地理国情监测增量式更新技术方案研究

1 研究背景

开展地理国情普查工作，是正确反映我国各类地理环境要素分布与关系以及适应社会经济发展、国防建设和科学管理需要的现实途径；是进一步保障地理国情数据有效参与国家宏观调控、促进可持续发展的必要手段[1]。

目前，我国正处在工业化、城镇化快速发展时期，地表自然和人文地理信息变化迅速，第一次地理国情普查完成后，为确保普查成果的现势性，必须及时开展地理国情普查数据的年度（阶段性）变化监测工作，对普查成果进行更新[2-3]。

2 更新技术流程

利用国家下发的本年度高分辨率影像数据和上年度地理国情普查数据库等监测成果，结合各县基础地理信息以及其他重大工程获取的测绘成果，整合利用与地理国情相关的专题信息，以当年统一时点为时间截点，按照地理国情普查的有关要求进行地理国情监测更新。

根据地理国情监测更新的工作内容和技术方法，可将监测更新划分为监测变化信息提取、外业核查、数据库更新和更新数据包生成4个阶段，如图1所示。

1）本年度高分辨率航空航天遥感影像数据与上年度监测成果套合，通过人机交互和自动解译标注地理国情变化信息，制作外业变更调查底图。

2）实地对提取的变化信息进行全面核实、调整和补测，将确认变化的要素界线位置、代码和其他属性调绘到外业变更调查底图上，作为更新地理国情数据库的依据。

1）标识图斑变化的类型。标识图斑变化的类型主要有3种情况，见表1。

4）利用更新数据管理软件进行增量数据质量检查，生成更新数据包。

利用国家下发的监测成果套合上年度地理国情普查数据库，结合相关部门提供的资料，利用第三方数据采集平台，通过自动和目视解译的方法提取全要素变化信息，生成疑似变更要素矢量文件，再进行外业实地重点核实，确定其变更性质[3]。变更要素信息提取流程如图2所示。

图1 县级数据更新流程图

3 研究重点

在进行分步之前,首先对原始数据使用截止频率为20 Hz的3阶巴特沃斯低通滤波器进行滤波处理,去除其中的高频噪声。之后采用峰值检测方法对每位实验者在每种速度下的有效数据进行单步划分并存储,共获得11 739步的有效数据。然后对每一步的惯性数据进行65维的统计特征提取,将65维的特征与该单步所对应的真实速度一一对应保存在数据中。也就是通过以上步骤获得了11 739×65维的速度特征数组,以及11 739×1维的速度标签数组,且它们是一一对应的。那么单步统计特征-速度数据集就制作完成。

在此基础上，本文提出如下政策建议：浙江省政府应大力支持浙江企业“走出去”，提高企业利用国际资源参与国际分工促进发展的能力，培养浙江省国际化品牌.通过对外直接投资,优化资源配置,实现对外直接投资和对外贸易的互动发展.浙江省应立足以民营中小企业为主体的省情，加快境外经贸合作区建设，着力建设境外营销网络，实现集群式“走出去”，充分发挥浙江省产业集聚、配套协同强的优势，彰显浙江特色.

3.1 变更信息的提取

新课改初期，针对很多数学教师对新课程的困惑，我们将教研内容的重点放在了课堂教学上，教研活动以集体备课、公开课、研磨试题为主。定期开展包括教材分析研究、复习备考研讨等主题在内的多层次、多角度的备课活动，定期开展基于新课程理念的课堂教学交流、研讨等教研活动。区域教研组的公开课主要分为骨干教师的示范课和青年教师的展示课。青年教师的展示课多以同课异构、跨校上课的形式进行，并由专家、优秀教师现场指导。每个模块的教学结束后进行统一测评，并组织研磨试题活动。

图2 更新要素信息提取流程图

3.2 变更信息的采集

通过对国情普查数据库变更类型的分析来研究数据库的变更模式。地理国情数据库变更涉及多个要素和图层，就会产生多种更新类型。

3）生产标记信息。用多位数字码表示，前两位表示监测年份，取年份的十位和个位，如监测年份为2016 年，则取16；最右一位表示生产过程相关状态，取值范围为1～4，含义如表2所示。

3.3 数据库更新

3.3.1 数据库的变更类型

变更信息的采集是将本年度高分辨率航空航天遥感影像与上年度地理国情普查成果进行叠加，根据变化要素的边界信息采集年度变更要素边界信息。将地表覆盖数据编辑整理为地表覆盖的变化数据层UV_LCRA，地理国情要素数据只保留有要素变化的UV_NAME[4]。信息采集一般采用两种方法：①人机交互，使用数据采集模块，通过作业人员目视解译，辨别影像特征，采集变更图斑边界；②软件自动生成，利用软件的数据处理功能，自动转换重大工程坐标文件，并连接生成面状区域。

3）根据外业调查成果以及其他相关资料进行地理国情数据库更新，生成增量数据库和各种统计报表。

表1 标识图斑变化的类型

序号 值 类型1 1 在本底数据基础上发生了扩张或缩小2 2 增加新类型的图斑（包括整个图斑覆盖类型发生变化且变化后与邻接图斑类型不同的情况）3 9 监测过程中发现前一期数据明显有误，进行了纠错

2）要素编码（FEATID）。各类编辑修改时，不对原数据中已有的FEATID属性值进行修改；不对新增要素的FEATID赋值；对于伸缩型，继承原图斑的FEATID值。

在群体互动中，主体的行动选择受其心智意向或内源性偏好变化所影响。如果不同主体的心智意向和客观行动无差别地一致，主体之间不存在利益冲突和博弈，就不会产生行动悖境。如果主体的联合行动以自身利益为前提，因自身的不稳定性，联合会随着主体利益的变更而瓦解，主体关系由合作演变成敌对，这种意向关系下的社会行动中就会出现悖境。也就是说，在不以集体理性行动为意向关系的互动行动中，群体行动只是个体行动的媾和，因为主体之间的利益可能存在冲突，主体的理性选择会出现悖境。每个个体都从意图的最优选择出发，要么产生非意图后果，要么产生非最优结果，这是一种客观行动悖境。

2.3 文化课教师情况 目前，武进少体校实行“教体融合”模式的做法是文化课教师以教育系统委派，以及将学生安排在基地附近的中小学随班上课的方式为主，能够较好地解决了学生文化学习的问题。

地理国情更新调查任务重、技术要求高，而实施过程中对地理国情监测变化信息的识别和数据库更新是该工作的难点和重点。

3.3.2 数据库更新方法

数据库更新是变更调查更新数据包提取的重要环节，而该环节的重点则是更新方法研究。随着GIS技术的发展，实现空间数据实时、快速更新的方式也越来越多，本文重点分析增量包与基础库相结合的模式。该模式具有更新快、质量好、精度高、数据量小、易于进行历史数据追溯等特点，如图3所示。

表2 生产标记取值含义

序号 值 含义1 161 该图斑经内业判读确定其覆盖类型2 162 该图斑在内业判读中存在疑问或无法确定覆盖类型，需进行外业调查3 163 该图斑经过了外业核查4 164 该图斑类型目前处于变化中，需在下一次监测时重点检查

图3 数据库更新模式

运用地理国情数据库管理软件的变更功能，以历史地理国情数据库为基础，对数据库中实地已发生变化的代码、范围、属性等进行逐要素变更，生成现状地理国情数据库；再将历史地理国情数据库与现状地理国情数据库进行空间分析，自动提取发生变化的增量数据和变更调查统计报表。

3.4 数据库更新维护

数据库变更完成后，再对现状数据库进行相关维护，利用软件自动计算、维护更新数据库中图形的各种属性，使其符合相关规范质量要求，保证更新数据包的顺利生成。

3.5 增量数据库的生成

现状数据库维护完成后，再进行现状数据库与历史数据库的空间比对，生成增量数据库，形成统计成果 [5-6]，如图4所示。

图4 增量数据库生成流程图

4 关键技术

4.1 带有时间维的地理国情追溯变更历史算法

构建以GIS为软件平台的带有时间维的数据库的关键在于处理复杂的数据关联。地理国情数据库中存在拓扑关联与属性关联两种复杂的关联，进行一个要素的变更时，可能联动两个甚至两个以上的要素，并引起属性变更[7]。

更新时，建立现状数据库与历史数据库两套数据文件，每发生一起变更，先将原始数据作为历史数据存储在历史数据库中，然后对现状数据进行编辑、删除，使之成为反映现势状态的国情数据，再通过两个数据库同种要素的空间叠置分析，构建带有时间维的更新数据，并实现历史追溯。

4.2 地理国情变更的拓扑技术

地理国情数据的变更输入与初始输入是两种截然不同的状态。初始输入是在新建数据库的基础上，将一个县或一个区域的多幅图件输入完毕后，自动生成拓扑关系；变更输入则是在现有拓扑关系的基础上，做若干编辑修改处理，而这种删改原有拓扑关系的数据文件是比较复杂的，不仅是删改一个对应的数据，而是多个数据。

在进行大数据量变更时，涉及图形较多，大量原有弧段发生变化，有些删除，有些一分为二，还有部分新增弧段，通过引入变更行为的概念将所有弧段赋予变更行为，遍历所有数据重新组织弧段，废止原有拓扑关系，生成新的拓扑关系。通过该方式可大量减少在原有拓扑关系上“修修补补”的工作量。

据长阳县宣传部常务副部长杜强介绍，2014年开始，长阳县在清江流域县市中发起“清江保护日”活动，吹响了清江保护整治的号角。2017年初，该县成立清江库区养殖网箱清理取缔工作指挥部，对隔河岩和高坝洲库区的养殖网箱进行彻底清理。

这个安抚的动作仿佛有了一点效果，鲍泽的情绪似乎有所舒缓，但是随即苦笑一声：“如果是以前的我，肯定会说：谢谢你。你在接到我的电话后立即出来见我，这让我非常感动。可是，现在的我知道这一切，包括你的出现，都是被安排好的，所以没有感激。”

5 结 语

地理国情普查数据的增量式更新是提高地理国情变更调查工作效率和变更数据成果质量的重要技术方法。对地理国情普查数据增量式更新技术的分析和研究，为综合利用3S技术，实现地理国情信息对政府、企业和公众的服务，为国家战略规划制定、空间规划管理、区域政策制定、灾害预警、科学研究和社会公众服务等提供了必要的技术支撑。

参考文献

[1] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室.地理国情普查内容与指标:GQJC 001-2013[S].北京:测绘出版社,2013:1-3

[2] 陈俊勇.地理国情监测[R].武汉:武汉大学,2012:1

[3] 李德仁,眭海刚,单杰.论地理国情监测的技术支撑[J].武汉大学学报(信息科学版),2012,37(5):505-512

[4] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室.地理国情普查数据规定与采集要求:GDPJ 03-2013[S].北京:测绘出版社,2013:5-13

[5] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室.地理国情普查基本统计技术规定:GDPJ 02-2013[S].北京:测绘出版社,2013:29-31

[6] 国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室.成果资料汇交与归档基本要求:GDPJ 07-2013[S].北京:测绘出版社,2013:3-5

[7] 史文中,秦昆,陈江平,等.可靠性地理国情动态监测的理论与关键技术探讨[J].科学通报,2012,57(24):2 239-2 248