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河北创新测绘技术应用——基于多尺度数据库建设的快速出图创新架构及应用
发布时间:2025-05-06     来源:河北省测绘学会     浏览:2603次

前沿:河北省测绘学会策划“创新测绘技术应用”专题栏目,聚焦测绘科技应用前沿。本栏目将展示测绘与AI、遥感等融合的创新实践,涵盖气象监测、生态保护、地理信息服务、农作物估产及文化遗产保护等领域。通过案例剖析,探讨测绘技术如何助力社会管理与可持续发展。

基于多尺度数据库建设的快速出图创新架构及应用

随着社会经济的快速发展,政府部门对地理信息的现势性、精准性和服务效率提出了更高要求。传统制图模式存在数据更新滞后、人工综合效率低、多尺度地图生产周期长等问题。为解决这些痛点,河北省制图院以多尺度基础地理数据库为核心,结合快速制图系统研发,构建了一套“数据标准化—多尺度建库—智能化制图”的快速出图架构。该架构通过多源数据融合、自动化综合处理、拓扑关系优化等技术创新,实现了从数据库到地图产品的快速转化,为政府决策、应急管理、自然资源监测等场景提供了高效的技术支撑。

一 多尺度数据库建设的技术架构

1 数据分层与标准化

多尺度数据库采用分层管理模式,依据《河北省多尺度基础地图数据库标准规范》,将地理要素划分为21个逻辑层,涵盖水系、交通、居民地、境界等核心要素。分层规则以“四字符命名法”为基础(如HYDL表示线状水系),确保数据结构的统一性与扩展性。

属性表设计遵循国家标准,引入GB(国标分类码)、GRADE(要素等级)、PRIORITY(优先级)等关键字段,支持多尺度数据选取与动态符号化。例如,道路层的LGB字段(道路实体代码)用于控制不同比例尺下的符号化规则。

2多源数据融合与更新

数据库以1:5万基础地理数据为核心,整合多源数据以实现动态更新:

- 基础数据:卫星遥感影像、交通矢量数据、行政区划变更资料等;

- 更新机制:通过投影变换、属性映射、拓扑检查等技术,将新增数据(如新建高速公路、乡改镇信息)无缝集成至数据库。

例如,2024年项目利用河北省第三次国土调查数据辅助更新了乡级权属界线,利用交通厅最新资料更新了全省等级路,并通过外业调绘验证了居民地范围的准确性。

3自动化综合

针对不同比例尺需求,采用“机器自动综合+人工干预”模式:

- 水系综合:基于河流长度、面状水系面积等指标自动筛选,保留主干河流与大型水库,同时人工调整辫状水系的结构线连通性。

- 居民地处理:利用三角密度格网算法对AGNP层(行政地名点)进行优先级分级,确保小比例尺地图中保留高等级居民地。

- 拓扑检查:通过多尺度生产系统的质检工具,批量检测悬挂点、伪节点、面要素重叠等问题,并自动修复70%以上的拓扑错误。

三 快速出图系统的技术突破

1 系统架构与功能模块

快速出图系统由多尺度生产子系统和快速制图子系统构成,形成“数据生产—地图生成—成果输出”的闭环流程:

1.多尺度生产子系统:

- 核心功能:数据编辑、拓扑处理、地图综合、协同作业;

- 创新点:引入“版本管理”模块,支持多人协同编辑与历史版本回溯。

2.快速制图子系统:

- 核心功能:数据裁切、符号化配置、专题统计、整饰输出;

- 创新点:基于PRIORITY字段的智能注记避让算法,实现图面冲突自动处理。

系统架构思路如下图所示:

图片

图库一体化基础地理数据库系统技术思路设计图

2 动态符号化与冲突处理

系统内置符号库兼容GB/T 20257系列标准,支持动态切换符号样式。例如:

道路符号化:根据LGB字段值自动匹配高速公路、国道、乡道等符号;

冲突处理规则:自然河流>铁路>高速公路>国道>人工水体>乡村路;

要素间距不足0.3mm时,优先移动次要要素(如调整乡道位置避让主干河流)。

3多尺度联动与快速切换

通过GRADE2(选取等级)字段实现多尺度数据联动:

- 示例:1:25万地图仅保留GRADE2≤6级的道路,而1:5万地图显示全部等级;

- 效率提升:相比传统制图,出图周期从30天缩短至3天,满足应急用图需求。

三 应用成效与典型案例

1数据库建设成果

截至2024年,河北省已完成1:5万、1:10万、1:25万、1:100万四类基础地理数据库建设,覆盖全省18.8万平方千米,数据现势性达2023年6月。关键成果包括:

水系拓扑优化:修复2.3万处悬挂点,增补1.5万条水系结构线;

交通路网更新:集成津兴铁路、邯港高速等12条新建线路。

2 快速制图应用场景

政务用图:按需输出《雄安新区地图》《河北省地图》等16幅行政区划图,符号化一致性达100%;

自然资源管理:基于1:10万数据库及专题数据库,自动生成林地覆盖、湿地分布等专题图。

3 效率对比分析

指标

传统模式

快速出图架构

提升效率

数据更新周期

6个月

1个月

83%

地图生产周期

30天

3天

90%

人工干预比例

70%

20%

71%

四 未来展望

下一步,河北省制图院计划从三方面深化技术应用:

(1)扩展数据库规模:建设1:50万数据库、1:100万数据库及自然资源专题库,纳入生态红线、矿产分布等图层;

(2)增强AI技术应用:训练基于深度学习的要素自动综合模型,进一步降低人工干预;

(3)提升服务能力:对接省委省政府及各相关厅局,增强专题服务能力,实现地图个性化定制与实时推送。

通过持续优化多尺度数据库与快速出图系统,这一架构将为智慧城市、乡村振兴等国家战略提供更高效的地理信息服务支撑。

五 结语

多尺度数据库与快速制图技术的融合,不仅是测绘地理信息行业的技术革新,更是公共服务能力升级的重要实践。河北省的探索表明,通过标准化建库、智能化处理和系统化输出,能够显著提升地理信息的现势性与服务效率,为全国同行提供了可复制的经验范式。

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