基础地形图GIS数据更新方法研究

基础地形图GIS数据更新方法研究
摘要：数据的现势性是影响gis空间分析准确性的核心因素，本文分析了当前大比例尺地形图更新的现状，研究了地图更新的相关技术，提出了两种大比例尺地形图数据更新的方法和更新流程，并对提出的方法进行验证。

关键词：地形图；数据更新；地理要素
abstract：data currency is a main factor which affects gis spatial analysis accuracy. this paper analyzed the current condition of large scale topographic maps updating, doing researches on the relevant technologies about map updating, proposed two kinds of data updating methods and updating process about large scale topographic maps and make validations to the proposed methods.
key words: topographic map; data updating; geographic features
中图分类号： p217 文献标识码：a 文章编号：
引言
空间信息作为展现客观世界的图形和属性的集合，是勘察、调研工作的数据基础，在基础设施建设、国民经济建设中起着举足轻重的地位。

近年来，随着计算机技术、测绘科技的快速发展，空间信息的获取方式不断改善和更新，海量数据的存储、管理和更新已经成为gis系统研究的核心问题之一。

地形图作为空间信息内容表达
的一种，尤其是大比例尺的地形图，它是规划设计、地质勘查、项目实施必不可少的数据资料，为了保证其现势性，长期以来，测绘部门采用传统测量方式和管理模式不断更新、修测区域内的数据，做出不懈努力，取得了很多成果。

但是随着测量数据量不断增加，人们对数据现势性要求不断提高时，传统管理模式的相对落后，导致的大量的地形图数据无法有效管理和利用，其中最突出的问题就是数据更新问题。

众所周之，数据的现势性如何直接影响到gis分析结果的准确与否，直接影响到决策分析的正确与否。

国内外研究现状
目前, 我国各省、直辖市、自治区目前使用的1∶10000地形图大都是20世纪七八十年代通过航空摄影，然后采用综合法、立测法等传统的模拟法或解析法测制而成。

[1] 在地图数据更新机制研究方面，李波认为需要经过确定更新策略、变化信息提取、变化信息采集、现势数据生产和现势数据提供等五个步骤，其中，关键的三个环节为变化检测、数据更新和数据提供。

当前国内普遍采用的更新模式可以称之为全要素更新模式。

全要素更新模式是结合已有的相关资料，重新测制地形图，是对第一代地形图的全面检查和核实，既可以发现原地形图中调绘要素内容的增减，又可以消除图中可能存在的地名、境界甚至高程差错，确保地形图的准确性。

然而，全要素更新模式要花费大量人力、物力、财力，而且全要素更新模式要花费大量人力、物力、财力,而且更新周期比较长，难以保证地形图的现势性。

地形图数据更新的关键技术
数据更新的概念
数据更新在gis系统中可以分成软件更新和数据更新两大部分，软件更新是指面向组件技术、模块技术的软件功能上的完善和更新，是对软件系统整体性能上的提升和改善；数据更新从本质上可以分为两大部分，即图形更新和属性更新。

图形更新解决了现有数据的空间位置表象的变化问题，属性更新解决的是图形不变但附属的相关信息发生变化的现象。

如图3-1所示。

数据更新的模式划分，按照传输媒介、更新方式、存储方式和终端策略的不同等划分，结果如表3-1所示。

表 3 1 更新方法划分
图 3 1 更新变化
数据更新的方法
数据更新从本质上来讲是数据的添加和删除两个操作，对于数据的修改实际上可以分成删除旧要素和增加新要素两个步骤，因此，在数据更新时重点设计添加数据和删除数据两个算子。

传统的cad 地形图大都以图幅为单位进行存储和管理，随着数据库技术的发展，这些数据陆续通过oracle等数据库来维护，数据存储和管理效率都得到提高，但是，数据的更新经常还是以图幅单位进行，即
按照图幅的更新方式。

（1）图幅式地形图gis数据更新
我国国家基本比例尺地形图的图幅号命名都是遵循一定规范的，具体的规定详见祝国瑞编著的《地图学》等等相关教材。

但是我国城市地形数据则按照行业规定采用两级分幅方式，一级索引按照图幅所在的坐标，二级索引按照自然序数索引。

如图3-2所示。

图 3 2 地形图编号
对于更新一幅地形图（如上图中的29-498-10）内容而言，其处理过程如下：
1）从数据库（如果有版本管理的数据库还需要正确选择版本）中导出本幅地形图数据；
2）以本幅图为工作蓝图，通过野外测量或者室内作业的方式对本幅图的数据进行修侧，并在cad数据采集平台上最终成图，添加相关的属性；
3）通过入库更新程序，先删除图幅范围内的所有数据，再导入到现在的工作数据库中；
4）为了数据的一致性和完整性，需要进行图幅接边；
5）图幅的管理通常需要借助元数据，在元数据中记录图幅更新的状态，方便今后的检索和查询，因此，在更新完数据后对元数据也要维护更新。

详细的图幅更新流程如图3-3所示：
图 3 3 基于图幅的更新
(2) 基于要素级别的地形图数据更新方法
基于要素级别的地形图数据更新方法和基于图幅的地形图数据
更新方法的最大区别在于，这种方法只删除和更新那些需要更新的要素，极大的提高了数据更新的效率。

其基本流程和基于图幅的地形图数据更新方法较为相似，如下所述：
1）从现在工作的数据库中（如果有版本管理的数据库还需要正确选择版本）导出需要更新区域的数据，作为今后更新作业的参照图；
2）以本图（可能包括几幅图）为工作蓝图，通过野外测量或者室内作业的方式对本幅图的数据进行修侧，并在cad数据采集平台上最终成图，添加相关的属性；
3）通过变化检测的程序，发现变化的要素，分别在更新库和现在库中标识增加和删除的要素信息，即形成add和del的表数据；4）通过数据更新程序，删除掉现在数据库中的需要更新的要素；并将更新库中的要素信息写入现在库，更新数据内容；
5）为了数据的一致性和完整性，需要进行图幅接边；
6）图幅的管理通常需要借助元数据，在元数据中记录图幅更新的状态，方便今后的检索和查询，因此，在更新完数据后对元数据也要维护更新。

详细流程见图3-4所示。

图 3 4 要素级数据更新流程图
基于图幅的地形图数据更新定义了更新的范围，而基于要素级别
的地形图数据更新则定义了更新要素。

从联合应用角度可以重新设计一种基于图幅的要素级的地形图数据更新方式，它是对上述两种方式综合应用，具体流程如图3-5所示。

图 3 5 基于图幅要素级更新流程
4．结论与展望
本文对大比例尺地形图的gis数据的更新方式进行了探讨，将现势性和数据更新方式相结合，提出基于现势度的gis数据的自动更新方式，极大的提高了数据更新的自动化程度。

本文对大比例尺地形图gis数据的更新、管理和应用进行了详细的介绍和实验论证，从模型的建立、更新方法的实施，完整地讨论了从cad地形图到gis 数据库的过程，验证了以上所述的方法、模型、方案的可行性和实用性，但是，本文提出的方法仍值得推敲，有些关键技术需要进一步的研究和探讨。

参考文献
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