摘要：通过对目前测绘生产与国土GIS应用的现状分析，提出了测绘与国土GIS一体化集成的新方法，阐明了其数据模型设计及关键技术，并通过实际应用验证了其可行性和可靠性。
关键词：国土；测绘；地理信息系统（GIS）；集成
国土资源数据的获取主要是依靠国土测绘，但由于生产作业平台过多，尤其是CAD类生产平台所占比重过大，直接造成数据源存在量过多，数据应用变得具有一定的复杂性。GIS技术与国土测绘生产的融合，有助于解决国土资源数据采集、更新等问题，便于促进我国国土资源信息化管理。
1.当前国土资源数据测绘生产和GIS应用间的集成模式分析
国土资源数据测绘生产和GIS应用集成是针对当前国土资源信息管理中数据更新迟缓，应用效率低下的问题所开发制定出来的重要技术。目前主要有CAD与GIS混合集成和单一GIS集成两种集成模式。
1.1CAD与GIS混合集成模式
该方法以采用通用数据格式和明码交换格式的数据为媒介，通过数据交换或转换的方法实现信息共享，从而达到CAD与GIS间的集成。该集成模式是将CAD作为仅有的国土资源数据采集生产方式，将CAD产生的数据信息按照通用数据格式或明码交换格式进行编制，经由数据交换或转换，传送到GIS系统内的业务单元，较为妥善的解决了国土资源信息数据来源繁多的问题。同时，通过使用GIS相关组件的的嵌入功能，还可以实现对国土资源空间数据进行浏览与查询。该集成模式的缺点是使用数据交换、转换作为系统集成的媒介，信息测绘生产和GIS管理两部分仍然彼此孤立存在，尽管测绘作业产生的数据通过转换或交换进入GIS系统，但后续信息处理与数据使用工作依然较为繁琐。同时，经由测绘生产出来的图形与GIS图形之间出地理空间、形状一致以外没有其他联系，此外，数据转换和交换过程中信息中的属性部分和图形部分发生分离，需要在后续工作中专门进行管理才能继续使用，增加了工作量，使得整个作业更加复杂、繁琐。
1.2单一GIS集成模式
该种模式主要是通过GIS系统实现数据生产、加工以及管理，解决测绘生产与管理脱离问题。以GIS作业系统为基础，实现了前端数据采集加工，有助于将生产数据直接输入数据库。与此同时，嵌入GIS组件能够在系统当中实现图形的编辑更新与出图，从而实现了一体化集成。单一GIS集成模式只能适用同一GIS平台开发的测绘系统，对于其他的业务系统，还需要采用数据交换或转换才能实现共享。此外，GIS技术的应用，还和信息库、设计、规划成果密切相关（图1）。
图1GIS技术在国土测绘工程中的应用流程图
在理想状态下，采用单一GIS集成模式是实现测绘生产与GIS应用一体化集成的首选。但现实的情况是，以往的大量测绘成果是CAD类型格式的，这些测绘成果依然需要更新和入库。并且，由于CAD类平台相对较为成熟，其在采集、加工和制图方面存在较大优势，而GIS在制图和表现力上与CAD相比存在一定的差距，因此绝大多数生产部门的作业平台仍为CAD类平台，对大比例尺的测绘生产尤其如此。此外，基于单一GIS集成模式只能局限于在同一GIS平台上开发完整的测绘子系统并与业务系统紧密结合。这种紧耦合集成无法充分利用已有的成熟商业化测绘系统，而且对于其他GIS平台的业务系统，依然只能通过数据转换/交换实现共享。
2.面向测绘生产的GIS一体化集成模式
基于上面两种集成模式所具有的优势和不足，为更好地实现数据生产和国土资源信息管理系统间的集成，一种在符合当前数据生产实际情况的同时，很好地适应GIS空间数据管理应用的新型集成模式，以GIS为核心的面向测绘的一体化集成技术形成了。该模式通过测绘数据和GIS数据一体化，以GIS为平台进行数据的管理和控制，测绘数据和GIS数据的更新则有测绘平台负责实现，从而实现数据采集、内业处理、质量检查、版本控制、入库更新、应用和编辑更新等作业的规范化和流程化。该模式具有以下几方面的技术特性：
2.1数据模型设计
国土信息化系统所涉及的数据大致可划分为GIS数据、测绘文件数据、GIS更新元数据以及属性数据四大类。按照受控与不受控区分，数据主要分为受控数据与不受控数据。系统不受控数据主要是指空间数据没有发生变化，或者是在长时间内发生了微小变化，并通过肉眼难以发现变化。受控数据主要是指一些大众拥有的固定土地资源，例如宗地数据等。通常情况下，需要根据生产或应用需求，加以分层组织，同时需要按照等比方式建立对应关系。GIS更新元数据需要采用XML加以描述，即对空间数据的更新需要加以组织关系的描述，便于空间数据的访问与存储，从而有助于数据的管理。GIS更新元数据可细分为空间数据元信息描述、数据源描述以及数据集描述。
2.2规范化的空间数据组织结构及数据更新机制
空间要素编码、数据分层和存储组织构成了空间数据组织；而描述GIS数据和测绘数据间的对应关系，包括存储映射描述和分层组织描述的功能则由数据映射关系组织予以实现。该组织中对数据更新过程中数据库服务器的访问方式，位置，存储方式进行了明确说明。
2.3关键技术
面向测绘生产的多引擎驱动GIS一体化集成模式通过以下关键技术保证数据的一致性、现势性和安全性。（1）空间数据组织及数据映射关系组织：空间数据组织包括空间要素编码、数据分层和存储组织。数据映射关系组织是描述GIS数据和测绘数据间的对应关系，包括存储映射描述和分层组织描述，用于解决数据更新中如何访问数据库服务器、往哪里存、怎么存的问题，是数据更新的规范。（2）多层次的数据更新模式。①参考引用模式：参考引用模式不涉及到数据更新，该模式主要是将被参考的空间数据作为背景数据，只用于图示，不发生数据编辑。该类数据主要有影像数据和地形数据，其中影像数据通过构建影像金字塔数据库使用。②定期更新模式：定期更新模式更新粒度为文件级，采用文件导入的方式实现，主要针对现势性较弱、更新频率较小和较少涉及具体业务的空间数据（如地形数据等）。可采用人工和机助手段进行定期更新。③实时更新模式：实时更新模式主要用于对现势性要求较高、涉及具体业务的空间数据的更新，该类数据主要有宗地、用地红线数据等。该模式通过数据更新引擎实现测绘平台更新的空间对象实时入库。并且通过版本控制避免成果更新的随意性，规范数据编辑管理。
2.4数据更新模式呈现出多层次特性
该系统在数据更新方面存在多个层次的系统模式：一是参考引用模式，该模式主要应用于标示空间数据，没有编辑数据功能。二是定期更新模式，该模式采用文件级更新力度，通过导入文件进行更新。主要用于现势性较弱、更新频率较小和对具体业务涉及不大的空间数据。三是实时更新模式，该模式是系统数据更新的关键部分。针对涉及具体业务、现势性较强的空间数据进行更新。在该模式下，数据更新引擎对测绘平台更新的空间数据进行实时入库更新。每次更新都需依照数据管理规范进行，避免随意性。
结论
基于本文提出的方法，南宁市国土资源信息中心以自身的测绘生产和国土局GIS数据的管理与应用为研究对象，研究多测绘生产平台与多GIS平台的一体化集成，设计开发了“面向测绘生产的多引擎驱动GIS一体化更新系统”，在实际业务中实现了测绘生产与GIS应用的无缝集成。该系统采用多数据冗余，以GIS为核心存储，建立对象粒度级的测绘数据与GIS数据的空间关联，通过在商业化测绘生产平台的二次开发来编码实现。此外，该系统的实现采用了开放GIS引擎接口更新技术，因此可通过对GIS引擎接口的多态实现达到对不同平台GIS数据库更新的功能，具有较强的适应性。经过长期的应用检验，该系统运行效果很好，有效地解决了数据生产与应用相脱节的问题，实现了测绘数据与GIS数据实时同步更新入库。这说明本文提出的测绘和GIS一体化集成新方法是可行且可靠的。
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论文作者:吴良华
论文发表刊物:《基层建设》2018年第18期
论文发表时间:2018/7/23
标签：数据论文; 模式论文; 空间论文; 系统论文; 国土资源论文; 国土论文; 现势论文; 《基层建设》2018年第18期论文;