武汉市系列比例尺基本地形图的数据整合与缩编更新

郑凤娇，王祥

(武汉市测绘研究院，湖北 武汉 430022)

基本比例尺地形图生产是武汉市基础测绘工作的重点之一，它是开展城市建设、规划、土地管理等各项工作的基础图件，在城市建设项目规划、审批、设计以及最终完工验收等阶段发挥了重要作用。随着基础测绘工作的不断深入，武汉市系列比例尺数字地形图的生产逐步实现了全市不同层次的覆盖，如1∶500地形图覆盖中环范围及两个经济开发区;1∶2 000及1∶5 000地形图覆盖外环范围;1∶10 000地形图覆盖全市域。根据武汉市发展特点，武汉市地形图要逐步形成“0124”的更新周期，即 1∶500地形图实时更新，1∶2 000地形图每年更新一次，1∶5 000地形图两年更新一次，1∶10 000地形图4年更新一次。

本文从经费的投入、计划管理、技术规范标准、平台建设、数据分发服务等方面探讨了建立有效的系列基本比例尺数据整合与缩编更新机制。

1 地形图整合与更新的现状

目前，地形图数据更新主要有3种方式:通过航测法全面更新、内业外业一体化重点更新、工程资料缩编实时更新。自“十五”以来，武汉市基础测绘更新工作在基础测绘经费的支撑和保障下不断开展，采取分区划片的模式对武汉市中心城区范围内的1∶2 000地形图，利用航摄影像先后进行了6次全面对照更新。逐步实现了中心城区定期更新(影像更新，每年一次)，重点区域动态更新(外业更新)，重大工程实时更新(内业更新)，极大地改变了1∶2 000地形图现势性差的问题。至此，武汉市测绘研究院1∶2 000地形图更新维护机制已基本形成，为实现“一次更新，多图联动”，系列比例尺更新维护机制和数据整合平台还有待完善。

2 现有数据分析

“数据”是武汉市测绘研究院的核心资源优势，随着基础测绘工作的开展，数据的种类及成果形式越来越多。武汉市测绘研究院保存有系列比例尺数字地形图(DLG)、数字正射影像图(DOM)、各类工程(地籍、竣工、红线)等多种数据，目前有大量可用于地形图更新的测绘工程数据，如:红线放线及验线、竣工、地籍、管线及工程地形图数据;还有 1∶500、1∶2 000、1∶5 000、1∶10 000系列比例尺基本图数据。如果将这些数据有效整合，可用于系列比例尺地形图的缩编更新，有效地提高更新效率。

2.1 工程资料分析

工程资料分析表表1

续表1

2.2 系列比例尺基本地形图分析

系列比例尺基本地形图分析表表2

3 数据差异和问题

通过对现有数据分析，我们发现工程图如竣工图、管线图、红线图等都是以地形图为基础，加载专题信息，内容侧重于专题信息表达，只为单纯满足甲方供图需要，很少顾及数据质量及其后期应用研究。由于不同时期的生产技术、采集平台、生产流程，以及对数据的认识不同，造成了数据格式、作业平台、要素内容等差异。

3.1 数据形式不统一

数据标准的制定是在数据的生产过程中不断完善，由于不同阶段对数据的认识及技术要求不同，现有数据在格式、要素编码原则、数据库结构以及数据要素内容、符号等存在差异。主要存在地形图版本差异、数据组织理念、数据采集内容的差异。如“十五”期间生产的1∶500、1∶2 000地形图数据，主要是基于传统制图输出的理念进行组织和生产，单纯进行要素分类和房屋关联，没有严格的数据拓扑关系;而1∶10 000地形图数据是基于Geodatabase的ArcGIS数据库数据，既能满足数据的查询与分析，同时可通过转换程序，生产制图数据，数据库扩充性较好，能够增补其他信息。此外，外业工程数据的采集规则、数据的分层等没有严格按照现有数据标准进行生产，存在空间逻辑错误、重复线、交叉线、悬挂点及不合理的断线等，导致数据更新需重新绘制，可利用数据关联性差，增加数据的更新难度。

3.2 作业软件平台不一致

工程数据是在AutoCAD下进行编辑成图;1∶500、1∶2 000基本图成图数据均是在MicroStation平台下进行编辑成图的DGN格式，通过FME转换后，提供满足甲方需要的 DWG格式数据;1∶5 000、1∶10 000地形图是在ArcGIS平台下进行数据的建库，通过武汉市测绘研究院开发的转换模块，能够提供满足需要的DWG格式数据。

3.3 利用资料要素信息内容不同

工程数据如红线、竣工、地籍等只侧重于专题要素信息，不能作为区域范围内的全部要素更新，只能进行局部专题要素更新。红线图侧重于红线划拨信息，主要为红线房屋，竣工图侧重于竣工后的房屋和高程，地籍图主要表示界址线范围内的主要建筑物及起权属作用的围墙、栏杆、院门及权属名称，管线图主要侧重于管线信息，地形部分侧重于所在管线第一排建筑物，而且部分表示不完整。

4 数据整合与更新对策思考

数据更新的目的是为了保持专题库和系列比例地形图的现势性，原则是尽量利用已有的大比例尺数据进行小比例尺的更新，前提是要建立一个平台，提供系列比例尺数据之间的转换接口，还要保证数据的质量和长期有效的更新机制等，下面分别从以上几个方面详细阐述。

4.1 数据的整合

(1)数据整合的原则

数据整合是统一的图形和数据库管理平台下，采用匹配、合成、链接等方法，将多尺度的基础地理数据与非基础地理数据、基础地理数据与其他专业部门地理数据集成起来，形成新的空间数据集，它需要解决坐标系、软件平台，以及系统符号库等方面的统一问题。针对武汉市测绘研究院现有的数据特点，根据新的版本图式要求，现有的系列比例尺数据编码，统一转换(数据格式和图层的转换)。原则如下:

①充分利用已有数据。历史数据中大量未变动的有用信息，采用数据增量更新的方式，能大大降低数据更新成本，并缩短更新周期。但新旧数据之间可能存在数据格式、投影转换、数据库结构等方面的差异，需研制一套实用的整合工具，实现要素编码、符号、不同数据格式之间的转换。

②规范数据的采集及建库。制定统一的技术标准接口，使较大比例图件能快速转换或缩编为较小比例尺图件。

③出图与建库并举。地形图的生产在满足出图需要同时，要兼顾建空间数据库，满足GIS数据建库质量要求，符合国家及地方要素编码标准。武汉市测绘研究院1∶10 000地形图数据是一个成功的范例，能同时满足出图和建库的双重需要，其他比例尺可参照1∶10 000数据生产模式进行改进，既满足数据建库，同时通过转换程序，满足供图需要。

④多种比例尺数据协调。建立多种比例尺空间数据库时，确立各比例尺之间的逻辑关系，使之形成逻辑上无缝的任意比例尺数据库。

⑤建库与地形图更新相结合。整合现有基础地理信息数据，充分利用已有资源，实现系列比例尺数据库同步更新，采用一次外业工作，更新多种地形图。在空间数据生产和建库的同时进行数据更新，实现边生产、边建库、边更新、边服务，逐步提高空间数据的现势性。

(2)数据整合技术

在数据库整合过程中涉及数据格式的转换、数据投影转换、数据库结构的转换以及数据组织调整、数据检查等技术。通过对源数据的分析比较，制定新旧标准之间的信息分类、图层关系对照表、开发相应的转换工具、模板技术以及设定一定参数等，进行数据格式转换、分类编码转换、图层及颜色匹配和属性信息提取等处理，制定统一的符号库以及符号转换模板，实现不同数据的规格标准一致及通过参数使异构数据进行统一转换，实现部分要素自动提取及拓扑生成。同时按照数据标准自动生成符合统一规划的数据组织管理标准模板库、并提供统一的符号库、数据字典等，实现数据既满足GIS对空间数据信息建库的要求，又能符合地形图图式或出图的要求。

4.2 系列比例尺缩编与更新

完善系列比例尺缩编软件，建立可持续更新机制。地形图增量更新可充分利用现有数据资源，部分通过嵌合及缩编完成。武汉市测绘研究院已完成地图综合缩编软件的研制(1∶2 000缩编1∶10 000)，已投入生产使用，是一种基于数据库的数据缩编软件。因此，针对现有数据特点，需研制系列比例尺缩编软件(1∶500缩 编 1∶2 000，1∶2 000 缩 编 1∶5 000 以 及1∶10 000)，降低成本的同时还能缩短数据更新周期。因此，对地形图自动化缩编技术的研究显得尤为迫切，逐步实现系列比例尺地形图数据协同更新。

4.3 规范测绘技术标准

数据的更新技术方法、效率的提高应整合现有的数据资源，与日常测绘生产结合起来，因此关系数据的细节问题，如数据规范性及制定系列比例尺数据维护的技术标准。

为充分利用已有数据，并逐步规范今后的生产，需对数据编码、要素分层、格式、质量要求、编辑要求、图形整饰、元数据等作详细的规定，保证数据规范。详细规定放线、验线、验±0、竣工测量线等数据格式标准、要素分层设色标准、成图注记标准、要素属性、编码表示准则等，同时统一系列比例尺数据标准，控制各类信息的编码和分类，制定各工程数据的数据采集规范，确保标准的系统性、统一性、唯一性。

4.4 数据质量检查

研制一套完整的数据质量检查软件。目前，武汉市测绘研究院已经针对DGN数据自主研发了IGDS_Checker数据检查软件，使用效果较好。但针对现有的DWG和ArcGIS格式数据，其大量的检查工作仍停留在简单的人工判断基础上，按照设定的规则对数据进行检查，研制数据质量检查软件来控制生产质量，可大大减少人为的判断失误及工作量。

4.5 畅通数据生产及管理流程

理顺工作流程，减少衔接环节，缩短数据更新周期，畅通数据的采集－数据编辑－数据质检－数据集成与入库－分发及服务工艺流程，明确各工序职责。

4.5 制定系列比例尺数据维护标准

制定科学完善的生产质量技术标准是开展更新工作的技术依据。2004年，制定了《武汉市1∶2 000基本图更新作业指南》，指导了整个工作的开展。由于城市基本图更新是一个系统工程，在完成1∶2 000基本图的更新的同时，应相继完成其他系列比例尺的更新。为了使整个生产的开展有序地进行，需针对不同地形特点、不同区域、比例尺等制定操作性强的更新维护标准。

4.6 武汉市基础地理信息数据库建设

为建立系列比例尺数据以及各项工程如竣工、红线数据的有效集成，建立实用的武汉市基础地理信息数据库更为重要，集各种信息采集、实时更新、网络服务于一体，不仅要满足眼前建库、出图、更新需要，还要满足能对不同用户提供不同服务，如浏览、查询、统计和分析等，让各种数据充分发挥应有的作用。

5 结语

系列比例尺基本地形图整合与更新，是数据生产之后，当前工作的重心。系列比例地形图缩编更新的前提是建立一个平台，提供系列比例尺数据之间的转换接口，还要保证数据的质量和长期有效的更新机制等，本文从经费的投入、计划管理、技术规范标准、平台建设、数据分发服务等方面探讨了建立有效的系列基本比例尺数据缩编更新机制。将数据更新技术贯穿于工程测量、内外业数据采集、航测成图、缩编等全过程，充分利用已有数据，减少重复测量，一旦成功运作，必将形成建库、成图、对外服务等一体化的良性循环，这样必然会大幅提高工作效率、质量，降低成本，建立共享的基础地理信息数据库，还能让社会各群体都从中获益。

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