本站小編為你精心準備了電子地圖應用的地理信息快速更新方法參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

【摘要】

針對電子地圖應用中快速更新的問題，提出一種面向電子地圖應用的地理信息快速更新的方法。以電子地圖的應用為切入點，探討電子地圖快速更新的方式。提出了面向電子地圖更新的五層架構，闡述了這一架構的基本流程、變化發現、框架庫提取等關鍵技術。

【關鍵詞】

電子地圖；快速更新；信息提取；增量更新

引言

電子地圖數據快速更新是近年來備受關注的熱點問題，隨著基礎測繪成果應用的不斷推廣，這種需求愈來愈強烈，但是，在城市快速發展的狀況下，城市地表各類地物的信息變化非常頻繁，采用何種方式、何種頻率對電子地圖進行更新，時刻保持其現勢性成為擺在研究人員面前的當務之急[1]。電子地圖的更新分為兩個過程：外業數據的采集和內業數據的管理與[2]，本文針對電子地圖更新效率的問題，結合電子地圖的更新流程與應用，提出了一種面向電子地圖應用的地理信息快速更新方法。

1技術路線

本文針對電子地圖應用，提出面向電子地圖應用的地理信息快速更新的5層架構：變化信息發現層、變化信息測定層、地理數據庫服務層、業務數據庫應用層，從而實現電子地圖的可持續動態更新與應用（如圖1所示）。1）變化信息發現層。變化信息發現層是結合地理信息生成的相關數據，如土地執法監察、城管巡查，采取日常動態巡查、網格化巡查、遙感影像監測、專業數據資料整合等多種方式發現變化信息，作為更新依據。2）變化信息測定層。變化信息測定層是通過變化信息發現，確定變化區域，依據不同情況，采取野外增量信息采集、內業變化信息提取、內外業相結合協同獲取的方式，獲取變化信息。3）地理數據庫更新層。地理數據庫更新層根據獲取的變化信息進行地理信息數據庫更新，包括DLG、DOM、地名地址和三維景觀數據。更新的方式主要分為圖幅級更新、要素級更新和多尺度級聯更新3種方式，根據不同的電子地圖生產應用情況選擇合適的更新方式。4）更新信息服務層。更新信息服務層通過更新的地理信息數據庫，采用ETL模型（即抽取、轉換、加載的模型），更新公共服務框架庫，制作電子地圖，地圖服務。5）業務數據庫應用層。業務數據庫應用層是利用更新的數據通過服務方式提供給相關業務系統應用，又可通過日常業務應用來發現變化信息，進行數據更新。

2關鍵技術分析

2.1基于多源影像的變化發現與信息提取技術

為了從最新遙感影像中發現地形地物變化，需要研究新舊影像、新影像與已有數字高程模型的變化檢測方法[3]。需要研究地形要素變化信息的自動提取方法，如道路、水系、居民地等的變化識別與信息提取。基于多源影像的變化發現與信息提取技術基本流程如圖2所示。1）變化檢測發現的流程變化檢測是一個復雜的過程[4]，一個完整的變化檢測流程包括數據源的選取、數據預處理、變化檢測、精度評估及產品輸出。①數據源選取。不同的數據源適合不同的監測目標，選取合適的遙感影像是變化檢測的基礎，獲取數據時應根據應用需求、監測目標及預期的結果選取合適的遙感影像及輔助數據。②數據預處理。一般包括幾何校正、輻射校正、影像鑲嵌、影像裁切[5]，其數據處理的好壞將直接影響到變化檢測的結果。③變化檢測方法的選取。現今許多變化檢測方法已經比較成熟，有些方法還處于研究階段。應該從實際應用出發，結合各種數據的特點（如高分辨率遙感影像、多光譜中等分辨率影像等）選取合適的變化檢測方法，提取和分析變化信息，生成變化分布圖。④精度評估。變化檢測方法的有效性和檢測結果的精度決定著方法的應用前景及成果的可用性，所以,必須對變化檢測的結果進行精度評估。⑤產品輸出。各種變化檢測結果，包括圖件、表格、文檔等的制作輸出。2）變化信息提取從實際應用情況出發，分析用于變化檢測的數據特點及各種變化檢測方法的適用性，選擇合適的變化檢測方法實現變化信息的發現。變化信息的判別依據是發生變化的圖斑其灰度、亮度、顏色與周圍有明顯的區別，且變化影像具有以下特征：①變化信息和背景環境的光譜性質不一致，使我們能夠區分出變化信息。②灰度影像的變化信息一般分布在灰度軸的兩端，有時也可能位于兩端之間，這要根據具體的遙感數據和采用何種檢測方法來定。③變化信息圖斑內部灰度值比較均勻。④變化信息圖斑之間灰度特征相似，但紋理特征的差別較大。⑤變化信息與噪聲一同存在，要加以區分。⑥不同的環境不同的區域，變化信息分布不規律。變化檢測是整個流程的核心步驟[6]，檢測結果的好壞決定了前期數據處理的精度是否滿足變化檢測的要求，變化檢測方法的有效性及變化檢測結果的后續應用。

2.2矢量數據庫增量更新技術

為了實現變化信息的增量式采集與表達，需要研究矢量數據庫的增量更新技術[7]。矢量數據更新重點研究解決要素級增量更新模式，要素級更新具有數據冗余量小、變化信息提取容易、歷史數據回溯簡單等特點[8]。采用要素級更新方式是在原有數據庫基礎上，只對發生變化的部分進行更新（包括增加、刪除、修改）。在數字線劃圖等矢量數據結構基礎上，按以下4個屬性項記錄矢量要素的更新情況，分別是矢量要素唯一標識碼、要素起始時間、要素終止時間、更新狀態標識。唯一標識碼是數據庫中矢量數據每個要素的唯一標識，是實現基于數據庫增量更新的關鍵，在更新過程中不得編輯修改，新增要素的要素ID由系統自動生成。要素起始時間是要素生命周期的起始時間，它與要素終止時間一起確定要素的有效時間，實現歷史數據管理。要素起始時間格式由年月組成。要素終止時間是要素生命周期的終止時間。要素終止時間格式由年月組成。更新狀態標識是標識數據庫中矢量要素的更新狀態，在更新過程中需對更新要素進行更新類型標定，包括“增加”“刪除”“圖形修改”“僅屬性修改”等4種狀態。矢量要素增量更新操作包括以下4種情況[9]：

1）新增要素：更新狀態標識字段填寫“Add”，要素起始時間字段填寫更新該要素的年月。2）刪除要素：更新生產中需要將要素刪除時，先不做物理刪除，只做更新狀態標記，其要素更新狀態標識字段填寫“Del”，要素終止時間字段填寫更新該要素的年月。更新生產過程中新增要素如需刪除則直接物理刪除即可。對于更新狀態標識字段標記為“刪除”的要素在將數據存作歷史數據時轉存到歷史數據庫表中后，再從當前數據庫表物理刪除。3）圖形修改：圖形修改包括單個要素位置或形狀修改、一個要素分割為幾個要素、幾個要素合并為一個要素等3種情況。對單個要素位置或形狀修改時，其要素更新狀態標識字段填寫“Mod”，要素起始時間字段填寫更新該要素的年月。原有要素分割為幾個要素時，原要素更新狀態標識字段填寫“Del”，要素終止時間字段填寫更新要素的年月，對于分割生成的幾個要素按新增要素處理，更新狀態標識字段填寫“Add”，要素起始時間字段填寫更新要素的年月。4）僅屬性修改：對于圖形未改、僅屬性修改的要素其要素更新狀態標識字段填寫“Att”，要素起始時間字段填寫更新要素的年月。

2.3框架庫的自動提取技術

公共服務框架庫是在基礎地理信息數據基礎上，通過數據的提取、擴充和重組等加工過程形成的地理實體數據、影像產品數據、DEM數據、道路網絡數據、地名地址服務數據和三維景觀數據，如圖3所示。本文使用一鍵抽取模板，運用一致性處理、對象化處理技術，自動完成框架庫的自動提取與地理實體數據的整合。通過對數據整合要求的分析，建立基礎地理數據與地理實體數據的抽取規則，針對不同區域，定制出不同的抽取模板，完成地理實體數據的自動抽取。一鍵抽取模板體系架構如圖4所示，通過抽取、轉換和加載完成空間數據抽取。1）抽取：基于基礎地理數據和地理實體數據的圖層、代碼對應關系所形成的一鍵抽取模板，進行地理實體數據抽取，形成過渡的地理實體數據；2）轉換：對過渡的地理實體數據進行數據檢查，完成檢查后轉換成抽取的地理實體數據；3）加載：將抽取的地理實體數據加載到框架成果數據庫中，完成地理實體數據的抽取。

2.4電子地圖一鍵式配圖技術

通過圖層管理、符號化、地圖標注、配圖優化等步驟，制定電子地圖的一鍵式配圖方案，如圖5所示。圖層管理是將數據按照比例尺進行分級，并進行圖層分組。以市級電子地圖的圖層管理為例，市級電子地圖分18、19、20三個級別，創建L18、L19、L20三個圖層組，并設置圖層組的可見范圍，根據《地理信息公共服務平臺電子地圖數據規范CH/Z9011-2011》為每個圖層組添加圖層。地圖符號化是根據電子地圖制作標準規范，制作符號庫，要素的分類代碼進行地圖符號化。地圖標注根據要素的分類代碼和標注字段，從符號庫中選擇相應的標注符號進行地圖標注。特別是重要的地物以及POI興趣點等。特別注意標注如何相對于要素進行放置、可用空間受限時如何修改或減少標注以便放置更多的標注，以及如何解決標注之間的沖突等方面的問題。為達到更好的顯示效果，有時還需要對已完成的地圖進行優化和調整。配圖優化主要包括道路擬合設置、道路融合設置、標注換行、點抽稀等優化功能。

3結束語

本文提出了一種面向電子地圖應用的地理信息快速更新方法，提出了五層架構的更新模式，包括變化信息發現層、變化信息測定層、地理數據庫更新層、更新信息服務層、業務數據應用層，設計了一套電子地圖快速更新的技術流程。并重點闡述了基于多源影像的變化發現與信息提取技術、矢量數據庫增量更新技術、框架庫自動提取技術、電子地圖一鍵式配圖技術等關鍵技術。該方法在電子地圖快速更新領域有一定的實用價值。

參考文獻：

[1]徐敬海,李清泉.基于時態GIS的導航電子地圖增量更新研究[J].武漢大學學報:信息科學版,2008,33(11):1182-1185.

[2]李連營,李清泉,趙衛鋒,等.導航電子地圖增量更新方法研究[J].中國圖像圖形學報,2009,14(7):1238-1244.

[3]杜培軍,柳思聰.融合多特征的遙感影像變化檢測[J].遙感學報,2012,16(4):663-677.

[4]周啟鳴.多時相遙感影像變化檢測綜述[J].地理信息世界,2011,18(2):28-33.

[5]萬幼川,宋楊.基于高分辨率遙感影像分類的地圖更新方法[J].武漢大學學報:信息科學版,2005,30(2):105-109.

[6]祝錦霞.高分辨率遙感影像變化檢測的關鍵技術研究[D].浙江大學,2011.

[7]張新長,郭泰圣,唐鐵.一種自適應的矢量數據增量更新方法研究[J].測繪學報,2012,41(4):613-619.

[8]張元杰,劉建軍,劉劍煒,等.要素級多時態地形數據庫建庫與管理技術設計[J].地理信息世界,2014,21(1):29-32.

[9]羅國瑋,張新長,齊立新,等.矢量數據變化對象的快速定位與最優組合匹配方法[J].測繪學報,2014,43(12):1285-1292.

作者：林良彬 鐘遠軍 楊文杰 單位：廣東省國土資源技術中心