多源矢量数据的电子地图整合更新技术研究

沈 蕾，李乃强

（1.江苏省测绘工程院,江苏 南京 210013）

近年来,随着国民经济和城市大数据的建设发展,城市政府各部门的地理信息资源不断丰富,积累的海量多源矢量数据为城市电子地图的加工、生产、更新提供了权威的获取渠道。对多源矢量数据的整合利用,将有效解决各部门采用地图基准不同、更新不及时等问题。目前国内已有诸多针对多源矢量数据整合的研究,如孙群[1]开展了多源矢量空间数据融合处理技术研究,对几何特征融合处理、属性特征融合处理等涉及的理论问题、技术算法进行了分析和总结；崔铁军[2]等研究了多源地理空间矢量数据的集成与融合方法,探讨了地理要素几何位置融合以及通过地理要素语义融合消除地理要素数据描述和属性差异的矢量数据融合方法。本文通过对常熟市电子地图进行整合更新,梳理了各地形要素多源数据融合更新的技术方法,并搭建了统一的地理框架[3],为未来各行业数据融合、挖掘提供了基础数据支撑。

1 已有数据分析利用

通过收集常熟市各委办局的现有数据,本文可采用的基础地理信息数据源包括:①2018年3－5月分辨率为0.1 m的航空影像数据,坐标系为CGCS2000,范围覆盖常熟全市域1 276 km2；②2019年3－4月分辨率为0.5 m的卫星遥感影像数据,坐标系为CGCS2000,范围覆盖常熟全市域1 276 km2；③省级基础测绘“十三五”1∶10 000DLG常熟市域内数据,坐标系为CGCS2000,范围覆盖常熟全市域1 276 km2；④常熟市2015年地理国情普查数据和2016－2019年地理国情监测数据,坐标系为CGCS2000,范围覆盖常熟全市域1 276 km2；⑤2012－2019年按照建设工程竣工规划验收测量成果逐月更新的常熟市域1∶500、1∶1 000DLG,其中1∶500DLG为常熟市主城区124.9 km2,共1 998幅,1∶1 000DLG为其他区域1 112.5 km2,共4 441幅,为dwg格式、常熟地方坐标系；⑥基于常熟市2012年基础地理信息数据库形成的老版天地图矢量基础地理信息数据库,范围覆盖常熟全市域1 276 km2。

本文可采用的常熟市各行业部门已有数据包括:①2013－2019年常熟市自然资源和规划局提供的1 703个规划竣工数据,按照年、月划分,为dwg格式、常熟地方坐标系,具体包括竣工测量数据、入库地形图GIS数据、入库分幅地形图CAD数据；②常熟市自然资源和规划局提供的宗地空间数据,为gdb格式、常熟地方坐标系；③常熟市交通局提供的道路名称表（xls格式）以及道路图形数据,为shp格式、CGCS2000坐标系；④常熟市水务局提供的河流数据,为MapGIS格式、常熟地方坐标系；⑤常熟市民政局提供的行政区划数据,为gdb格式、常熟地方坐标系；⑥常熟市公安局提供的电子门牌数据,为gdb格式、WGS84坐标系。

本文针对已有数据进行了分析,确定的利用情况为:①选取2012－2019年局部更新的DLG、省级基础测绘“十三五”1∶10 000DLG常熟市域内数据作为矢量电子地图整合更新的底图；②选取2018年航空影像数据、2019年卫星遥感影像数据作为比对、判读数据源；③选取常熟市自然资源和规划局、交通局、水务局、民政局、公安局的部门数据以及地理国情数据作为居民地与设施、交通及其附属物、水系、绿地、境界与政区和注记的更新数据源。

2 矢量电子地图整合更新流程

基于常熟市自然资源和规划局2012－2019年局部更新的DLG、省级基础测绘“十三五”1∶10 000DLG常熟市域内数据和相关政府部门专题数据等,按照CH/Z 9011-2011《地理信息公共服务平台电子地图数据规范》《天地图电子地图符号与注记说明》（2018版,国家基础地理信息中心）规范要求,本文对居民地与设施、交通及其附属物、水系、绿地、境界与政区、注记等要素进行整合更新[4]。整合更新流程如图1所示。

图1 矢量电子地图整合更新流程图

2.1 数据预处理

本文对按照2012－2019年逐月更新的常熟市主城区124.9 km21∶500DLG数据、常熟市其他区域1 112.5 km21∶1 000DLG数据以及各部门数据进行预处理形成转换数据集；再利用江苏省CGCS2000基准转化平台对整理完成的数据进行坐标系转换,统一为CGCS2000坐标系,并对成果的格式、版本等进行统一[5]。具体流程如图2所示。

图2 统一坐标基准技术流程图

2.2 居民地与设施要素更新

依托于按照2012－2019年建设工程竣工规划验收测量成果逐月更新的常熟市域1∶500、1∶1 000DLG,本文利用2013－2019年竣工测量数据进行居民地与设施以及相关图层的更新完善,具体流程如图3所示。

图3 居民地与设施要素更新技术流程图

2.3 交通及其附属物要素更新

根据交通部门提供的道路表格和图形数据进行表、库、图关联；同时依托省级基础测绘“十三五”1∶10 000DLG常熟市域内数据、老版天地图矢量数据库、地理国情数据、导航路网等数据,基于2018年3－5月航空影像、2019年卫星影像数据以及其他来源数据更新、补充完善交通及其附属物信息[6]。具体流程如图4所示。

图4 交通及其附属物要素更新技术流程图

2.4 水系要素更新

利用水务部门提供的河流空间数据,基于省级基础测绘“十三五”第一轮1∶10 000DLG常熟市域内数据、老版天地图矢量数据库、地理国情数据、航空影像和卫星影像等更新、补充完善水系图层信息[7]。具体流程如图5所示。

图5 水系要素更新技术流程图

2.5 绿地要素更新

基于省级基础测绘“十三五”1∶10 000DLG常熟市域内数据和老版天地图矢量数据库更新、补充完善绿地等图层信息。具体流程如图6所示。

图6 绿地要素更新技术流程图

2.6 境界与政区要素更新

利用民政局行政区划数据,基于省级基础测绘“十三五”1∶10 000DLG常熟市域内境界和政区数据以及老版天地图行政区划数据更新、完善境界与政区要素。具体流程如图7所示。

图7 境界与政区要素更新技术流程图

2.7 注记要素更新

利用公安局电子门牌数据、自然资源和规划局宗地数据中的地址信息等以及老版天地图地名地址、兴趣点数据,对地名地址、兴趣点数据进行更新完善[8]。具体流程如图8所示。

图8 注记要素更新技术流程图

2.8 数据检查

根据高清航空影像和卫星影像,对逐层更新完善后的矢量基础地理信息数据进行数据要素检查,主要解决各地物要素之间的矛盾问题[9]。同时,根据相关标准进行图形检查、属性检查和图属一致性检查,合格后形成矢量基础地理信息数据。

2.9 脱敏脱密处理

按照GB/T 35764-2017《公开地图内容表示要求》的规定,涉密的地理信息数据必须经过符合国家要求的脱敏脱密处理才能对外发布。因此,数据在经过提取、扩充、重组处理后,必须再经过脱密处理,才能符合国家安全保密的相关要求[10]。

脱密处理方式主要包括降低位置精度、降低影像地面分辨率、去除敏感信息等。①降低位置精度:利用公开版1∶250 000矢量地图数据将空间位置精度降低至50 m,保证公开地理信息数据的位置精度符合保密要求；②降低影像地面分辨率:主要是针对航空影像数据,通过影像重采样将其地面分辨率降低至0.5 m；③去除敏感信息:去除涉密或敏感的注记信息,不标注、不可查询,只公开符合安全保密规定的注记信息。

2.10 矢量电子地图瓦片制作

矢量电子地图的数据源为更新后的居民地与设施、交通及其附属物、水系、绿地和注记图层。本文制作了L18～L20多级比例尺的常熟市全境公众版矢量地图瓦片和矢量注记瓦片,格式为bundle,发布为REST和OGC WMTS服务[11]。矢量电子地图瓦片制作流程如图9所示,矢量电子地图瓦片成果如图10所示。

图9 矢量电子地图瓦片制作流程图

图10 矢量电子地图瓦片成果

3 结 语

本文通过研究常熟市政府部门空间数据整合和加工处理的技术流程,实现了常熟市域范围内基础测绘、交通、水务、民政、公安等多源矢量数据电子地图的整合更新,并详细阐述了居民地与设施、交通及其附属物、水系、绿地、境界与政区、注记等要素的更新流程以及矢量电子地图瓦片的制作方法。制作的矢量电子地图具备基准一致、权威、现势性高、覆盖面全等特点,为城市地理信息规范化共享提供了基础数据支撑,提升了地理信息公共服务能力和水平[12]。下一步将建立多源数据融合更新机制和融合数据标准,不断提高数据融合更新效率和质量。