一种基于无极3软件的居民地快速缩编融合更新技术

饶云

摘  要  随着我国经济快速发展，对现有的地理空间数据更新频率要求越来越高，快速、精准更新，提升数据的现势性需求已经越来越迫切，本文以粤港澳大湾区DLG居民地数据更新为例，通过利用无极3软件的居民地快速缩编融合更新技术建立不同尺度数据间的纵向立体化联系，保证不同尺度数据间的高度一致性与最新的现势性。

关键词  地理空间数据;更新;快速缩编融合;尺度

中图分类号：P285.1 文献标识码：A

文章编号：1672-5603（2020）03-71-6

Abstract： With the rapid development of China's economy， the requirement for the update frequency of existing geospatial data is getting higher and higher， and the demand for rapid and accurate updates to improve the current situation of data has become more and more urgent. This article is based on the DLG residents of the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area. Take the update of land data as an example. By using the rapid downsizing and fusion update technology of residential area of the Promise 3 software， a vertical three-dimensional connection between data of different scales is established to ensure a high degree of consistency and the latest current status of data of different scales.

Keywords： geospatial data; update; rapid downsizing and fusion; scale

目前，我省的1∶1萬DLG居民地要素部分更新一直是以年度影像为基底，以1∶1万标准分幅图为作业单元进行核心要素更新，这种方法存在投入人力及设备多、作业周期较长、更新技术手段单一等缺点，显然不能适应新的要求，而且更新的时效性较弱，特别是农村地区的数据现势性、位置精度都比较薄弱，可用性逐步降低，已经无法满足自然资源等管理部门对相关的数据需求，改变与突破迫在眉睫。

居民地作为地图三大要素之一，在大比例尺地形图的数值载负量和面积载负量中均占有很大比重，对其综合的结果直接影响着地图质量及图面效果[1-2]。20世纪60年代中期，国外就开展了用计算机开展综合制图的研究，其中，以Douglas-Puckcer经典算法最为突出[3-4]，被沿用至今。在国内已有研究成果[5-7]，通过一系列算子对街道取舍、街区合并、内部结构的概括、轮廓进行化简，达到居民地综合效果。无极3软件在上述算法的基础上进行了拓展及改进，以实现建筑物多边形的不同类型处理单元进行快速化简。

本文以最近几年积累的基础测绘成果和自然资源管理成果数据为基础，以2018年完成的基于无极3软件基础上“利用农村地籍调查成果更新居民地项目”的技术为支撑，充分利用好多源、多尺度的自然资源管理及基础测绘地理信息数据成果，突破尺度更新概念，实现以区域更新的新模式。

1  技术方案

1.1 技术原理

为了能使1∶2000大比例尺的国土调查成果数据，转换成所需要的1：1万数据成果，我们通过利用无极3软件的居民地快速缩编融合更新技术建立不同尺度数据间的纵向立体化联系，保证不同尺度数据间的高度一致性与最新的现势性，从作业的强度来说，改进了原有基于各种图形软件及处理功能进行的手工缩编方式，利用无极3软件的居民地快速缩编融合更新技术进行居民地DLG要素的自动综合处理，考虑全局要素情况进行综合取舍，符合相关标准。

居民地合并是居民地综合的重要环节之一，它是基于居民地建筑物间空间邻近关系的合并。居民地建筑物间的空间邻近关系分为拓扑邻近和视觉邻近，居民地建筑物基于拓扑邻近的关系是指两个或多个居民地建筑物共享一条或多条公共边[8-9];居民地建筑物基于视觉邻近的关系是指居民地建筑物间的距离在规定的距离阈值范围内。在这里，我们采用基于城市形态学方法的全局约束准则，将道路和河流等线状要素的网络结构和线状要素与建筑物之间的关系作为全局约束条件，进行建筑物聚类[10-11]。

1.2 方案设计

充分利用现势性较高的大比例尺的地籍调查数据的使用权宗地层和房屋层数据的信息，经提取、分类、将居民地通过无极3软件自动综合至符合1∶1万DLG核心要素标准要求的相应要素代码中，并且利用已有广东省政务版电子地图更新成果进行数据补充，实现了农村地籍调查范围1∶1万比例尺居民地要素快速更新、提高了精度，数据建设成果范围全覆盖，现势性同步至2017年度。参照CH/T9006-2010的内容，本项目的更新方法以无极3软件的居民地快速缩编融合更新技术对大比例尺居民地要素进行缩编与更新。总体技术流程如图1所示。

1.3 数据利用情况

1.3.1  大比例尺农村地籍调查成果

大比例尺农村地籍调查成果是广东省农村地籍调查数据库汇交成果。农村地籍调查作业方法以简易调查法、图解法为主，房屋、宗地采集以高分辨率航空正射影像为参考底图，采集作业和外业调查工作底图的比例尺不小于1∶ 2000。外业地籍调查工作也包含了新增房屋的更新测绘，部分经济发达县（市、区）采用了解析法测绘大比例尺地形图，再开展地籍调查。在此项目中是农村区域内居民地数据的主要构成部分。该数据融合前后的图形对比如图2、图3所示。

使用大比例尺农村地籍调查成果的优势在于：一是以往的核心要素数据中农村地区居民地现势性弱，大比例尺农村地籍调查成果可以提高其时效性;二是大例尺农村地籍调查成果综合缩编后的描述房屋轮廓的拐点数据是保持原图形不变，故具有精度高的特点。精度与核心要素跟新成果的对比如表1所示。

1.3.2  广东省政务版电子地图更新成果

在往年广东省政务版电子地图更新成果的基础上，收集了2017年-2018年期间当年行政区划变化信息、交通变化信息对相应要素进行了更新，尤其是利用了广东省第三次国土调查正射影像成果对乡镇及以上级别的道路中心线进行了位置校正，改善了往年利用全国“一张图”影像对道路更新采集造成位置偏差对地图要素间套合表达时的不利影响;同时利用2018年1∶10000核心要素更新成果对相应要素进行了整理。该成果主要用于对农村地籍调查范围之外以及农村地籍调查范围内居民地数据中未涉及的要素进行补充。

1.3.3  广东省全国第三次土地调查正射影像成果

该数据作为自动综合控制线采集或数据衔接、接边作业时的辅助参考影像，对数据进行增、删、改操作依据。

2  无极3软件的运用与技术比对

2.1 无极3软件的运用

无极3软件综合缩编可分为：数据分类、街区控制面制作、指令集建立及程序处理和数据后期处理4个步骤。

（1）数据分类

数据分类即根据基础测绘信息分类体系，对数据源进行分类提取，确保国土调查成果数据按照基础测绘信息进行分类综合。将原始房屋面数据进行分类提取，并对关键词进行归纳和规范化的整合处理。主要工作是分离普通居民房屋、高层房屋、破坏房、棚房、突出房屋、少量单位、企业等等。具体分类转换表件表2：

（2）制作街区控制面

街区控制面即控制居民地要素综合范围大小的约束面，属于生产中的过程数据。从1：1万数据源中提取水系网、道路网数据，纠正与国土资源调查数据的拓扑矛盾关系，通过地图缩编基础平台生成街区控制面。根据实际工作需求，制作街区控制面可分为初始控制面和最终控制面。初始控制面是水系和道路网生成的最基本控制面;最终控制面是自动综合缩编采用形成成果数据的综合面。最终控制面是初始控制面的再次分割，相同区域内两个效果演示图4所示。

（3）指令集建立

指令集是无极3软件进行综合缩编的核心，软件按照指令集中的具体指令及编制顺序操作进行程序处理，指令集的格式为XML文件。在本项目中单个地物类指令集调用技术流程如图5所示，其中，在流程图中分段流程的上部是调用指令，下部是指令执行目的。

在这里需要说明的是，根据不同地物类的采集要求，设置也应不同。指令集调用技术流程是覆盖了半依、不依、依比例尺要素类。若只包含不依、依比例尺的要素类，则无需把半依比例尺进行选出即可;若不依比例尺要素类为非有向点时，则在进行几何转换时，去除提取角度值部分;若地物类为标注点，则需要从该类数据中提取出一个主要建筑物范围面，无需进行“多边形直接临近合并”指令，直接转换成几何图形内部点即可。

（4）数据后期处理

数据后期处理是指地图缩编基础平台进行综合缩编后，进行数据融合与修正、融合后数据更新和输出成果的过程。数据修正由于房屋结构与区域分布的多样性，造成计算结果有不合理几何图形的存在，通过少量的人工修正，达到项目设计标准;数据融合是指两套以上的同比例尺数据按一定规则结合在一起的过程，在此项目中是指利用广东省政务版电子地图更新成果中居民地成果数据，补充农村地籍调查成果未覆盖区域;数据更新是指依据现势性较高的影像数据作为底图参考，对融合后的数据进行提高现势性的过程。完成以上过程后，经过质量检查合格后，按照设计要求提交相应成果，作为输出成果。

2.2  传统更新方法与快速缩编融合更新技术对比

传统更新方法与快速缩编融合更新技术对比如表3所示。

3  分析与结论

通过利用无极3软件的居民地快速缩编融合更新技术，基于知识库进行居民地DLG要素的自动综合处理，建立1：2000与1：10000数据间的纵向立体化联系，保证不同尺度数据间的高度一致性与最新的现势性，考虑全局要素情况进行综合取舍，符合相关标准，与此同时，提高了工作效率，缩短了更新时间，为今后的新型基础测绘体系及粤政图快速更新提供了新思路和技术储备。

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