“一村一镇一地图”空间数据库更新技术研究

陆继福

（广州市白云区地理信息中心，广东 广州 510405）

由于乡村地区地广人稀，开发建设程度低，且乡村地区信息化建设较为落后，所以普遍存在理信息数据及图件缺乏、地理信息数据分散难以利用等问题，这对乡村地区的统筹规划和建设开发造成了一定的困难。为响应党的十八大号召，切实落实好乡村建设工作，有效将地理信息公共服务延伸至农村，充分发挥地理信息技术助推乡村建设的基础作用，广州市白云区于2014-2015年启动了“一村一镇一地图”工程建设，建成了白云区村镇空间数据库，编制了覆盖全区乡村范围的188幅村镇地图。2018年9月，中共中央、国务院印发了《乡村振兴战略规划（2018-2022年）》并发出通知，要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实乡村振兴战略。

“一村一镇一地图”工程开展至今已经有5年时间，数据较现状陈旧，时效性差。为适应乡村地区经济发展和开发建设，对“一村一镇一地图”空间数据库（以下简称“村镇空间数据库”）进行更新已经成为迫切的需求。

1 村镇空间数据库简介

白云区“一村一镇一地图”工程通过对白云区每个行政村自然地形地貌、山水田林路的地名地址进行调查和标注，最终形成一个行政村一张地图，一个镇一张地图，一个村镇空间数据库。村镇空间数据库由基础地理信息库和专题地理信息库组成。基础地理信息库包括1∶500、1∶2000数字线画图，卫星影像图，航拍影像图；专题地理信息库基于基础地理数据提取及外业采集核实得到，包括地理单元、综合功能单元、道路及交通设施、水域及水工设施、地形地貌、建筑物、地理方位和民俗特产8大类共53种要素（包括居住小区、自然村、出入口、地名等）。为便于后续数据分析及数据更新，需对现有空间数据库进行升级，增加时态库和权重库，更新后数据库结构，如图1所示。

2 更新模式的确定

从数据来源的角度看，村镇空间数据库的更新一般分为内业模式和外业模式两种。内业模式是通过收集现有的各类数据，然后进行分类、整理、提取、入库，再基于地理要素的时间属性和和权重大小对原数据库进行更新，以达到数据库更新的目的；外业模式主要通过高精度测量仪器实地采集数据源，然后内业建库实现数据库的更新。内业模式无需进行数据采集，数据库更新质量的好坏主要依赖于所收集数据的质量及时效性，具有成本低、效率高的优点，但由于数据来源多样，坐标系也往往不统一，往往存在数据精度较低、元数据收集困难等缺点；外业模式主要依赖于外业实地数据采集，具有精度高、时效性强等优点，但外业工作量大，需大量人工作业，且作业周期较长。

经摸查和调研，目前白云区基础测绘数据更新频率较高，有关政府部门信息化程度高，具有良好的数据基础。为节约财政资金，避免重复建设，故选择内业模式对数据库进行更新。

3 技术路线

以现势性好的正射影像图、数字线划图、行政界线数据及地名地址数据为基础，结合学校、医院、公共场所等专题信息数据，通过数据分析与整理（坐标转换）、数据提取及重构、数据综合取舍等技术手段，实现村镇空间数据库的更新。总体技术流程如图2所示。

图1 村镇空间数据库结构图

图2 总体技术流程图

3.1 资料收集

村镇空间数据库涉及数据主要源于自然资源、公安、民政、建设、教育和卫生等行政主管部门，需收集数据资料主要包括正射影像图、基础地理信息矢量数据、行政界线数据、地名地址数据和专题信息数据。专题信息数据主要包括居住小区、自然村、镇政府（街道办事处）、村委会（社区工作站）、农村经济组织、学校、供销社（商城）、卫生站（医院、卫生所）、城市道路（乡村道路）、地名等48类地理要素。

3.2 数据分析与整理

对收集到的数据，重点核实和分析的要素包括坐标系、精度、元数据等，根据数据情况，制定合适的作业方案；统一多源数据的坐标系，进行坐标转换，统一为2000国家大地坐标系；然后按不同类别粗泛整理归类，并编制数据初步分析报告及相应的元数据。按照国家测绘地理信息行业规范要求并结合已有村镇空间数据库的建库情况及实际运用需求，统筹完善及制定数据库建库标准，先行明确对数据字典及元数据的详细要求。对于有明显错漏或元数据缺失的数据，需与数据来源单位沟通，以进一步完善数据。

3.3 数据提取及重构

由于所收集到的数据来源多样化，且数据结构不尽相同，因此应对数据进行组织重构。按照前期制定的空间数据库建库标准，首先对各类数据进行提取分层，然后对各层数据进行重新整理图层及字段。提取及重构过程中应进行过程质量检查，确保重构后的字段及字段值准确无误。

3.4 建立临时更新库、时态库和权重库

根据村镇空间数据的特点和“一村一镇一地图”建设工程的应用要求，村镇空间数据库设计应充分考虑4个问题：（1）数据集存储问题；（2）数据统一管理问题；（3）基于数据的地图编制问题；（4）数据更新问题。文章立足于数据更新，因此需建立临时更新库、时态库和权重库，临时更新库汇集了现势性的更新数据，是数据更新的源头及依据；时态库汇集了现有村镇空间数据库和临时更新库要素类及地理要素的时间信息，是地理信息数据现势情况的直接描述；权重库是地理要素权重信息的集合，含“要素类”权重和“要素”权重2个层级。数据库基于ArcSDE和oracle建立，数据库建立的流程：（1）建立sde数据库；（2）数据入库；（3）数据检校及复核。

临时更新库的数据结构按照原“一村一镇一地图”工程数据标准设计。时态库和权重库是实现地图编制中智能化制图综合的技术，基于高效化、自动化地图编制的原则设计。时态库包含要素类表和要素表，其中要素类表主要包括要素类编码、要素类名称、最小生产时间、最大生产时间、备注等字段；要素表主要包括要素编码、要素名称、生产时间、备注等字段。权重库包含权重表，主要包括要素类编码、要素类名称、权重值、备注等字段。

3.5 数据更新（要素综合取舍）

数据更新分为替换、追加和要素综合3类。对于整体发生变化的要素类，可以直接替换该要素类（图层），或者按更新范围线替换；对于新增要素的，应通过追加的方式实现数据更新。替换和追加的更新方式操作较为简单，通常借助常规的GIS通用软件即能快速完成。较为复杂的更新方式是要素综合，要素综合需要结合要素的时间属性和权重对要素进行综合取舍，通常适用于新旧数据“交错式”分布的非连续性点状要素更新，可通过人工判别的方式手工对数据进行更新操作，但工作量大且容易出错。由于在项目前期已经建立了时态库和权重库，因此采用开发自动数据更新插件来实现对点要素的更新。自动数据更新插件以时态库和权重库为基础，通过空间索引和缓冲区技术，能够实现对点状要素的自动化、快速化更新。

通过对所有要素类逐一更新后，最终形成了现势性好、时空信息完善、元数据齐全的村镇空间数据库。

4 结束语

以现有数据资料为基础，通过内业模式实现对村镇空间数据库的更新，达到了低成本、高效率更新数据的目的，建成了现势性好、时空信息完善、元数据齐全的村镇空间数据库。后续应积极推进“一村一镇一地图”数据库成果应用，通过编制村镇地图、建立地理信息公共服务平台及行业地理信息系统更好地服务于乡村基层，达到地理信息技术助乡村地区经济建设及综合治理的目的。