基础地理实体建设探讨

张 亮，胡 菡，石婷婷，邵 军

（1.湖北省测绘工程院，湖北 武汉 430074；2.湖北省航测遥感院，湖北 武汉 430074;3.湖北省测绘成果档案馆，湖北 武汉 430074）

随着我国经济发展进入新时代和信息化进程的不断加快，现有基础测绘成果在应用中的问题逐渐凸显:一是其形式上虽变成了以数字表现，但执行的标准还是以纸质地形图为标准，成果品种单一、社会经济和人文信息不全，不能适应信息化社会和地理信息产业发展多样化、精细化、个性化的需求；二是其更新速度难以满足实际需要，国、省、市县数据难以共享，做不到协同更新和服务。目前,互联网、大数据、人工智能等高新技术在测绘领域深度融合，正促使测绘体系升级换代，也催生了一批新业态、新需求，新型地理实体应运而生。地理实体的产生与发展，使测绘数据转向地理信息[1]，制图表现转向对象化表达，多空间目标转向地理单元的唯一标定，为解决过去基础测绘成果在应用中的各种遗留问题提供了新思路，有利于实现基础地理信息数据与各类专题数据的深度融合及国、省、市县数据的联动更新。

《全国基础测绘中长期规划纲要（2015-2030 年）》[2]中提出:“到2030 年新型基础测绘体系全面建成。”在新型基础测绘体系数据库建设试点中，推动按尺度分级的基础地理信息数据库向按地理实体分级的非尺度基础时空数据库转变，是其中一个重要方面和直接目标。因此，如何建设好新型基础地理实体，是目前急需解决的一个关键问题。

1 基础地理实体的内容与分类

地理实体是现实世界中具有空间位置、共同属性的独立自然或人工地物[3]。从产品应用角度而言，地理实体可分为基本地理实体和扩展地理实体，基本地理实体形成基础框架，扩展实体根据数据源和应用情况进行抽象和扩展。

从自然资源管理“两统一”职责需求出发，基础地理实体应涵盖两部分内容:一是传统基础测绘成果，尤其是系列比例尺数字地形图上所有表达的地理要素；二是满足自然资源调查、确权和监管等职责需求，山水林田湖草矿等自然资源要素。从不同的视角、学科、行业及应用需求出发可形成对地理视角不同的实体分类标准[4]，本文对传统的基础地理信息数据与自然资源业务数据进行了融合，在继承原基础地理信息要素分类与代码的基础上，结合三调、地理国情监测、统一确权登记等工作，对自然资源业务管理对象和现状数据进行了梳理，沿用了其8 个门类，在各门类基础上扩展划分出共48 个大类，新增了部分地理要素，重新定义了部分地理要素，并对原分类代码进行了扩展。

扩展的分类码采用10 位十进制数字码，实体要素的分类代码结构是在国标代码（门类、大类、中类和小类）后加图形码和细分码，具体代码结构如图 1所示。

图1 扩展分类码结构图

1）左起第一、二位为门类码，根据地理实体的门类划分，门类码为“01”～“08”。

2）左起第三、四位为大类码，在门类基础上细分形成的实体类，是已有各分类编码体系的一级类编码。

3）左起第五、六位为中类码，在大类基础上细分形成的实体类，是已有各分类编码体系的二级类编码，无此级别的，则中类码补“0”。

4）左起第七、八位为小类码，在中类基础上细分形成的实体类，是已有各分类编码体系的三级类编码，如有四级类编码的情况，则将其并入三级类编码中，无此级别的，则小类码补“0”。

5）图形码采用1 位数字码，0 表示注记、1 表示点、2 表示线/中心线、3 表示面、4 表示边线。

6）细分码是对国标代码中子类码的进一步划分，按 1～9 顺序添加，如没有细分类，则为 0。

地理实体间按照层级关系组织，上级实体包含一种或多种下级地理实体，如图2 所示。

图2 地理实体层级关系示意图

2 地理实体编码

任何一个地理实体，在它的生命周期内占有的地理空间是唯一的，这种时空唯一性使得我们基于一种全球统一的空间参考基础，对每个实体指定唯一的编码，便能描述该实体时空特征的数据关系。因此，地理实体编码如同地理实体的身份证，能够为多源大数据汇聚提供关联，为数据联动更新和综合信息挖掘提供基础。

围绕地理实体编码，国内各试点城市进行了有益探索。如武汉采用42 位定长编码，由分类码（12 位）+位置码（18 位）+时间码（8 位）+顺序码（4 位）构成；上海采用32 位（如果有专业码，则变长）编码，由位置码（15 位）+分类码（10 位）+顺序码（7 位）构成；嘉兴采用31 位定长编码，由省市县行政区域码（6 位）+乡村行政码（6 位）+分类码（5 位）+时间码（8 位）+顺序码（6 位）构成。为标定地理实体的时空信息，各方案中实体编码通常包含时间码和位置码信息，时间码规则相对单一，位置码的定位点和编码方式则各有不同。如嘉兴利用行政区划码来标定位置范围，武汉采用实体几何中心作为定位点，以经纬度方式进行编码，上海则用外接矩形左下角所在格网编号+ 右上角所在格网编号作为空间定位，采用投影坐标按200 m×250 m 划分格网进行编码。

本文在上述研究基础上，提出了一种新的40 位地理实体编码方案，其组成如表1 所示。

表1 地理实体编码组成

其中，分类码由前文规则给出，位置码采用GeoSOT剖分网格的四进制1 维定长编码[5]，采用第18 级的地理网格编码，可表示到256 m 格网，能基本满足应用需求。时间码采用8 位数字定长编码，以地理实体首次采集、调查或建库等的公元纪年时间为内容，如2020-09-25，则时间码为20200925；顺序码为4 位定长数字或字母编码，当地理实体分类码、位置码、时间码完全一致时，以0 ～9、a～z的流水号顺序，从右至左依次编码。

3 地理实体的构建

与传统地理要素相比，地理实体是一个抽象概念，每个地理实体在不同维度空间和不同表达层级下有不同的表现形式，其不仅承载所代表地物的空间信息，而且还包括其自然属性、社会人文属性、扩展属性以及时间信息等。地理实体的构建就是完成实体化的过程，判断哪些图元为同一实体的过程[6]，即建立图元和实体的对应关系，对要素进行实体化重组，赋予相应属性，以实现地理对象在时空维度的唯一性和属性的完整。

以交通为例，铁路一般提取中心线数据，构建线实体；以单线形式表示的乡村道路（不依比例尺）提取单线数据，在遇有桥梁、涵洞等使道路表示中断时，应在断开处添加线段使道路表示完整，构建线实体； 以双线形式表示的城际公路、城市道路、乡村道路（依比例尺）提取两条边线数据和中心线数据，不提取附属设施数据，构建面实体[7]。

构建好的地理实体在存储上由图元表和实体表构成，图元表类似于传统的地理要素类，实体表记录了实体的图元构成和实体标识码。两表间通过图元标识码建立关联，因此实体表务必清晰地描述实体标识码和图元标识码的对应关系。

4 结 语

在新型地理实体建设中，地理实体编码作为关联和承载各政府部门信息的纽带和桥梁，显得尤为重要。地理实体唯一编码的方法很多，为了便于快速检索和定位，应制定科学的分类和编码方案。新型地理实体的兴起，加速了测绘地理信息开放共享的进程。在大数据时代，只有在描述其与图元的基本关系的同时，于应用中进一步构建其与人、物、法人、事件等的关系，提升新型测绘成果组合方式，为多学科、多行业、不同用户类型开发按需定制的服务产品，才能尽显地理实体的优越性。