面向新型基础测绘的数据库增量式联动更新技术初探

邹月权

（辽宁省基础测绘院，辽宁锦州 121003）

基础测绘是为国民经济、社会发展等提供基础地理信息及应用服务的基础。新型基础测绘是对基础测绘的继承和发展，其基础性和公益性的本质不变。受技术水平限制，我国基础地理信息数据库建设主要是针对不同比例尺的地理实体建立不同的数据库，并分别存储。不同比例尺的数据采集和处理也是独立的[1]。

与传统基础测绘相比，新型基础测绘从工作范围、工作重点、技术手段、组织模式、成果形式、服务方式等方面赋予了新的内容和特点。其中基础地理信息数据库的升级与动态更新是新型基础测绘的主要建设内容，逐步完善和优化基础地理信息数据库的更新技术和标准体系，形成多级协同动态更新的机制，是新型基础测绘的重要目标。

《全国基础测绘中长期规划纲要（2015-2030年）》提出：“2020年前要构建全球覆盖、海陆兼顾、联动更新、按需服务、开放共享的新型基础测绘体系”“联动更新是构建新型基础测绘体系的重要支撑”。这些充分体现了联动增量式更新是新型基础测绘中的重要新和必要性。同时增量式联动更新的技术发展，还是基于各行业对高现实性基础地理信息要素的迫切需求。

一、针对增量式联动更新的理解

广义地讲，数据库联动更新包含不同种类的数据横向联动更新以及不同比例尺数据的纵向联动更新，即不同比例尺的基础地理信息数据同步更新后，各行业专题、地形数据以及基础地理信息数据库的衍生数据也随之同步更新。但实现起来需要多行业多部门的统筹协调和技术发展，所以主要简析一下测绘行业的多比例尺数据库联动更新技术。

我国经济社会目前已进入新的战略转型时期，国家全面深化改革、“一带一路”发展战略等重大国家战略的实施，对基础测绘提出了新的要求[2]。《新型基础测绘体系建设试点技术大纲》指出，新型基础测绘将以“基础地理实体”为核心的成果模式创新为切入点，带动技术体系、生产组织体系和政策标准体系的全面创新，从而实现基础测绘高质量发展。而基于要素级的增量式更新，是实现联动更新的技术前提和基础，也是实现新型基础测绘中基于地理实地更新的技术保障。同时增量式联动更新技术的发展还可以有效推动生产组织模式转型发展，实现多尺度地理信息协调一致和协同服务。

二、国家、先进省份的增量式联动更新技术发展现状

原国家测绘地理信息局自上世纪80年代起采用数字化已有地形图方式，至2006年，建立了国家1:100万、1:25万、1:5万初始数据库。其中初始建库是按照比例尺由小到大的次序建立，经历全面更新阶段后，2015-2016年建立了以1:5万数据库为核心的基础地理要素的增量更新与联动更新、动态更新基础，1:5万实现了年度更新，2016年起实现了基于1:5万的增量更新信息的1:25万、1:100万比例尺数据库的联动更新。

2000年，上海市测绘院开始研发上海市基础地理数据库，2003年建成1:500，1:1000，1:2000，1:1万等比例尺的基础地理数据库，并在全国率先建立了面向数据库的生产管理更新机制。2009年解决了城市大比例尺数据综合与制图的难题，实现了三库合一，升级为多尺度基础地理信息数据库，并打通了自动化的制图综合工具实时动态生产1:1万的地形数据的技术路线。

三、增量式联动更新核心技术内容思考

1.技术难点分析

联动更新的总体技术路线为：利用已有1:1万基础地理信息数据，结合地理国情监测等多源数据，基于遥感影像处理后的正射影像，最终对更新及无法确定的要素采用专题资料对比和外业实地核查等技术手段形成符合1:5万、1:10万等不同比例尺要求的基础地理信息数据，数据以要素为单位，在数据库中联动更新，并提取变更的要素，采用自动缩编等技术联动更新相应比例尺的图式数据。基于这个数据库，还需集成建库管理和数据应用服务等。

这个过程中的技术难点主要在：一是原有数据库数据要实现增量式更新，需要升级为要素级数据库，对于原有的图幅管理模式的数据库，其结构需要进行完善和补充，要针对所有要素的唯一性、连续性进行人工的检查和编辑，然后赋予其在数据库中的唯一标识码，这是实现增量式联动更新的基础，但需要投入一定的工作量，原有数据规范性越差，工作量越大；二是同一要素在不同比例尺地形图中的表达尺度、更新指标、对应关系等方面都存在很大的差异，如何找到核心的技术解决方案，是实现动态联动更新的关键环节。

2.建立要素级多时态数据库模型

针对分析的技术难点，首先需要建立要素级多时态数据库的模型。模型中需要至少包含要素唯一标识码、要素更新状态、要素的更新时间、版本信息等等内容。这样才能够实现将基于图幅的拼接式多版本数据库升级为基于要素的增量式数据库，实现历史库增量式存储，对同一要素不同时期的变化进行有针对性的分析。要素数据库用统一的数据采集标准来采集要素数据。为了满足不同应用数据库的采集标准，要素库的采集标准需要兼容其所支撑的上层数据库[3]。

3.基于增量式联动更新的采编

要实现基于增量更新的采编，首先要探索要素几何变化发现的技术方法，主要包括基于影像发现变化和基于矢量发现变化两种方法，均可通过自动化、人机交互、人工方式实现。

随着技术不断发展、信息共享机制的不断完善，工作的重点一定是现势资料的收集、分析及利用，包括资料广度和深度的扩充、资料应用自动化程度等。外业巡查仅对疑问和重点进行核实，仅在必要时进行。

两种不同比例尺的数据库数据，通过对比分析、提取已更新数据库的变化要素、编辑过滤变化要素、标注增量信息等工序，最终形成待更新数据库的增量更新包。这是实现多尺度数据联动更新的基础，也是工作量最集中的部分，该项技术的自动化程度，决定这联动更新工作的效率和质量。首先想要对比不同比例尺的数据，首先要建立对照表，包含标准对照关系和实际对照关系，依据对照表建立关联，才能发现变化要素，并进行提取。建立关联的过程需要进行几何相关和属性相关的分析，几何分析是通过面要素或者线要素的缓冲区叠加进行分析。属性相关分析要注意分析真正语义，避免由于大小写、空格等原因造成误判。

不同比例尺数据库的联动更新过程中过滤是非常重要的技术环节，过滤就是不同比例尺地形图的缩编工作，目前有很多软件能够实现自动化和半自动化的缩编，最高的自动化程度能够达到80%以上。

4.基于增量更新的质检及入库

基于增量更新的质检是仅对更新增量包本身及增量要素与周围要素关系的合理性进行质检，质检标准与全要素更新的标准相同。主要包含空间参考系、位置精度、属性精度、完整性、逻辑一致性、时间精度、表征质量、附件质量等[4]。

基于增量式更新的入库工作要根据更新状态标识字段内容，进行数据库的处理，删除和修改的要素，进入历史库。

四、辽宁省相关技术应用展望

目前，辽宁省仍然处于基于图幅的版本式数据库建库阶段。正在开展对增量式更新的数据库建库技术探索和数据库的升级研究工作。联动更新技术的实现需要省、市在基础地理信息数据更新的技术方案、工作统筹等方面不断协调。

深入研究增量式联动更新技术及相应的生产组织模式，是新型基础测绘发展的重要技术保障，增量更新技术运用到基于数据库的生产更新中将有效的提升基础地理信息数据的更新效率。辽宁省应结合其他省份的先进经验，在国家相关规范的框架内制定符合辽宁省省情的技术标准，持续提升辽宁省新型基础测绘的技术储备。

五、结束语

近年来，上海市、武汉市、重庆市、西安市、贵阳市等多地陆续成为新型基础测绘建设试点城市，深入探索了新型基础测绘产品、技术、组织、标准体系的转型升级，全面推进了“全息采集、智能处理、变化发现、实体建库、定制服务”技术的研究与突破，最终形成基于新型基础测绘产品的实体数据库、生产工具软件、定制化服务接口、试点政策机制、试点区片示范应用和系列产品标准等项目成果。本文从技术的必要性、核心技术内容、技术应用的展望等方面就增量式联动更新进行了初步的思考，期望在今后的工作中进行更加深入的研究。