空间数据的管理维护与更新

第5章数字城市空间基础数据的管理维护与更新城市空间基础数据变化的原因：1、自然变化，如河流、湖、塘、沟渠形态的变化、水土流失等2、人为变化，如城市建设、道路改造、道路建设、大型工程建设等人为变化的过程可以人为控制和跟踪，数据的更新维护不仅要从技术方法上，还要从管理的角度进行考虑。传统城市空间基础数据维护与更新体系的根本缺陷在于把更新工作仅仅看作是测量技术问题，没有与城市建设及城市管理工作结合起来，只注重基础数据的服务职能，忽略了基础数据更新同样需要其它行业服务的客观要求，从而不能充分发挥城市管理运行的综合效能。完整的数字城市空间基础数据管理、维护与更新的框架应从如下5个方面入手：1.对基态及变化数据进行采集的技术方法2.基于城市管理的数据维护与更新机制3.数据管理与运行的工作机制4.数据库管理系统中更新的技术实现5.数据库管理系统的日常管理与维护5.1基于城市管理的空间基础数据更新与城市空间信息变化关系最密切部门：•城市规划城市建设、城市改造的实施都必须经过规划管理部门的规划审批•土地管理土地权属变更、土地用途的调整也必须经过土地管理部门的批准城市规划、土地管理部门对城市空间信息的变化反映最直接、最迅速，而且可以超前反映并能跟踪变化的全过程5.1.1基于规划管理成果更新空间基础数据规划管理的核心是“一书三证”：•规划定点通知书•用地规划许可证•工程规划许可证•工程规划验收合格证建设项目开工前：建筑红线（即建筑物的外立面所不能超出的界线）的放线、验线工作（颁发建设工程规划许可证的必要条件）项目竣工后：竣工测量（工程竣工验收和颁发建设工程规划验收合格证的必要条件）。由于这些审批工作与城市地形地物变化有直接的关系，将管理审批与空间数据的更新结合起来。（1）利用规划管理成果更新的基本思路和工作流程在项目红线放线后，将建设项目红线(用地红线和建筑红线)反映在城市空间数据上，去掉建筑范围内原有的并已拆除的地形地物信息。在建设项目完工后，及时进行项目竣工测量，用竣工测量的成果来最终更新空间数据。红线一般是指各种用地的边界线用地红线是围起某个地块的一些坐标点连成的线，红线内土地面积就是取得使用权的用地范围。利用规划管理成果更新地形图示意图(2)空间数据库中对规划审批成果的表示内容及方法1.更新初期(红线放线阶段)空间数据库中反映内容：建筑红线：只标注主要建筑单体的轮廓线（虚线表示建筑层次用地红线：虚线表示，只反映用地边界和用地权属单位。2.验线时确认原有地物己拆迁的，空间数据库中原有地形、地物应清除，只保留规划审批信息。3.建设项目竣工后及时进行竣工测量，利用竣工测量资料对空间数据库进行全面、完整的正式更新。4.将被更新的空间数据，按更新时间、更新范围和位置等方式保存到历史空间数据库中。5.1.2基于土地管理成果更新空间基础数据土地管理的核心：地籍管理（地籍是记载土地的位置、界址、面积、质量、权属和用途等基本状况的簿册）（1）利用土地管理成果更新的基本思路和工作流程：地籍变更登记、地籍调查、地籍测量，空间数据基础信息更新的数据源。利用土地管理成果更新地形图示意图(2)空间数据库中对地籍调查成果的表示内容及方法•变更登记前从历史空间数据库中调出土地的位置、界址点、宗地图和用地权属等有关信息•地籍调查后对已改变的原有地物的位置和用地属性进行修改，并清除临时空间数据库中原有地形、地物等信息。•历史数据保存将被更新的土地信息，按更新时间、更新范围和位置等方式完整地保存到历史空间数据库中，以便今后提取和恢复。5.2城市空间基础数据库更新的技术实现城市空间基础数据库更新的核心问题：1.如何用新的数据取代数据库中已有的数据2.如何保存历史数据，并根据需要进行历史数据的回溯数据更新的基本流程5.2.1基于版本数据和基态修正数据的数据库更新从时态的角度，获取城市空间基础数据的变化数据主要有两种基本方法:1.对同一数据的不同版本进行采集2.仅对变化的要素进行采集城市空间基础数据库更新，有两种基本的方法:1.基于版本的数据更新2.基于基态修正的数据更新1）基于版本数据的数据库更新•采用版本数据的更新的必要性1、不需要将所有数据都记录每时每刻的变化。如用地现状数据2、数据有一个周期和版本问题。地形图更新、遥感影像、数字高程模型等数据，不是连续获取。•更新方式：以新的版本取代旧的版本。同时，要将这些不同版本的数据同时存放在历史数据库中，以便进行对比分析，开展空间数据挖掘和知识发现。•条件：版本数据密不可分或数据量相对较小的数据。不同版本的卫星遥感影像、不同版本的规划道路网络等。不足：数据冗余。需要将不同版本的城市空间基础数据完全进行备份和更新，没有更新的部分的数据也需要在各个不同的版本中重复存储。(2)基于基态修正数据的数据库更新含义：在数据原始状态的基础上，只对变化的实体信息更新更新方法：先用现状数据取代历史数据，再建立现状数据与历史数据的联系。目的是在反映现状数据的同时，随时实现历史与现实的响应。优点：储存某个时间的数据状态(称为基态)和相对于基态的变化量。时态分辨率刻度值与事件发生的时刻完全对应，提高了时态分辨率，减少了数据冗余量。条件：基态修正模型非常适用于全局变化较少，而局部变化较多的情形。•数据存储：面向对象的关系数据库存储对象变更的继承关系。例如，当一个空间对象A分割成为几个小的空间对象(A1,A2,...,An)时，关系数据库中只需简单地记录空间对象A相对于基态的变化量，建立对象A与(A1,A2,...,An)间的继承对应关系((A，A1)，(A，A2)，…，(A，An))。(1)数据组织模型—实体分层，逻辑分幅将地形图在垂直方向上按照要素分层的方法进行组织（如，一般房屋、交通、水系、植被、高程、注记等），在整个数据库中，同一层的数据为一个数据文件。数据分幅导入的。在各层的数据中，仍旧隐含着分幅的成分。顾及数据的生产、更新和数据使用的方便5.2.2基于“版本修正”的数据库更新方法数据纵向分层，横向分幅的组织形式(2)数据索引结构—格网索引•按幅建立数据格网索引，即按地形图分幅规则建立覆盖整个建库范围的索引格网。每个格网的编号与对应的地形图的图幅编号一致，几何坐标完全一致•对每一格网建立格网属性表（也可称元数据表)。在数据首次导入数据库时，系统将每幅地形图的这些属性填入格网属性数据中，以便于以后数据的更新。格网索引属性表（3）基于“版本修正”的数据库更新模式更新流程：1、将地形图的生产时间与数据库中对应的格网中记录的数据更新时间进行对比2、对需要更新的地形图首先将属于该范围内的数据转入历史库中，然后将新数据分别写入数据库的对应的要素表中3、修改更新时间。将格网属性数据中的“数据更新时间”修改为当前更新的时间。noyesnoyesArcSDE+Oracle存储1:2000地形图地形图格式：DWG或DGN格式每一幅的覆盖范围：1kmX1km，坐标范围：整公里数。如一幅图的左下角坐标(525000，386000)，右上角坐标为(526000，387000)，命名方式：以左下脚的X和Y坐标组合来命名为52538600.dwg，对应位置的格网的标识为525386000数据格式转换转换时失去意义的删除。保留有意义的，增加图号字段数据更新：对比数据更新时间和数据生产时间。对需要更新的数据，用SOL选择Tuhao字段与地形图图名相同的地形图中的全部要素，写入历史库，并从现势库中删除，将新数据写入各要素层。优点：既考虑了数据的方便使用，即采用分层的方法来组织数据，克服了采用单幅图的方式存储管理数据的缺点，顾及了我国目前城市基础地形图数据按照图幅方式进行数据生产、更新的实际，从而使得数据库的更新维护非常方便。缺点：在分层的数据中仍然隐含了分幅的思想，更新其中的某一幅图时，跨越图幅的地物被分割，地物的存储只是逻辑上无缝的，并非真正意义上的逻辑无缝。改进方法：将图幅导入数据库后，将一定限差内的地物要素进行合并，并赋给唯一标识，从而实现地物在建库范围内的物理无缝组织。更新时先进行空间运算，将要更新的地形图中的要素与数据库中的各要素作求交运算，将地形图对应格网范围内的地物删除，再将需更新的地形图导入数据库中，根据空间相邻关系进行合并地物，形成物理无缝的数据库