地理空间数据库联动更新技术

付荣祥，吴彬卓，叶哲璐

(1. 中国测绘科学研究院浙江分院，浙江 杭州 310012； 2. 长兴县地理信息中心，浙江 长兴 313100)

地理空间数据库联动更新技术

付荣祥2，吴彬卓1，叶哲璐1

(1. 中国测绘科学研究院浙江分院，浙江 杭州 310012； 2. 长兴县地理信息中心，浙江 长兴 313100)

以浙江省地理空间数据交换平台多比例尺、跨行业的地理空间数据整合与更新为背景，介绍了地理空间数据库的联动更新模式，描述了多比例尺数据的级联更新和跨行业数据的协同更新两种模式，以及支撑联动更新的两大关键技术，即实体级增量更新和地理实体编码。联动更新技术在浙江省地理空间数据交换平台的运用与相关机制的建立，对提高平台各类空间数据的更新效率和数据一致性提供了技术保证。

地理空间框架要素；数据更新；地理实体编码

浙江省地理空间数据交换平台(简称交换平台)是“数字浙江”建设的重要基础，也是国家地理信息公共服务平台的浙江节点，旨在提高全省地理信息资源的开发利用程度和信息化水平，加快全省地理空间相关业务的信息化进程。交换平台与数十家省级政府部门进行了数据交换，集成整合了上千层各种专题的地理空间数据。各专题数据的空间信息需要进行高效的联动更新，保证数据的一致性。本文拟对该问题进行分析研究，介绍联动更新技术、模式，以及实体级增量更新和地理实体编码等关键技术，并建立联动更新工艺流程。

1 地理空间数据库联动更新

交换平台地理空间数据库包含框架数据和专题数据。框架数据包括框架要素、地名、地表高程模型和遥感影像4种数据，是交换平台数据层的核心。框架要素数据是地理空间框架数据中的矢量数据部分，比例尺分别为1∶1万、1∶5万、1∶25万和1∶100万，包含水系、道路、居民地、行政境界、植被等要素，系在基础地理信息数据库的基础上，通过要素选取、地理对象构建、数据融合等技术手段生产而成。专题数据则来自于各政府部门。以往，这些数据孤立地存在于各权属单位手中，各自进行维护更新。在数据集成整合的过程中发现，小比例尺框架要素数据一般都能在大比例尺数据中找到对应的地理实体，专题数据与框架要素数据描述的对象也具有一定的重合度，绝大多数专题数据都能够在框架要素数据中找到对应的地理实体。如能在跨比例尺、跨行业的地理空间数据之间建立联系，以一种数据的更新带动其他相关数据的更新，是一种高效、低成本的途径。

经过探索，交换平台建立了数据联动更新的模式：对跨比例尺数据进行级联更新，对跨行业数据进行协同更新。跨比例尺级联更新以1∶1万框架要素数据为基础，在1∶1万与1∶5万、1∶25万和1∶100万之间建立层级的联系，一旦1∶1万数据发生了变化，则级联更新其他比例尺的相应数据；跨行业协同更新则是以框架要素数据为核心，建立各专题地理空间数据与框架要素数据之间的联系，任何专题数据发生的变化，都将反映到框架要素数据中，然后再通过框架要素数据将变化传递到其他相关专题数据中去。

在交换平台的数据整合实践中，各级比例尺的框架要素数据初次建立均来自相同比例尺的基础地理信息数据，各类专题数据的初次空间化大都基于1∶1万框架要素数据。为保证数据更新的高效性和一致性，平台首创了实体级增量更新技术和地理实体编码技术。

2 关键技术

级联更新和协同更新从理论上能够解决地理空间数据联动更新的难题，但是这两种模式实施的关键是需保证跨比例尺、跨行业数据之间建立关联和变化的信息能够准确迅速地被提取。实体级增量更新技术和地理实体编码技术为实现联动更新的高效与低成本提供了技术保障。

2.1 实体级增量更新技术

传统的地理空间数据更新一般采用粗放的图幅级或测区级更新方式，以图幅或测区为单位也能够实现增量更新，但生产率低，地理实体变化信息丢失的缺点无法避免。实体级增量更新采用面向地理实体的数据模型存储空间要素，实体相互独立且完整，对单个实体的更新不影响其他实体。每个地理实体必须包含变化日期和变化类型字段。变化类型包括增加、删除、修改3种。实体级增量更新不允许删除数据，当数据发生变化时，在数据库中增加记录，填写变化类型和变化日期字段。对于特定的实体，在数据库中保存了多个变化记录，变化日期最晚的为最新数据，其他均为历史数据。这种方式能够将地理空间信息的变化定位到具体的地理实体，从而能够精确更新需要更新的数据，并保存历史信息。

2.2 地理实体编码技术

大部分专题和基础的地理空间数据库并不符合联动更新的要求，即数据本身不能体现变化或变化前后没有关联，跨比例尺数据也没有进行有效关联。因此，以往增量变化信息的提取和关联关系的确立只能依靠传统的图形、属性比较，效率很低，错误率较高。地理实体编码技术解决了这一难题。地理实体编码是地理实体的唯一永久标识，作为地理实体的一个字段存储于数据库中。通过地理实体编码可以从数据库中获取到一个完整的地理对象[3]。通过地理实体编码也可以找到不同数据库中的对应数据，即新旧数据、跨库数据、跨比例尺数据的关联关系，从而能够帮助发现数据变化，提取变化增量。根据变化数据的地理实体编码能够找到对应目标库的相应要素，从而实现更新的传递。尤其对于级联更新，地理实体编码可建立起多尺度数据间的实体关联，使大比例尺数据发生的变化能够迅速对应到小比例尺的相关要素，从而准确定位到更新目标。

课题组成员[3]对地理实体编码方案进行了初步研究，通过分析和试验建立了一套统一的编码规则，使地理实体在数据生产中能够自动编码，实现了要素的快速定位和变化要素的级联更新。在编码方案中，地理实体编码由4个码段组成：地理实体分类码、定位码、层级隶属关系码和顺序码，地理实体编码固定且不可重复。

框架要素数据库已添加地理实体编码(EntiID)字段，地理实体产生时即需为其赋上地理实体编码。以水系为例，其属性结构见表1。其中的EntiID表示的是水系的地理实体编码，它是水系的唯一标识码。

表1 水系属性表

3 联动更新生产体系

联动更新生产体系包含两种工艺流程：跨比例尺的级联更新和跨行业的协同更新。

3.1 级联更新工艺流程

级联更新的对象是不同比例尺的地理空间框架要素数据。级联更新的发起一般是从大比例尺框架要素数据开始，然后逐次传递到小比例尺数据中去。流程如图1所示。

级联更新的基本流程为：

(1) 大比例尺某地理实体发生变化。

(2) 根据发生变化地理实体的编码在相邻的小一级框架要数据数据库中搜索相应实体。

(3) 找到该地理实体后，比较二者的更新日期，若该实体更新日期较早，则根据缩编规则进行直接缩编或人工干预后进行更新。

(4) 依次传递到更小比例尺，重复步骤(3)，直至找不到对应的地理实体。此时，跨比例尺的级联更新已经完成。

图1 级联更新工艺流程

3.2 协同更新工艺流程

协同更新是以框架要素数据的变化为核心，专题数据围绕该核心进行变化的传递，最终达到协同更新，如图2所示。

图2 框架要素数据协同更新

行业专题数据首先发生变化的协同更新基本流程为：

(1)A行业专题数据发生变化。

(2) 根据发生变化地理实体的编码，找到地理空间框架要素数据中的同名实体。

(3) 对比二者的更新日期，若该实体的更新日期早于前者，则根据比例尺对数据精度等方面的要求对地理空间框架要素数据进行更新。

(4) 地理空间框架要素数据更新后，将触发相关B行业专题数据的同步更新。

(5) 通过地理实体编码在B行业专题数据中搜索同名实体。

(6) 对比二者的更新日期，若该实体的更新日期早于前者，则对该实体进行同步更新。

框架要素数据首先发生变化的协同更新基本流程为：

(1) 地理空间框架要素数据更新后，将触发相关行业专题数据的同步更新。

(2) 通过地理实体编码在相关行业专题数据中搜索同名实体。

(3) 对比二者的更新日期，如果该实体的更新日期早于前者，则对该实体进行同步更新。

如上所述，协同更新以地理空间框架要素数据为核心，通过地理实体编码将变化在不同行业的专题数据中进行传递，最终提高了各专题数据的一致性。

4 结 语

地理空间数据库的联动更新生产体系集成了级联更新和协同更新两种模式，是一个更加综合的数据更新体系。地理实体编码很好地建立了不同尺度、不同专题数据库同名地理对象间的关联关系。实体级增量更新技术则应用地理实体编码将变化在不同的数据库中传递并同步更新。联动更新生产体系能够协同各个部门，共同为平台框架要素数据更新提供数据支撑；同时，平台提供的具有良好一致性的专题和基础空间数据也能更好地为各个部门提供数据服务。在具体实践中，进一步研究和应用地理实体编码，促进专题与基础数据的联动更新将是一个重要的发展方向。

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Geospatial Database Linkage Updating Technique

FU Rongxiang2,WU Binzhuo1,YE Zhelu1

(1. Zhejiang Branch, Chinese Academy of Surveying and Mapping, Hangzhou 310012, China; 2. Geomatics Center of Changxing, Changxing 313100, China)

This paper described geospatial database linkage updating pattern, used in multi-scale， multi-industry geospatial data exchange in Zhejiang. This pattern includes multi-scale cascade updating and multi-industry collaboration updating, and is strongly supported by two key techniques entity level increment updating and geographic entity encoding. Linkage updating guaranteed updating efficiency and consistency of geospatial data in Zhejiang Geospatial Data Exchange.

geospatial framework features; data updating; geospatial entity encoding

付荣祥，吴彬卓，叶哲璐.地理空间数据库联动更新技术[J].测绘通报，2017(5)：136-138.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0173.

2016-09-28

测绘地理信息公益性行业科研专项(201512024)；测绘地理信息公益性行业科研专项(201512012)

付荣祥(1977—)，男，高级工程师，主要研究方向为测绘与地理信息。E-mail：168518908@qq.com

P208

A

0494-0911(2017)05-0136-03