

(2)屬性填寫要求正確，當(dāng)不同數(shù)據(jù)源中的同名地物屬性項取值不一致時，依據(jù)現(xiàn)勢性、準(zhǔn)確性等進行判別并做相應(yīng)修改。

(3)空間拓?fù)潢P(guān)系與邏輯一致性要求：融合后的成果數(shù)據(jù)須經(jīng)過拓?fù)潢P(guān)系檢查處理，確保各要素空間拓?fù)潢P(guān)系正確；且各類信息邏輯須一致，居民地、道路交通、水系、綠地等不存在不合理壓蓋。

(4)內(nèi)容豐富性原則：融合處理時要素的增補應(yīng)綜合利用多源信息，且盡可能完整保留增補數(shù)據(jù)中的原有信息。

2.3 數(shù)據(jù)融合更新技術(shù)流程

數(shù)據(jù)融合更新主要涉及多源和多尺度數(shù)據(jù)綜合處理，融合處理過程遵循電子地圖要素集的生產(chǎn)模式。融合更新的主要流程包括：首先從省、市、縣數(shù)據(jù)源中抽取融合所需的目標(biāo)圖層；然后對提取的圖層要素進行要素編碼一致性處理，“天地圖·湖州”要素代碼遵從浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)，即《基礎(chǔ)地理信息要素分類與圖形表達代碼》；再基于上述數(shù)據(jù)融合的總體原則對圖層進行分類融合更新，最終形成一套完整的融合成果，具體技術(shù)流程如圖1所示。融合成果經(jīng)“兩級檢查、一級驗收”，并進行變形脫密技術(shù)處理后，方可按照模板配圖可視化、切片、發(fā)布服務(wù)和正式上線運行。

圖1 數(shù)據(jù)融合更新流程圖

3 融合成果檢查及服務(wù)更新發(fā)布

3.1 成果檢查

在數(shù)據(jù)融合過程中，作業(yè)人員需不斷在地圖不同顯示級別間切換調(diào)整，使融合后的要素分級顯示美觀，平滑自然過渡，內(nèi)容逐級增加。按照“兩級檢查、一級驗收”規(guī)定，對融合成果進行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，靈活運用程序自動檢查、人工檢查、數(shù)據(jù)比對檢查等多種檢查方法對矢量和影像數(shù)據(jù)進行檢查[5]。

數(shù)據(jù)融合更新成果檢查常見問題總結(jié)如下：

(1)要素屬性錯誤

數(shù)據(jù)融合成果將采用統(tǒng)一配圖模板，完成省市縣不同級別的數(shù)據(jù)配圖、切片和在線服務(wù)發(fā)布。基于配圖模板的地圖可視化需讀取要素的屬性內(nèi)容，因此各圖層的屬性結(jié)構(gòu)和各要素的屬性值填寫都必須正確。嚴(yán)禁直接使用市縣節(jié)點數(shù)據(jù)替換省級節(jié)點數(shù)據(jù)。

(2)注記重復(fù)及壓蓋

地名地址和POI數(shù)據(jù)融合時，首先要與省級節(jié)點地名地址與POI數(shù)據(jù)進行去重處理，再依據(jù)市縣節(jié)點數(shù)據(jù)進行增補[6]。原則上以省級節(jié)點數(shù)據(jù)為本底，充分結(jié)合市縣地名地址、POI數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)和地理國情、市情數(shù)據(jù)進行增補與更新，尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府駐地、行政村名、社區(qū)居委會等行政地名以及地名注記中的生僻字處理。

此外，還要處理好地名地址和POI同居民地、水系、道路等相關(guān)要素間的空間關(guān)系。通常在省級節(jié)點顯示正常的POI在市縣級節(jié)點大比例尺地圖上常常會出現(xiàn)位置偏移，特別是與房屋面、道路數(shù)據(jù)的不合理壓蓋，因此需作業(yè)人員仔細(xì)判讀修改，以保證POI與道路等數(shù)據(jù)相對關(guān)系的準(zhǔn)確，杜絕POI落水、注記的疏密隨地圖級別變化顯示突兀、注記符號相互壓蓋等不合理情況。

(3)道路顯示錯誤

市縣級道路數(shù)據(jù)融合時，應(yīng)以省級節(jié)點導(dǎo)航路網(wǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依據(jù)數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性、精度、空間關(guān)系合理性等，融合處理市縣最新變化的高速公路、國道、省道、縣道、鄉(xiāng)道、機耕路、鄉(xiāng)村路等路網(wǎng)數(shù)據(jù)。道路融合時尤其需要注意保持省級節(jié)點導(dǎo)航路網(wǎng)模型，基于高分影像對路網(wǎng)的幾何形狀與空間位置進行編輯時不應(yīng)破壞路網(wǎng)連通性[7，8]。新融合的道路邊線、道路中線空間位置與屬性信息表達要與道路實體一致，道路變化時，其空間和屬性信息要做相應(yīng)的修改。應(yīng)確保融合后的路網(wǎng)數(shù)據(jù)空間拓?fù)潢P(guān)系正確。

為優(yōu)化不同級別道路網(wǎng)絡(luò)配圖后的顯示效果，保證同一級別道路與高級別道路的連通性和閉合性，應(yīng)根據(jù)周邊路網(wǎng)顯示情況調(diào)整道路顯示類別，在不影響周邊道路連通性時，適當(dāng)升降顯示級別，保證視圖內(nèi)整個路網(wǎng)的連通，避免出現(xiàn)孤立道路。

此外，融合方案約定匝道的顯示類別應(yīng)和與其相連的低等級道路保持一致，如當(dāng)匝道連接省道與城市主干道路時，匝道的道路顯示類別應(yīng)該與主干道保持一致。

3.2 服務(wù)更新發(fā)布

數(shù)據(jù)融和成果經(jīng)檢查無誤并作脫密、變形處理后，即可切片，發(fā)布服務(wù)?！疤斓貓D·湖州”數(shù)據(jù)融合更新后的數(shù)據(jù)要素內(nèi)容更加豐富、現(xiàn)勢性更好、精度更高。數(shù)據(jù)融合前與更新后的對比效果如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)融合前后對比圖(18級)

4 存在問題及對策分析

“天地圖·湖州”自完成市、縣級全覆蓋以來，地圖質(zhì)量和對外服務(wù)能力大幅提高，已成為湖州市權(quán)威性的地理信息公眾服務(wù)平臺。但在日常平臺運維及應(yīng)用推廣過程中還是存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

4.1 實時更新困難

“天地圖·湖州”數(shù)據(jù)融合更新除按年度大面積更新外，迫切需要準(zhǔn)實時、小范圍的局部按需更新及服務(wù)發(fā)布，否則會給有關(guān)部門的應(yīng)用帶來影響，也會給天地圖的推廣帶來困難。但是目前融合成果在正式更新上線前，需要經(jīng)過省級部門質(zhì)檢、數(shù)據(jù)脫密、變形等相關(guān)技術(shù)處理，更新周期太長，實時更新很難保證，而且很難做到與國家級和省級節(jié)點的聯(lián)動更新。因此迫切需要建立新型的、高效的省市縣一體化的數(shù)據(jù)聯(lián)動更新機制，真正實現(xiàn)天地圖數(shù)據(jù)的實時更新。

4.2 縣級節(jié)點服務(wù)保障能力欠缺

目前“天地圖·湖州”縣級節(jié)點按照建設(shè)要求均設(shè)有各自的服務(wù)器，但縣級節(jié)點存在運維技術(shù)人員缺乏、技術(shù)力量薄弱等問題，以至于縣級節(jié)點服務(wù)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)融合質(zhì)量、部門應(yīng)用推廣、技術(shù)支撐等均無法得到保障。因此，縣級節(jié)點網(wǎng)站及服務(wù)全部托管到市級節(jié)點是一個不錯的選擇，同時縣級節(jié)點節(jié)約的建設(shè)經(jīng)費可以支撐市級節(jié)點做大做強，更好地為政府部門、企事業(yè)單位和人民群眾提供商業(yè)地圖網(wǎng)站無法滿足的地理信息服務(wù)。

5 結(jié) 語

“天地圖·湖州”數(shù)據(jù)融合更新工作解決了湖州市域范圍內(nèi)省市縣數(shù)據(jù)源不同、現(xiàn)勢性和可視化表達不一致等諸多問題。通過融合更新工作的開展進一步豐富了數(shù)據(jù)內(nèi)容，提高了數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性，實現(xiàn)省市縣數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢互補，極大提高“天地圖·湖州”的服務(wù)水平。本文詳細(xì)闡述了天地圖市縣級數(shù)據(jù)融合更新的方案和技術(shù)流程，并對存在的問題進行了梳理，可為其他市縣天地圖公共服務(wù)平臺建設(shè)提供參考。