韓冬梅

摘? 要：隨著各種測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用和獲取空間信息途徑的多樣化，可用于地圖生產(chǎn)的資料越來(lái)越多。如何科學(xué)合理地綜合應(yīng)用多源數(shù)據(jù)，對(duì)提高數(shù)字地圖成果的質(zhì)量和現(xiàn)勢(shì)性起著至關(guān)重要的作用。結(jié)合境外地區(qū)地圖生產(chǎn)任務(wù)，基于WorldView高分辨率影像，以及矢量地圖數(shù)據(jù)，深入研究了地圖生產(chǎn)中多源數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用方法。本文主要從數(shù)據(jù)資料的分類(lèi)整理、分析、數(shù)據(jù)處理以及綜合應(yīng)用幾個(gè)方面來(lái)闡述。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)證明，綜合利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖制圖是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，沒(méi)有固定模式，需根據(jù)生產(chǎn)的具體情況而定。本文闡述的技術(shù)方法和路線(xiàn)解決了由于測(cè)區(qū)原始資料不全、現(xiàn)勢(shì)性差、數(shù)據(jù)空間表達(dá)不一致、坐標(biāo)系和投影不一致等導(dǎo)致的無(wú)法按照軍用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)地形圖的問(wèn)題，達(dá)到了該測(cè)區(qū)地圖數(shù)據(jù)全境、全要素覆蓋，滿(mǎn)足了任務(wù)要求。

關(guān)鍵詞：多源數(shù)據(jù)? 數(shù)據(jù)分析? 地圖制圖? 數(shù)據(jù)融合? 地圖投影

中圖分類(lèi)號(hào)：P208? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2021）06（a）-0068-04

Research on Comprehensive Application of Multi-source Data in Overseas Map Production

HAN Dongmei

（The 1205 Factory of the Chinese People's Liberation Army， Beijing， 100088 China）

Abstract： With the application of various surveying and mapping technologies and the diversification of ways to obtain spatial information， more and more materials can be used for map production. How to apply multi-source data scientifically and rationally plays a vital role in improving the quality and current status of digital map results. Combined with map production tasks in overseas regions， based on WorldView high-resolution images and vector map data， the comprehensive application method of multi-source data in map production was deeply studied. The article mainly elaborates from several aspects of data classification， analysis， data processing and comprehensive application. It has been proved by production that the comprehensive utilization of multi-source data for cartography is a complex system engineering， and there is no fixed model， which depends on the specific production conditions. The technical methods and routes described in this article solved the problems of incomplete original data of the survey area， poor current situation， inconsistent data space expression， inconsistent coordinate system and projection， etc. This method achieved the full coverage and full element coverage of the map data of the survey area， and met the mission requirements.

Key Words： Multi-source data; Data analysis; Cartography; Data fusion; Map projection

隨著各種測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用和獲取空間信息途徑的多樣化，可用于地圖生產(chǎn)的數(shù)據(jù)（資料）越來(lái)越多，針對(duì)境外地區(qū)地圖生產(chǎn)任務(wù)，如何科學(xué)合理地綜合應(yīng)用多源數(shù)據(jù)，對(duì)提高數(shù)字地圖成果[1]的質(zhì)量和現(xiàn)勢(shì)性起著至關(guān)重要的作用。本文以境外某國(guó)家地圖生產(chǎn)任務(wù)為背景，探討了數(shù)字地圖制圖中多源數(shù)據(jù)（資料）綜合應(yīng)用的技術(shù)方法[1]，主要介紹了數(shù)據(jù)資料的搜集、分析、分類(lèi)整理和綜合應(yīng)用。

1? 地圖生產(chǎn)中多源數(shù)據(jù)綜合技術(shù)流程

多源數(shù)據(jù)在地圖生產(chǎn)中的綜合應(yīng)用流程圖如圖1所示。

2? 數(shù)據(jù)整理與分析

2.1 數(shù)據(jù)（資料）分類(lèi)

及時(shí)有效地搜集資料是多源數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，境外地圖資料種類(lèi)繁多、格式多樣、語(yǔ)言不同，可直接使用的資料少，因此使用前需對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，根據(jù)任務(wù)需求制定相應(yīng)的分類(lèi)方法[2]，資料分類(lèi)如圖2所示。

2.2 資料分析

搜集到的數(shù)據(jù)資料要經(jīng)過(guò)分析、比對(duì)，針對(duì)地圖生產(chǎn)任務(wù)的性質(zhì)、使用要求從數(shù)據(jù)的可靠性、現(xiàn)勢(shì)性、數(shù)學(xué)精度、數(shù)據(jù)格式[3]等方面，對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，去偽存真，選出最合適的資料以供地圖生產(chǎn)使用，分析方法如圖3所示。

3? 數(shù)據(jù)處理

在地圖制圖中多源數(shù)據(jù)的綜合利用首先必須統(tǒng)一坐標(biāo)系和地圖投影。由于各國(guó)使用的參考橢球不同，地球上同一點(diǎn)在不同橢球參照系中的地理坐標(biāo)不同，因此必須先統(tǒng)一坐標(biāo)系;統(tǒng)一坐標(biāo)系后，對(duì)于地圖制作，由于有地圖投影的要求，還必須統(tǒng)一地圖投影方式，換算成制圖坐標(biāo)單位[4]。

其次，需要解決數(shù)據(jù)編碼體系轉(zhuǎn)換、符號(hào)轉(zhuǎn)換、要素空間表達(dá)方式以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的轉(zhuǎn)換工作。

通過(guò)以上數(shù)據(jù)處理，才能將多源數(shù)據(jù)統(tǒng)一到生產(chǎn)平臺(tái)中進(jìn)行融合使用。

3.1 影像數(shù)據(jù)處理

WorldView高分辨衛(wèi)星影像，是地圖更新的主要依據(jù)。原始影像的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)均為WGS-84，為了統(tǒng)一在生產(chǎn)平臺(tái)中將各種數(shù)據(jù)源進(jìn)行疊加，需將影像數(shù)據(jù)進(jìn)行投影轉(zhuǎn)換及分幅處理，處理后的影像為CGCS2000坐標(biāo)系[5]，高斯-克呂格投影（6°分帶），1∶50 000標(biāo)準(zhǔn)分幅，且數(shù)據(jù)無(wú)壓縮。

3.2 掃描地形圖配準(zhǔn)

掃描地形圖為該國(guó)家自己的坐標(biāo)系及投影，為了在生產(chǎn)中作為參考數(shù)據(jù)，需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)配準(zhǔn)及投影轉(zhuǎn)換，處理后的圖像為CGCS2000坐標(biāo)系，高斯-克呂格投影（6°分帶），1∶50 000標(biāo)準(zhǔn)分幅。

3.3 地名數(shù)據(jù)融合

利用ArcGIS、FME、Excel等工具，采用機(jī)器判讀與人工比對(duì)相結(jié)合的方法，對(duì)原始數(shù)字地形圖地名注記、世界標(biāo)準(zhǔn)地名圖集、21世紀(jì)地名錄、世界分國(guó)地圖、GNS（GE0 Net Names Server）、Geonames、OSM（Openstreet Map）進(jìn)行融合[6]。

資料使用優(yōu)先順序：（1）權(quán)威地名：民政部、新華社、外交部等國(guó)家權(quán)威官方發(fā)布地名（涉及代表我國(guó)主權(quán)、立場(chǎng)的地名）。（2）地圖公開(kāi)出版物（標(biāo)準(zhǔn)地名圖集、21世紀(jì)地名錄、世界分國(guó)地圖）。（3）公開(kāi)資料中涉及的地名與公開(kāi)出版物中不一致的，按照公開(kāi)出版物為主。（4）GNS、Geonames、OSM數(shù)據(jù)。（5）其他來(lái)源（維基百科等）。

融合后的數(shù)據(jù)表包含各項(xiàng)資料的中原文（原文羅馬化拼寫(xiě)）名稱(chēng)、各資料數(shù)據(jù)的唯一標(biāo)示碼、幾何坐標(biāo)與類(lèi)型，其中幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)的選取主要依據(jù)數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)。

3.4 政區(qū)數(shù)據(jù)融合

目前公開(kāi)出版資料對(duì)境外政區(qū)的表達(dá)一般只能到一級(jí)行政區(qū)。該國(guó)原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)政區(qū)較混亂，為了在1∶50 000地形圖上表達(dá)較詳盡的政區(qū)分級(jí)，在原有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，主要參考了該國(guó)1∶50 000掃描地形圖、全球行政區(qū)劃數(shù)據(jù)庫(kù)、維基百科等，利用以上資料互相比對(duì)梳理、互相引證，研究并分析了該國(guó)的行政區(qū)劃劃分方法，政區(qū)表示到二級(jí)。

3.5 Shapefile格式向軍標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換

由于資料數(shù)據(jù)的來(lái)源和采用的數(shù)據(jù)規(guī)范不同，地理要素的編碼體系也不相同，不同數(shù)據(jù)之間要進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換才能使用。

下面簡(jiǎn)要介紹Shapefile格式向軍標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換方法和步驟。

（1）分析原始數(shù)據(jù)編碼體系，編寫(xiě)編碼轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)表。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理，如地名注記中的不規(guī)范符號(hào)，通過(guò)增加字段的方法區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)屬性。

（3）數(shù)據(jù)坐標(biāo)系、投影轉(zhuǎn)換，裁切分幅。

（4）依據(jù)轉(zhuǎn)換控制表通過(guò)軟件轉(zhuǎn)為軍標(biāo)數(shù)據(jù)，處理重復(fù)注記，即可作為基礎(chǔ)資料使用。

4? 基于矢柵疊加的地圖生產(chǎn)更新

基于高分辨率影像和上述文中的矢量數(shù)據(jù)，采用矢量+影像疊加技術(shù)及室內(nèi)影像識(shí)別判讀技術(shù)，進(jìn)行影像疊加及判讀，采集更新地物要素和其他地貌數(shù)據(jù);地名數(shù)據(jù)依據(jù)地名庫(kù)中英文標(biāo)注;再結(jié)合參考資料進(jìn)行入庫(kù)編輯，保證要素關(guān)系合理，完成地圖生產(chǎn)工作。

下面主要就多源數(shù)據(jù)在陸地交通、居民地與注記、地貌方面的綜合應(yīng)用舉例說(shuō)明。

4.1 陸地交通

道路是地圖中的重要制圖要素之一，是基本骨架。道路反映了一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、政治、文化等發(fā)展水平。道路等級(jí)要分明，定性要準(zhǔn)確無(wú)誤。

如圖4所示，原始數(shù)字地形圖中的道路與影像差別較大，從OSM中提取的道路數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性較好，與影像基本吻合，利用影像只需簡(jiǎn)單修測(cè)一下即可，省去了根據(jù)影像采集道路的工作量。

4.2 居民地

居民地在地圖中是一種主要的制圖要素，準(zhǔn)確無(wú)誤的居民地判讀可以反映一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、文化等發(fā)展水平。

如圖5所示，根據(jù)影像采集居民地，利用融合后的地名添加地名注記。

4.3 地貌（解決等高線(xiàn)缺失）

缺失等高線(xiàn)的區(qū)域通過(guò)DEM生成等高線(xiàn)進(jìn)行補(bǔ)充，主要數(shù)據(jù)源有3種：一是根據(jù)原始等高線(xiàn)生成DEM再反生等高線(xiàn)，二是根據(jù)ASTER GDEM V3生成等高線(xiàn)，三是根據(jù)SRTM 30米生成等高線(xiàn)。

缺失等高線(xiàn)區(qū)域利用以上數(shù)據(jù)源分析比對(duì)，選擇與原始數(shù)據(jù)吻合較好的進(jìn)行補(bǔ)充。

原始數(shù)據(jù)中小區(qū)域缺失等高線(xiàn)（圖6（a））的地方可參考DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充（見(jiàn)圖6（b））。

5? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)任務(wù)實(shí)踐，對(duì)多源數(shù)據(jù)的綜合利用經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)為：綜合利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖制圖是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，沒(méi)有統(tǒng)一模式，需根據(jù)生產(chǎn)的具體情況而定。要通過(guò)各種途徑和方法有目的地收集資料，對(duì)各種資料進(jìn)行分類(lèi)、分析和整理，確定數(shù)據(jù)資料的可利用程度。針對(duì)境外地區(qū)資料數(shù)據(jù)有限的情況，要善于利用各種數(shù)據(jù)源進(jìn)行相互引證，綜合分析，從繁雜的數(shù)據(jù)資料中提取最為合理和有用的信息為生產(chǎn)任務(wù)所用。

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