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          為“天地圖”助力智慧城市建設提供支撐

            日期: 2023-09-04   訪問:434次   作者:世紀安圖

          一、“天地圖”建設背景

          “天地圖”是由國家、省、市三級節點構成的國家地理信息公共服務平臺。近幾年,在全國測繪地理信息系統共同努力下,天地圖通過數據融合與更新實現了節點間數據的優勢互補,推進了系統內數據資源的共享集成與一體化服務,形成了天地圖核心能力。

          數據融合是節點同構的一項重要基礎性工作,通過整合國家、省、市各級節點的數據資源,提高天地圖各級節點數據的現勢性,豐富數據內容。數據融合的主要對象包括水系、交通、居民地、境界、地名、地址、興趣點與遙感影像等。

          二、安圖在“天地圖”中的建設

          北京世紀安圖數碼科技發展有限責任公司(以下簡稱:世紀安圖)早在2013年上海市天地圖融合首次生產任務中參與項目實施,同時利用FME軟件提供數據質檢服務。其后又陸續承擔了深圳市天地圖融合、浙江省天地圖融合的數據生產與質檢。經過多年深耕,在重要節點中如多源數據快速提取、數據融合和數據質檢等方面上有了諸多經驗與積累。

          1、 技術流程

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          圖1 數據融合技術流程

          首先進行坐標系統轉換,使得數據源可以在統一的空間基準下準確套合。通過對不同數據源中的同類要素進行分析比對,依據現勢性好、幾何表達精確度高、平面位置準、信息內容豐富等原則進行提取。對提取出的要素,進行分層合并和屬性結構的規整。依據現勢性、要素空間關系等,進行圖形幾何處理,保證同類要素或不同要素間空間關系的合理性與邏輯一致性。如融合處理為分區域或分圖幅進行,還應進行不同分區或圖幅間的屬性與幾何接邊處理。對融合后成果數據的質量進行檢查。

          2、 多源數據快速提取

          天地圖融合數據源眾多,針對多源異構的情況我們對各類數據源的現勢性、完整性和屬性結構等分析,利用FME軟件對數據層和屬性進行自動篩選與提取,集成融合后數據。下圖展示是從多源參考中提取的城市地鐵數據。

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          圖2 多源參考中提取地鐵站點、線、面數據處理模板

          3、 數據批量融合

          在多源數據融合時,通過對參與融合的不同精度、不同模型地理數據進行分析比對,從中選取表達準確、現勢性好、精度高、內容全的要素進行合并,并對合并后的結果進行幾何拓撲、 空間關系與邏輯一致性處理, 使融合后的地理信息數據在現勢性、準確性、豐富性等方面達到最優。矢量數據融合依據總體原則,按圖層、類別從數據源中擇優選用。下圖為部分模板展示:

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          圖3 導航POI數據融合至母庫處理模板

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          圖4 電子地圖去重結果融合至母庫處理模板

          4、 質檢工具研發

          質檢工具檢查內容主要包含4類:基礎正確性檢查、數據拓撲檢查、數據屬性檢查與圖層間邏輯檢查。

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          圖5 基礎正確性檢查-圖層字段完整性質檢模板

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          圖6 數據拓撲檢查質檢模板

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          圖7 數據屬性檢查質檢模板

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          圖8 圖層間邏輯檢查質檢模板

          5、 批量化工具設計思路

          在FME中,通過不同轉換器的組合,可以達到不同的數據處理的功能,例如下圖所示:

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          圖8 FME轉換器組合展示

          通過添加讀模塊讀取需要處理的數據,中間經過一系列轉換器的組合,達到實際需要的數據處理功能,然后添加寫模塊寫出處理后的數據。數據處理過程考慮到實際數據中可能遇到的各種問題,使該模板模塊能夠通用化。達到“一次做好,永久使用”的作用,并且可根據實際需求進行封裝到C/S端,便于用戶直接使用。

          批量化工具模板的設計思路如下圖所示:

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          圖9 批量化工具模板設計思路

          通過分析數據,制定數據處理邏輯,制定FME數據處理模板,然后封裝,測試調試,完成批量化工具的研發。

          三、助力智慧城市應用案例

          “天地圖”既是政府服務的公益平臺、產業發展的基礎平臺,又是方便群眾的服務平臺、國家安全的保障平臺。依托“天地圖”地理信息平臺,上海市相繼推出了智慧消防地理信息系統、氣象多災種風險地圖信息系統、城市固體廢物堆點監測地圖,以及近幾年因新冠疫情誕生的上海核酸采樣點地圖……目不暇接的成果使得智慧地理成果得到淋漓盡致的應運。

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          圖10 天地圖·上海

          1、“天地圖·上?!痹谥腔巯乐袘?/strong>

          利用基于“天地圖·上?!毙纬傻纳虾V腔巯赖乩硇畔⑾到y,實現高效接警、處警、指揮和演練——收到火警后,接警員只要輸入拼音首字母,就能用最便捷方式確定火情位置;處理火警時,“天地圖·上?!睍巹澴羁斓竭_現場的道路,并提供精細的建筑三維模型,幫助消防員從各個角度、各個方向觀察,據此選擇最合適的滅火、疏散等應急方式。

          圖片12.png 圖11 上海智慧消防地理信息系統

          2、“天地圖·上?!痹跉庀蟮炔块T應用

          市氣象局以“天地圖·上?!睘榛A,開發了上海市氣象多災種風險地圖信息系統,將氣象預警服務轉變為精細化多災種風險預警。氣象工作者模擬了一個大風大雨天:在“積澇預報風險”中,部分區域被判定有嚴重積水可能,涉及的地址、對應的聯系方式一一羅列,可立刻通知疏散人員;在“廣告牌受風速危險分析”中,有可能被大風吹落的立刻顯示出來。

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          圖12 上海市氣象多災種風險地圖信息系統

          3、 基于“天地圖·上?!钡暮怂岵蓸狱c地圖

          疫情的蔓延,導致上海以及全國的疫情防控工作異常艱難,不同場合有著24小時、48小時、72小時等核酸陰性有效期的要求,核酸檢測的時間、地點、方便程度很大影響了民眾的日常生活。為了提供了位置準確、信息詳實的核酸采樣點便民地圖服務,《上海市常態化核酸采樣點地圖》基于天地圖空間地理信息平臺,對接上海市衛健委發布信息進行空間定位的面向公眾的核酸采樣點分布地圖。為公眾提供便捷直觀的核酸采樣點空間信息,為疫情防控工作提供準確、及時、高效的地理信息支撐服務。

          圖片14.png 圖13 上海市常態化核酸采樣點地圖

          四、發展前景

          “天地圖”相比商業地圖網站,歷史信息和現勢信息并重,信息更豐富、更新更及時、質量更有保證、應用拓展更廣。以多維多時態多分辨率的地理空間信息資源為基礎,結合各類專題地理信息,構建智慧城市時空信息數據庫,以物聯網、云計算、大數據等技術為支撐,建設面向政府、企事業單位和社會公眾的權威、開放、靈活的時空信息服務云平臺,為智慧城市提供統一的時空基礎。天地圖數據融合不僅豐富了天地圖數據更新途徑,也提高了天地圖數據更新的效率,同時也提高天地圖數據的新鮮度和精細度。天地圖數據資源的不斷豐富必將更好地滿足社會和公眾對地理信息服務的需求,改善用戶體驗、提高用戶黏性,更好地服務于群眾日常生活,不斷增強天地圖社會影響力。




          供稿:東部基礎數據交付中心  張阿倩

          編輯:譚琳

          初審:唐肖利、張偉

          審簽:祝欣欣

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