| 县域基础地理信息变化发现机制及方法研究 |
基础地理信息数据是地理信息公共服务平台的血液,唯有现势性强、准确权威的基础地理数据才能确保共享服务平台持续、可靠地对外提供服务。基础地理数据框架建设完成后,对数据实时动态更新是平台运维阶段重要和核心的任务之一,而精准、高效地发现变化是数据动态更新、增量更新的基础和前提[1, 2]。
县域需要更新的地理信息数据比例尺较大,粒度较为精细,全人工外业巡查一直是变化发现的主要手段。但该方法投入人力大,周期长,对重要变化反应较为缓慢。有学者将网页文本中蕴含着的地理要素信息作为发现变化的数据源,如闫会杰等[3]、郭俊枫等[4]通过关键词匹配的方式发现描述地理要素变化的新闻;另有学者基于影像变化检测对基础地理数据更新方法进行了研究,如冯存均等采用不同时期的ALOS卫星影像,结合基于多光谱的向量变化分析法、差值主成分分析法、全色影像差值法等多种变化检测方法, 实现居民地、道路和水系变化内容自动与半自动发现和提取[5]。这些方法为基础地理信息变化发现只能发现部分变化信息,不能满足动态更新的需要。
本文探讨了县域基础地理信息变化发现的方法及机制,开发了基础地理信息变化发现管理平台。
1 县域基础地理信息变化发现的内容及要求 1.1 变化发现的内容县级测绘与地理信息主管部门需要更新维护的基础地理信息数据主要包括县域级平面控制网、高程控制网、国家基本比例尺地图(1:500、1:1 000、1:2 000)、影像图及其数字化产品、城市三维模型及三维地理信息系统、地名地址数据(本文包括兴趣点)、地下管线及数据库、对应大比例地形图的地理实体数据和天地图(18至20级)。
变化发现工作应针对上述数据开展。其中,控制网(点)变化、地形要素变化、地名地址(兴趣点)变化及管线数据变化是县域基础地理信息要素变化的原始变化,其余地理信息数据的变化根据这4类变化进行确认。
1.2 变化的重要程度分级及发现变化的要求大部分省市都对基础地理信息更新进行了分级。如浙江省根据地理要素与经济建设和人民生活的关系密切程度、用户的现势性需求等因素,将地理要素划分为重大要素、重要要素及一般要素,并按“361”(即3个月、6个月、1年)组织准实时动态更新。可参照该方法将地理要素的变化相应划分为重大、重要和一般3个级别,考虑到变化发现后还需要组织施测、检查、入库及发布等,变化发现的时间要求应略高于更新的要求。
2 基础地理信息数据变化发现的方法及机制 2.1 变化发现的方法 2.1.1 基于审批信息的变化发现由于大量引起地理信息变化的人工活动都需要行政审批,所以基于对审批及审批相关环节产生的信息进行分析和挖掘是基础地理信息变化发现的重要方法之一,该方法的主要特点是变化信息现势性强。具体分析如表 1所示。
| 表 1 基于审批活动的变化发现分析 Table 1 Change Discovery Analysis Based on Examined and Approved Activities |
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2.1.2 基于测绘项目的变化发现
在进行工程放样、竣工测量、土石方测量等测绘生产时,也可以获取该测绘内容以外的变化信息,如通过具体测绘项目开展中控制点使用情况可以确定控制点是否有变化,通过土石方测量项目可以获得地貌变化的信息等,通过竣工测绘项目可确定变化范围。测绘生产及变化发现的主要内容及特点如表 2所示。
| 表 2 基于测绘生产的变化发现分析 Table 2 Change Discovery Analysis Based on Surveying Production |
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2.1.3 基于社会公众参与的地理信息变化发现
社会公众发现的地理信息变化主要为地名地址和兴趣点的变化,应列为重大变化,并立即组织核实和更新。社会公众参与发现地理信息变化是一种有效检测手段,可以提高社会对地理信息行业的关注程度。
2.1.4 基于外业动态巡查的变化发现前文已提到,外业动态巡查目前是发现基础地理信息变化的主要手段。在联动更新机制尚未建立的当下,该手段仍然占主导地位, 但应和上述3种途径和方法进行有机结合,并积极推行网格化巡查,以提升效率和效果。
2.2 变化发现的机制建立和完善基于外业巡查信息、审批信息、测绘项目信息及公众反馈信息的抽取、叠加和挖掘分析,建立综合性的变化发现机制,才能确保变化发现的科学性和有效性,以提高基础地理信息动态更新的有效性和效率。实现这一目标需要建立或完善以下制度和机制。
2.2.1 建立审批信息共享交换机制建立机制将各类可公开审批信息在平台中交换和共享,并由地理信息更新部门对这些信息进行提取、处理和挖掘,生成具有统一空间地理坐标的点、面等变化信息数据,以指导后期的更新。将专业部门的审批流程和地理信息公共服务平台的地图服务相结合,以“自生长”方式直接提供地理信息变化数据。
2.2.2 完善测绘项目备案及成果汇交制度目前大部分省、市已建立了测绘项目网上备案制度,建议在备案登记中增加控制点使用情况及现状地形变化信息的简要说明。同时,对测绘成果汇交制度进行完善,简化汇交的程序,凡涉及地理信息数据变化或包含变化信息的,应尽量缩短汇交时间,也可建立对变化信息先行汇交的制度。由专业更新部门对以上信息进行统计、分析和挖掘,作为变化发现的重要数据源指导后期更新。
2.2.3 完善公众参与的奖励机制目前公众参与的地理信息变化发现占比还非常小,需要借助现代的通信工具如微信等建立简单易用的反馈平台,同时需要建立奖励机制提高公众参与的热情。
2.2.4 建立稳定的财政投入和专业的更新队伍建立稳定的财政投入是基础地理信息变化发现及动态更新的根本保证,按有关法规及政策要求,应纳入地方财政预算。更新队伍除了具备较好的地理信息数据采集处理能力,还需要具备对多源变化信息进行综合处理、分析和挖掘的能力。
3 基础地理信息变化发现管理平台建设镇海规划勘测设计研究院是宁波市镇海区基础地理信息数据更新的实施单位。结合近几年动态更新实施的经验及上级部门要求,建设了镇海区基础地理信息变化发现管理平台。该平台包括基于“天地图·镇海”的公众标绘系统及基于院内网的变化发现管理系统,主要实现以下功能:为社会公众提供反馈地理信息变化的平台;对各种来源的变化信息进行统一分类管理,建立档案,记录变化过程;对各类变化信息按空间和时间进行叠加分析,确定最佳的更新方案;与院办公OA系统进行对接,实现半自动提取变化信息及下达更新任务,如图 1所示。
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| 图 1 变化发现管理系统用户用例图 Figure 1 Users Use-Case Diagram on the Change Discovery and Management System |
4 结束语
结合多年的基础测绘实践,笔者认为,基于对外业巡查信息、审批信息、测绘项目信息及公众反馈信息等进行数据叠加分析和挖掘,是实时动态发现地理信息变化的较好的方法和机制。但目前审批部门的相关数据不能共享、公众参与的热情不高仍然是阻碍该方法推行的主要问题。基础地理信息数据变化发现是一项长期的、需要不断完善的工作,随着国情监测等新型测绘项目的开展,为基础地理信息变化发现提供了更多的方法和数据源[6]。另外,目前比较热门的OpenStreetMap、大数据技术等也为地理信息变化发现提供了新的视角和理念,值得研究借鉴。
| [1] | 李新滨, 江娜, 孔杰. 一种基于几何特征的面状地理要素变化检测方法[J]. 测绘与空间地理信息, 2011, 34(3): 177–180 |
| [2] | 罗国玮, 张新长, 齐立新. 顾及地理要素变化过程的数据增量更新方法[J]. 中山大学学报(自然科学版), 2014, 53(4): 131–135 |
| [3] | 闫会杰, 赵巍. 服务于基础地理信息数据动态更新的网络蜘蛛[J]. 测绘技术装备, 2012, 14(2): 21–22 |
| [4] | 郭俊枫, 赵仁亮, 郑娇龙. 面向网页文本的地理要素变化发现[J]. 地理信息世界, 2015, 22(1): 52–56 |
| [5] | 冯存均, 刘晓忠, 沈彩莲. 基于卫星遥感影像的基础地理信息变化提取研究[J]. 遥感信息, 2011, (3): 98–101 |
| [6] | 王怀, 高小明, 樊文峰, 等. 地理国情要素时空变化检测技术研究[J]. 测绘通报, 2014, (11): 84–87 |
2017, Vol. 42




