发达国家基础地理信息数据库整合与更新

发达国家基础地理信息数据库整合与更新

来源：国家测绘局国土司时间：2007-10-10 13:06

【大中小】

日新月异的空间技术、信息技术，促进了全球的信息化。信息社会的发展，一方面对地理空间数据提出了新的需求，另一方面又有力地推动着空间数据基础设施的建设。世界各国都根据各自的需要，大力加强空间数据基础设施建设，其中国家基础地理信息数据库的整合与更新，一直受到各国测绘部门的关注，并采取各种措施大力推进。

（一）

数据整合指的是采用匹配、合成、链接等方法，将多尺度的基础地理数据、基础地理数据与非基础地理数据、基础地理数据与其它专业部门地理数据集成起来，形成新的空间数据集。

美国从20世纪40年代开始，花费了近50年时间完成了全国范围内的地形图数据采集。到了21世纪，随着地表景观的不断变化，这些数据失去了应有的精确性、完整性和现势性。为此，美国地质调查局于2001年提出了国家制图计划。该计划的目标是构建一个覆盖全国范围的标准统一、能够持续更新的基础地理空间数据库，向用户提供无缝的、全国一致的、现势的、高精度的正射影像、高程数据、水文数据、交通数据、人文信息、土地覆盖数据、地名数据等。美国国家制图计划的产品是国家地图，它是描绘地球表面和定位要素的公共基础信息集，是一个与其他公共或私有数据链接的平台。

该计划的实施，将对美国经济和社会发展起到巨大的推动作用：首先，它使基础地理空间数据能够很方便地实现和其他数据的整合和共享，令空间数据的使用更加方便，并保持了数据的一致性，增加了数据的兼容性，允许不同格式文件之间的转换，使私人企业、非政府组织和普通大众都能使用这些数据，最大限度地满足全社会对基础地理空间信息的需求。其次，由于它能迅速提供高精度的基础地理空间数据，从而使政府能够对紧急情况作出迅速反应，提高决策水平。第三，它为用户提供了一个可以进一步延伸和扩展的基础数据平台，用户可以将其他数据和国家地图进行整合，以满足自己的需求。

该计划预计2010年完成，目前正在加紧实施。

在英国大约有500多个地理空间数据库，并且其数据质量要高于一般国家。但这么丰富的资源分布在全国各地不同的系统中，用户了解很少。为解决这个问题，英国军械测量局2000年初提出了数字国家框架计划（Digital National Framework）。建设DNF 的主要目的是，向全国各行业提供权威的、一致的、可维护的数据框架，便于用户选取所需的地图信息，并将军械测量局的地理框架数据与自己的数据融合起来。DNF由国家格网和国家地形数据库构成，它通过赋予每个要素一个唯一的可维护的标识码，来定义现实世界中存在的每个地理要素。DNF不是一个产品，而是产品的框架基础。根据DNF 生产的产品被称为MasterMap。

经过近两年的紧张工作，英国军械测量局于2001年11月按计划推出了MasterMap。它是一个在DNF项目支持下的庞大的大比例尺数据库，目前包括9个主题的数据———建筑物、构造物、道路、土地、行政边界、水系、遗迹、高程、铁路，共定义了全英国4亿个人造和自然地理要素。2002年，又增加了更多的数据和主题，如小比例尺地形数数、影像、地址信息、综合交通网络、建筑红线和建筑物高度、3D地形模型等，并提供在线服务。DNF从根本上提高了英国地理空间数据的质量和功能，并给地理信息管理与使用带来了一场革命。

德国由16个州组成，每个州的测量法都由自己制定，这就在国家层次上造成了数据的不兼容和不一致。为解决这个问题，德国政府1996年成立了全国地理数据中心，中心的应用测地部负责将各州测图局生产的数字地形图序列和基本数字景观模型进行整合，生成全国范围内一致的数据集。通过协调，目前可以提供以下通用的数据集：统一的测量参考框架，包括GPS／GLONASS位置网络、水准测量网络、重力参考框架、似大地水准面；面向对象的数字地产、地籍信息，包括全国范围的房地产登记、无缝数字地籍图；权威的地形、制图信息系统，包括数字景观模型、数字地形图、数字地面模型、数字正射影像、全国地名词典等。目前，全国地理数据中心正在开发一个新型的数据库管理系统。该系统可将数字地籍图、地产信息、地形制图信息系统和国家地理参考框架整合为统一的数据模型。

澳大利亚政府测绘委员会制定的2002—2007年发展规划中提出，要建立一个有效的数据整合框架。为此，他们采取的措施包括：建立并维护一个基准框架，调整国家现有的基准框架，重点将集中在测地和潮汐基准框架的建设方面；鼓励和培育数字化环境，即测量数据的存储、数据管理与维护、数据更新等业务都将采用数字化的运作方式；发布一套最优的数据标准，建立能广泛应用的数据模型；优先资助国家级、具有一致性和完整性、为用户所需的空间数据集生产；鼓励应用空间基准框架和数据质量标准、数据模型和其他公用模型；鼓励数据生产者优先生产能为国家空间数据基础设施所用的数据。

为满足用户对不同区域数据的交叉融合和应用的迫切需求，丹麦国家测量和地籍署尝试建立一个能覆盖全国、实时更新的地形框架数据库（被称为TOP10DK），将之作为不同数据源数据和地形图的数据产品框架。为此，他们将现有的数据产品重新组织、编码、分类和补充，于2001年建成了TOP10DK。建成后的TOP10DK将作为国家基础地理信息系统和地形图制图的基础，无需人工干涉就能用于简单的制图表达，并能用于大区域规划和管理。

（二）

由于现实世界空间实体及其相互关系随时间不断发生变化，基础地理信息数据库更新已成为世界各国政府测绘部门的重要使命。

基础地理信息数据库更新的基本任务是，综合地利用各种来源的现势资料，如最新航空航天影像、行政勘界资料、地面实测数据等，确定和测定全国范围内基础地理要素，如道路、水系、居民地、地形、地名、行政界线等的位置变化及属性变化，对原有数据库要素进行增删、替换、关系协调等处理，生成新版数据体，并更新用户数据库。

这不仅是一项长期、复杂的系统工程，还涉及一系列与初始建库不同的理论、方法和关键技术问题。正因为如此，基础地理数据库的持续更新，一直是一个世界性的难题。据联合国的统计数据表明，全球地形图的更新速度远远落后于其生产速度。就连美国这样的超级大国，其测绘部门生产的5.5万多幅地图中也有不少地形图的平均年龄为23年，严重影响了这些地图的应用。近几年，一些发达国家的测绘部门已将工作重点从数

据建库转移到数据更新与应用上，在建立更新机制、利用遥感影像获取变化信息、历史数据存取等方面做了大量工作。

美国地质调查局测绘部2001年在其国家制图计划中承诺，要在2010年建立近实时数据更新机制，将数据的现势性保持在几天或数月之内。英国军械测量局根据其实际情况，建立了推帚式和散点式相结合的更新机制。日本采用基于栅格的更新方法，先更新1：2.5万地形图，再用1：2.5万图更新1：5万图，城市地区每3年更新一次，郊区每5年更新一次，山区每10年更新一次。加拿大测绘署地形信息中心2001年启动了一项利用Landsat－7影像更新1：5万地形数据的计划，计划每年使用Landsat－7影像更新1000幅以上地形数据。欧盟90年代中期支持英国伦敦大学和德国的大学开展了旨在解决影像与地图自动配准问题的研究。以色列专家提出了一种GIS驱动的变化信息检测方法，其基本思想是将GIS数据库中前一版本的数据转换为相应的栅格数据格式，然后与正射影像叠加，由计算机比较两个时刻的数据，提取变化信息。丹麦测绘部门将更新前后的地理信息保存起来，并建立起地理对象不同版本之间的链接关系。（摘自中国测绘报2004.8.17)