縣級(jí)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)檢查與更新技術(shù)實(shí)踐

□ 浙江省測(cè)繪大隊(duì) 徐 超 李滿(mǎn)娥

全國(guó)第一次地理國(guó)情普查基本查清了我國(guó)自然和人文地理要素現(xiàn)狀以及空間分布情況，是制定和實(shí)施國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃、優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā)格局和各類(lèi)資源配置的重要依據(jù)。隨著全國(guó)第一次地理國(guó)情普查公報(bào)的發(fā)布，各省市進(jìn)入開(kāi)展常態(tài)化地理國(guó)情監(jiān)測(cè)階段，各級(jí)政府將依據(jù)國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和技術(shù)手段，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、按需測(cè)繪、全面測(cè)繪、數(shù)據(jù)分析，以實(shí)現(xiàn)地理國(guó)情數(shù)據(jù)日常監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)更新本地區(qū)范圍內(nèi)的地理國(guó)情數(shù)據(jù)。

縣級(jí)地理國(guó)情數(shù)據(jù)普查工作，作為基層的地理國(guó)情數(shù)據(jù)普查項(xiàng)目，普查數(shù)據(jù)的專(zhuān)題內(nèi)容、數(shù)據(jù)種類(lèi)、數(shù)據(jù)量大小與省市級(jí)地理國(guó)情普查的側(cè)重點(diǎn)不同?？h級(jí)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)內(nèi)容既包括省市規(guī)定的普查專(zhuān)題數(shù)據(jù)內(nèi)容，又包括地區(qū)特色專(zhuān)題地理國(guó)情數(shù)據(jù)內(nèi)容，擁有更為豐富和獨(dú)特的地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)題數(shù)據(jù)，需要針對(duì)性定制專(zhuān)題數(shù)據(jù)模板和數(shù)據(jù)檢查更新方案。本文對(duì)縣級(jí)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)檢查更新流程，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)檢查更新系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)檢查和更新入庫(kù)的自動(dòng)化，為縣級(jí)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)常態(tài)化監(jiān)測(cè)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

一、數(shù)據(jù)檢查更新內(nèi)容

根據(jù)第一次全國(guó)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的要求，地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)省市縣逐級(jí)數(shù)據(jù)交換和增量更新，數(shù)據(jù)檢查更新內(nèi)容包括地表覆蓋數(shù)據(jù)檢查、地理國(guó)情普查要素檢查、普查元數(shù)據(jù)檢查、匯交目錄檢查等內(nèi)容。

地表覆蓋數(shù)據(jù)檢查：地表覆蓋數(shù)據(jù)為矢量、柵格或網(wǎng)格化的地表覆蓋數(shù)據(jù)，主要檢查項(xiàng)為數(shù)據(jù)集屬性項(xiàng)定義、數(shù)據(jù)格式、拓?fù)潢P(guān)系一致性、圖斑重疊性、CC碼一致性、空間參考系定義、遙感解譯樣本等內(nèi)容。

地理國(guó)情普查要素檢查：縣級(jí)地理國(guó)情普查要素?cái)?shù)據(jù)既包括國(guó)家要求的地理國(guó)情普查項(xiàng)要素類(lèi)，又包括縣級(jí)特色地理國(guó)情普查項(xiàng)要素類(lèi)。主要檢查項(xiàng)為要素屬性字段、要素圖層名的規(guī)范性，要素類(lèi)CC碼一致性、拓?fù)潢P(guān)系一致性、空間參考系定義、要素圖層關(guān)系一致性、幾何圖形精度、要素取舍邏輯性、要素符號(hào)化定義一致性等內(nèi)容。

普查元數(shù)據(jù)檢查：主要是各地理國(guó)情要素層定義正確性檢查、文件結(jié)構(gòu)一致性檢查、各要素層空間參考正確性檢查、層內(nèi)拓?fù)潢P(guān)系一致性檢查、要素類(lèi)屬性項(xiàng)值域正確性、數(shù)據(jù)空間模型正確性等內(nèi)容。

匯交目錄檢查：地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)資料組織結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)文件內(nèi)容要符合地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)匯交要求標(biāo)準(zhǔn)的定義。主要檢查內(nèi)容為數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)正確性、數(shù)據(jù)文件正確性、匯交目錄正確性和完整性等內(nèi)容。

地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)更新采用增量更新的方式。增量更新方式能提高要素變化檢測(cè)正確率，實(shí)現(xiàn)要素變化自動(dòng)檢測(cè)，減少工作量。按照地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)要求，提交地理國(guó)情數(shù)據(jù)時(shí)，依據(jù)國(guó)家數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)交換接口定義，提交規(guī)范要求的數(shù)據(jù)增量包，完成數(shù)據(jù)庫(kù)更新操作。在提取前后兩期地理國(guó)情數(shù)據(jù)增量數(shù)據(jù)集時(shí)，工作人員需要記錄對(duì)應(yīng)要素的變化內(nèi)容，包括屬性變化內(nèi)容、空間圖形變化內(nèi)容、新增要素內(nèi)容、刪除要素內(nèi)容等。

二、關(guān)鍵技術(shù)

（一）時(shí)態(tài)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)具有多時(shí)態(tài)空間數(shù)據(jù)特征，其數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方式考慮多時(shí)態(tài)空間數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建方式。地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)的調(diào)查是常態(tài)化工作，每年調(diào)查內(nèi)容構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)，具有時(shí)間序列特征，反映同一地理空間數(shù)據(jù)不同時(shí)序下的空間變化。

地理國(guó)情數(shù)據(jù)庫(kù)采用多時(shí)態(tài)空間分布式異構(gòu)存儲(chǔ)方式。采用ArcGIS的Geodatabase數(shù)據(jù)模型，利用SDE作為空間數(shù)據(jù)引擎，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)、分布式空間數(shù)據(jù)管理，從而解決異構(gòu)、海量、多時(shí)態(tài)空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題。Geodatabase數(shù)據(jù)模型具有基于時(shí)態(tài)的管理機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的歷史回溯和按要素更新維護(hù)。

▲ 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)圖

（二）數(shù)據(jù)同步復(fù)制

Geodatabase具有復(fù)制概念，是ArcGIS提供的數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制。復(fù)制具有松耦合同步機(jī)制，利用同步多個(gè)獨(dú)立版本內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)跨數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)復(fù)制。同步是利用ArcGIS版本機(jī)制，通過(guò)Replica版本的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化的更新。Geodatabase復(fù)制有三種類(lèi)型：Check out/Check in復(fù)制、Two Way復(fù)制、One Way復(fù)制。其中Check out/Check in復(fù)制支持離線版本編輯，允許子Replica到父Replica的同步更新。

地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)利用ArcGIS的版本機(jī)制，實(shí)現(xiàn)更新數(shù)據(jù)包的交互和匯交，以及不同時(shí)期數(shù)據(jù)變化的分析。該機(jī)制可為同步的子版本Replica建立時(shí)間序列記錄，查看不同時(shí)期Replica數(shù)據(jù)內(nèi)容，構(gòu)建多時(shí)態(tài)空間數(shù)據(jù)庫(kù)；可分析不同時(shí)期專(zhuān)題數(shù)據(jù)，提取發(fā)生空間變化數(shù)據(jù)內(nèi)容，構(gòu)建更新數(shù)據(jù)包提交給上一級(jí)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)更新數(shù)據(jù)上報(bào)。

（三）系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用ArcEngine實(shí)現(xiàn)了對(duì)縣級(jí)地理國(guó)情數(shù)據(jù)的檢查入庫(kù)，并根據(jù)國(guó)家地理國(guó)情數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)交互接口的定義，開(kāi)發(fā)了縣級(jí)地理國(guó)情數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)包生成模塊；采用Geodatabase的版本控制機(jī)制，通過(guò)Replica記錄同步入庫(kù)多期地理國(guó)情數(shù)據(jù)相關(guān)信息，能夠提供分析不同時(shí)期數(shù)據(jù)的空間變化內(nèi)容，還能夠提取數(shù)據(jù)更新部分內(nèi)容。

1.系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

縣級(jí)地理國(guó)情數(shù)據(jù)檢查更新系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)地理國(guó)情專(zhuān)題數(shù)據(jù)檢查入庫(kù)，空間要素對(duì)比分析，為上級(jí)部門(mén)提供地理要素的空間分布情況，以及歷年要素的空間變化情況。該系統(tǒng)分為四個(gè)專(zhuān)題模塊：地表覆蓋數(shù)據(jù)專(zhuān)題、地理國(guó)情普查要素專(zhuān)題、專(zhuān)題圖展示專(zhuān)題、元數(shù)據(jù)專(zhuān)題。

2.主要功能介紹

（1）地表覆蓋數(shù)據(jù)檢查入庫(kù)

地表覆蓋數(shù)據(jù)反映了地表自然地物分布情況，以影像數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)。地表覆蓋數(shù)據(jù)以時(shí)間為序存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建多時(shí)態(tài)存儲(chǔ)地表覆蓋空間數(shù)據(jù)庫(kù)。導(dǎo)入地表覆蓋數(shù)據(jù)時(shí)，工作人員需檢查空間參考系統(tǒng)、空間分辨率、影像元數(shù)據(jù)等內(nèi)容。

（2）地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)檢查入庫(kù)

地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)檢查入庫(kù)功能，是提供數(shù)據(jù)檢查入庫(kù)的接口，實(shí)現(xiàn)要素類(lèi)字段匹配檢查、要素類(lèi)空間邏輯檢查、參考坐標(biāo)系檢查、拓?fù)錂z查等內(nèi)容檢查。在要素檢查通過(guò)后，外部入庫(kù)數(shù)據(jù)更新到空間數(shù)據(jù)庫(kù)，并標(biāo)記更新版本時(shí)間。

（3）生成更新數(shù)據(jù)包

該功能提供兩期地理國(guó)情空間要素的增量數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建增量數(shù)據(jù)集，按照國(guó)家地理國(guó)情數(shù)據(jù)庫(kù)更新接口的要求生成增量數(shù)據(jù)包和相關(guān)元數(shù)據(jù)信息。

（4）多期數(shù)據(jù)對(duì)比分析

地理國(guó)情數(shù)據(jù)庫(kù)記錄不同時(shí)期空間要素的版本信息，通過(guò)Geodatabase的Replica空間對(duì)比分析功能，分析空間要素的空間變化。

（5） 歷史地表覆蓋數(shù)據(jù)查看

地表覆蓋數(shù)據(jù)空間時(shí)態(tài)演變展示，方便用戶(hù)了解區(qū)域空間變化特征或某一地類(lèi)要素的空間變化情況，直接反映政府相關(guān)規(guī)劃的執(zhí)行情況和結(jié)果。在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，不同時(shí)期地表覆蓋數(shù)據(jù)以時(shí)間戳標(biāo)記時(shí)態(tài)變化。該功能以時(shí)間軸方式展示不同時(shí)期地表覆蓋數(shù)據(jù)空間演化過(guò)程。

三、結(jié)束語(yǔ)

地理國(guó)情普查工作已進(jìn)入常態(tài)化監(jiān)測(cè)階段，地理國(guó)情數(shù)據(jù)更新工作將是未來(lái)地理國(guó)情普查工作任務(wù)的重點(diǎn)。本文涉及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，為縣級(jí)地理國(guó)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的檢查、更新、匯總工作提供了有效工具，為今后常態(tài)化地理國(guó)情監(jiān)測(cè)積累了技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，也保障了數(shù)據(jù)管理部門(mén)的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，對(duì)縣級(jí)地理國(guó)情數(shù)據(jù)的更新工作具有積極意義。