基础地理信息数据相关处理技术的研究

基础地理信息数据相关处理技术的研究

陈萌

山东深科土地矿产勘测有限公司250000

摘要：基础地理信息数据通用性强，共享需求大，几乎为与地理信息有关所有行业采用。随着基础地理信息数据在各行各业的广泛应用，其相关处理技术也日益受到重视。文章在阐述基础地理信息数据基本特性的基础上，从数据融合与处理基本概念出发着重对基础地理信息数据相关处理技术进行研究。

关键词：基础地理信息；数据；处理技术

1基础地理信息数据现状

1.1数据标准

标准与规范不统一，地物代码非国家标准代码，以旧国标或地方标准居多；数据分层和分类标准不一致，点、线、面数据未分开存储，大多数只是按要素简单分类存储；测绘基准不统一，空间数据分散在各个不同的部门，数据空间参考基准、质量、精度、图形要素都不一致，多采用地方坐标系统为平面标准，空间数据失去了统一的参考基准，也就无法直接叠加在一起使用，地理空间框架建设工作难以开展。

1.2数据形态

空间数据涉及到多种比例尺，大部分城市以1：500、1：2000、1：5000、1：10000系列比例尺覆盖，覆盖空间范围大，数据信息量大。数据存储格式不统一，以分幅或文件形式存储居多，未建空间数据库，数据格式多为CAD格式。

1.3数据内容

数字城市基础地理信息数据包括八大类要素：测量控制点、水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质及其名称等注记信息。

1.4数据质量

数据采集的手段、技术方法、成图时间不同，数据标准不一，造成了数据的不一致性，数据质量层次不齐，主要表现在数据要素定性不明确，数据中存在不确定归属的地物；存在数据无属性或数据的属性是以注记的形式存储而不是在属性字段中的情况；部分地物类存在属性缺失的情况，例如公路、铁路、河流编码等重要属性内容；因数据未建库或建库标准不一，存在应以面存在的地物未构面的情况，例如，道路、居民地、水系、植被等；数据连通性差，特别是道路和水系没有成网，道路、河流遇桥、涵洞、闸和坝等为断开的状态；数据中碎片冗余的数据比较多，例如，通过不同软件数据转换，小路碎化为一段一段，陡坎碎化出一条条的小齿线等；要素拓扑错误多，存在打折、相交、重叠等等基础图形错误。

1.5数据现势性

城市基础地理信息数据为了满足城市各部门建设和应用的需要，数据更新频率比较高，数据的现势性和丰富度较好，但多数存在局部更新频率较高，这就带来了更多不同时间数据接边的工作。

2基础地理信息数据相关处理技术

2.1基础地理信息数据存储方法

基础地理信息数据存储是在模型设计的基础上对数据进行管理的核心内容，目前，对于地处地理信息数据的存储方式主要有基础地形数据存储、栅格数据库存储、3D产品数据库、地名数据库、元数据库、大地成果数据库这几种方式。以大地成果数据库为例，数据主要由平面三角控制网、GPS控制网、水准控制网及控制点组成，数据库中包含了控制网拓扑、结算等信息，将这些数据与DLG数据叠加起来可实现对整个控制网分布的可视化展示和管理，关于大地测量要素的存储，一般采用比例尺方式，适用于不同比例尺的同类大地测量要素存储在同一个物理分层。

要使基础地理信息数据保持较好的现势性，就要不断对数据进行更新和集成，直到达到测绘部门对数据的要求。

集成管理海量基础地理信息数据是对多源、多类型、多格式的基础地理信息数据进行整理、融合和分化，需要以可视化方式组织数据，进行叠加分析和数据转化，集成栅格数据和矢量数据，在此过程中，兼顾数据在空间、时间特性上的融合性、在物理和逻辑上的高效统一性以及在自身表达上的精确性，也就是根据不同类型、来源的数据的特点，对它们进行一系列的操作和转化，消除其中差异，完成匹配融合。但该技术往往需要人工综合处理，效率较低，给智能化集成基础地理信息数据带来困难。

矢量数据易于编辑，绘图精度高，与文字注记结合简便，但过于抽象化，现实感不足，栅格数据则具有强烈真实感，且数据量大，缺点是缺少注记。根据矢量数据和栅格数据特点，将它们融合为一体存储起来，将它们统一起来进行一致的操作、分析和显示，是基础地理信息数据管理的难点所在。一般做法是以栅格数据为底图或背景，将适量数据和其余专题数据叠加在上面，实现两者统一浏览、操作、查询及应用，但要实现这种应用，必须有统一的坐标参考系。

无缝集成多源地理空间数据属于数据互操作模式的一种，此种方法无需过多考虑各种信息数据格式之间的异构性，主要是在地里信息应用程序中独特地访问数据架构模式，可进行多格式的数据直接访问和复合分析，具有格式无关性和位置无关性的特征，能开放式地获取信息。在逻辑上，无缝集成多源地理空间数据技术体系可分为用户层、中间层、服务层这三层架构，每个环节有确切职责，服务层主要通过中间层想用户层提供数据或文件，用户层则直接使用数据，中间层是服务层和用户层的纽带，负责两者之间的交互和连通。

2.2基础地理信息数据融合技术

基础地理信息数据融合主要分为三个阶段：第一个阶段是数据集成阶段，主要解决数据源在空间特征、属性特征和时间特征上的差异性，实现多格式数据的共享方式有数据格式转换模式、数据互操作模式和直接数据访问模式，此外基础地理信息数据共享还依赖于空间数据和属性数据以外的一类描述空间数据集的内容、质量、状态及其他特性的特殊数据――元数据，元数据允许完全的说明数据，方便用户了解其设定和限制，评估数据集对其需求实用性。第二个阶段是数据综合阶段，该阶段是主要是解决数据源在尺度特征上的差异性。第三个阶段是要素关系的处理与协调阶段，虽经过以上两个阶段被处理后的数据已基本上满足相关标准和规范，但是由于数据来源广泛、数据种类多，因而要素与要素之间、同一要素与不同实体之间的关系会产生冲突，这一阶段的主要任务就是解决多源数据要素间关系的冲突和矛盾。经过以上三个阶段的处理，最终会得到新的适合测绘需要的基础地理信息数据。

经过数据集成，基础地理信息数据被装入源数据库，补充性数据、影像数据等与源数据库存在于一体化数据处理平台，在相关处理系统的支持下，将数据源可视化，通过对比、分析，按照实际需求，从元数据库中提取出质量高、现势性好的基础地理信息数据，以目标数据库、算法为支持，以数据可视化平台为基础，经过数据综合和关系处理这两个过程，数据质量和现势性基本满足要求。

3结束语

总之，在进行数字城市地理空间的构建中，基础地理信息数据的重要性不言而喻，地理信息资源共享与应用，有效避免了“信息孤岛”现象，充分发挥了地理信息在政府宏观决策、国家应急管理、社会公益服务、人民生活改善等方面的保障服务作用，随着信息技术的不断进步，相信基础地理信息数据的处理方法会更加准确有效，为数字城市、智慧城市的发展提供更加坚实的数据支撑。

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