赵文波，万丽娟，陈国斌

(广州市城市规划勘测设计研究院，广东 广州 510060)

1 引 言

随着社会经济建设的不断发展，城市测量任务日益繁重，如何将获取的地理信息数据及时更新到城市空间数据库中，并建立快捷、经济的动态入库更新模式，进而实现政务地理信息服务平台、公众服务地理信息平台的空间信息快速发布与共享，是信息化测绘体系要解决的重要问题。

目前，广州市已经充分认识到解决这一问题的迫切性，并提出了相应的解决办法：2007年，提出了针对1∶500、1∶2 000、1∶5 000的“1、2、3、5”动态更新机制；2011年，引入了实时动态更新机制，将更新与城市日常规划测量、竣工测量有机结合起来，完成一宗立即入库一宗，至2015年累计完成三千多宗，一定程度上保证了地理数据的现势性，然而整体效果并不是很理想。现行的更新模式主要是基于图幅进行的，弊端在于：①范围线随意，没有统筹考虑基础地形图年度更新等问题，跨图幅或地块的要素往往被打断，要素的连续性和完整性无法表征，带来了巨大的数据整理工作量，如接边、数据检查等；②时间基准不够统一、外业作业平台比较分散，出现数据丢失、只出不进等问题，造成一定程度更新障碍，导致了生产效率下降。

基于此，本文在常规实时动态更新基础上，提出了网格化处理的概念，将地理空间区域实行网格划分，更新模式基于单元网格进行，充分发挥日常工程数据在基础地形图动态更新的作用以及在日常工程充分利用基础地形图的数据，减少重复测绘，提高作业效率，实现数据共享。

2 网格化动态更新机制

2.1 网格单元概念

网格单元是摒弃以往图幅概念，按照现状路网和自然水域，结合面积大小等级将城市地理空间进行网格划分，构成的每一个拓扑多边形即为一个网格单元，每一宗测量项目的更新入库必须以网格为基础进行。

2.2 动态更新平台

网格化动态更新，是基于EPS平台实现的。EPS平台是以数据库为核心的一体化解决数据各项处理的综合信息系统，其汇集了基础空间地理信息的采集、录入、处理、深加工、建库、管理、数据更新、制图等各生产环节，以面向对象的方法，基于通用关系型数据库的图形属性一体化管理，实现基础地理信息各生产环节流程化的整体解决[3]。

EPS平台遵循从底至上的模块化设计思想，按功能区分共有6个层次：数据接口层、数据管理层、通用功能层、专业功能层、工程管理层、应用程序层以及全局数学函数库与控件库。实现了诸如数据库接口、数据管理、绘图、编辑、显示、打印、人机交互等作为一个基础平台所不可缺少的基本功能[4]。其核心技术是信息映射机制，可用脚本语言扩展数据处理功能，实现专属功能的自动化应用。

2.3 动态更新机制

网格化动态更新其实质是一个入库的过程，最终数据形成ArcSDE数据库。其更新机制是基于现状路网、水域建立网格化数据，以网格为单元进行地形数据的调用和存储，在数据库管理软件平台上建立数据库库体，并按照基础地理空间数据库数据标准的要求，建立各属性表并配置数据库，包括数据字典及各种分类代码，按照一定的原则入库，实现数据共享，减少重复测绘[5]。

(1)数据库建库

数据库建库的首要工作是建立网格化数据，基于现状路网、水域划分网格，结合面积大小等级将地理空间进行网格划分，构成的每一个拓扑多边形即为一个网格单元。网格单元的属性信息包括位置、大小、编码等等，数据库以网格为单元进行地形数据的调用和存储。

下一步，在数据库管理软件平台上建立数据库库体，并按照基础地理空间数据库数据标准的要求，建立各属性表并配置数据库。在ArcSDE中建立 1∶500、1∶2 000基础地理信息数据库，即按广州市 1∶500、1∶2 000基础地理信息模板.mdb中定义的编码、分层、属性、符号等标准，在ArcSDE空间数据库中创建相应的要素集、要素类等[6，7]。

根据统一的数据标准，生成入库模板，数据库连接设置，图层创建，用户管理。库体的建立、图层的创建、修改，必须在用户管理模块进行用户权限的确认后才能生效。用户权限的确认包括修改用户的角色、图层的可控性及显示与否。只有系统管理员才能进行数据库的入库、更新等操作。

(2)建立数据字典及分类代码表

数据字典和分类代码表涉及统一数据更新标准的问题。

建立的系统数据字典包括基础地理数据分层、颜色对应表，属性项数据字典等；并应根据以上数据字典建立配置ArcSDE数据库各项属性表。数据编码应符合当地统一的数据标准中的基础地理数据代码表。

(3)动态更新基本原则

动态更新遵循两个宗旨，网格单元和数据共享。具体来说：①以网格为单位进行数据更新，尽可能减少接边工作量，同时确保网格单元的完整性，网格单元内更新的地形要素必须100%接边；②实现数据共享，减少重复测绘，避免“二次作业”，利用日常规划管理测量成果地形图更新 1∶500基础数据库。

具体的测量工程基于网格的动态更新，涉及网格单元、工程作业范围、地形变化范围、更新区域4种区域，具体如图1所示：

图1 动态更新四种区域关系图

其中，网格单元，用于数据的下载和更新入库，相对固定，此区域主要用于控制下载数据范围和接边界限，用户不直接操作；工程作业范围，用于标识工程要求的作业范围，此范围不能直接上传数据库用于下载数据，工程作业范围在更新后的edb数据中增加，更新入库时则直接入到库里了，主要用于辅助检查和统计工作量；地形变化范围，用于标识外业或内业发现的地形有变化的范围，可以在更新后的edb数据中增加，也可以在范围线系统中增加，并录入地理信息；更新区域，用于下载数据及更新入库，与网格单元一致，不能直接上传数据库，必须由专业部门授权后系统通过脚本自动上传数据库。

动态更新一般先确定“工程作业范围”和“地形变化范围”，并检查入库数据的标准性，包括数据的接边、冲突处理、数据标准，并统计工作量。其基本原则一般有：

(1)信息化原则：即整理、存储点、线、面空间要素的定位点、定位线、骨架线、轮廓线，舍弃用于图式符号表示的辅助线划。

(2)图属一体化原则：即空间要素及其属性一体化采集、一体化存储。

(3)对象完整性原则：即保持地物等空间对象的整体性、完整性。

(4)标准化原则：按照统一的数据标准严格执行。

2.4 动态更新流程

所有基础地形图数据最终将以ArcSDE空间数据库的形式存储。更新入库总体流程如图2所示：

具体说来包含以下4点：

(1)在基础测绘平台中打开待入库EDB文件，并确定待入库的EDB数据范围。该范围的确定对提高入库的效率至关重要，系统在入库时，自动将EDB中的数据与后台空间数据库中该范围内的数据进行比较，而不是后台数据库中的所有地物要素。

(2)以系统管理员身份登录并启动“SDE更新管理”模块：为了确保整个基础地理空间数据库的数据安全，系统设定了相应的权限，只有系统管理员才能登录和启动“SDE更新管理”模块，并进行数据的更新。

(3)执行菜单命令“SDE管理”→“数据检测入库(EPS→SDE)”，对待入库的数据进行冲突检测：系统将待入库的edb数据与后台空间数据库的数据进行比较，并自动计算出新增的、修改的、删除的地物要素数量，如果检测的结果不满足要求，将数据重新返回给作业组进行检查修改。

(4)执行菜单命令“SDE管理”→“更新区域入库(EPS→SDE)”。执行该命令，系统将后台空间数据库中入库(更新)区域内的原始数据写入历史库中，同时将入库(更新)区域内的新数据写入到现势库中，同时生成数据入库日志，完成一次数据的入库更新。

图2更新入库总体流程图

3 实践应用

3.1 广州市网格化动态更新应用

广州市自2014年底，开始实施基于网格的动态更新作业方案。全市范围内网格化动态更新的总体思路是以 1∶500数据更新为基础，统筹考虑1∶2 000粗编及地图数据库更新，以便更好地对外提供地理信息服务。如图3所示：

图3 地理信息更新流程图

广州市网格是以现状路网和自然水域划分的，结合实际作业面积大小，划分了3万多个网格单元，主要建成区的网格面积基本都小于2 km2，分布情况如图4所示：

图4 广州市网格分布图

经过一年的实践应用，已更新入库一千多宗工程，对基础地形数据的及时更新及利用有很好的成效，大大缩短了接边时间，最大程度保证了地形要素的完整性，提高了工作效率。

3.2 南沙自贸区精细网格化动态更新应用

南沙新区作为国家级新区、自由贸易试验区，城市建设日新月异，地形地貌变化面积大，变化速度快。为适应城市高速发展，建设南沙新区完善的地理信息数据库，南沙区政府在2012年～2014年主持完成了行政区域内约 522 km2的 1∶500地形图测绘、约 570 km2的 1∶2 000地形图测绘，并确定每年进行动态更新。

以此为背景，全市范围内的网格化由于过大显然无法满足要求，基于网格化动态更新的理念，将南沙测区作为整个新的地理空间，将项目测区进行精细化网格划分。

图5 南沙自贸区次级网格分布图

以更精细化的现状路网和自然水域划分次级网格，结合作业小组作业区域，南沙新区地形图更新项目前期构建网格 17 000多个，如图5所示，网格面积基本都小于 1 km2，以网格为单位进行数据更新，尽可能减少接边工作量，同时确保网格单元的完整性，最终高质量、高效率完成项目。

4 结 论

通过近一年广州市全市范围的网格动态更新实践以及南沙自贸区实际项目验证，空间数据库网格化动态更新机制具有很强的可行性，不仅为动态更新做了很好的理论补充，而且在日常工程中充分利用基础地形图的数据，减少重复测绘，保证空间地理数据快捷、高质量、高效率动态更新入库，大大提高了工作效率，值得推广应用。