三維地名實(shí)體構(gòu)建與分級(jí)表達(dá)研究

江西地名研究

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摘要：基礎(chǔ)地理實(shí)體是其他地理實(shí)體和相關(guān)信息的定位框架和承載基礎(chǔ)，新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系首次將地名實(shí)體納入基礎(chǔ)地理實(shí)體分類，將地理對(duì)象幾何抽象模型與屬性信息相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理對(duì)象地名信息的全面表達(dá)。本文收集整理蕭山區(qū)最新現(xiàn)勢(shì)性的電子地圖數(shù)據(jù)庫和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，作為居民地、境界、交通、水系、機(jī)場(chǎng)、房產(chǎn)小區(qū)、大樓大廈、賓館酒店、公園、風(fēng)景名勝等地理對(duì)象地名信息提取的數(shù)據(jù)來源，利用地理實(shí)體抽象建模和存量數(shù)據(jù)實(shí)體化轉(zhuǎn)換等技術(shù)構(gòu)建地名實(shí)體，通過蕭山區(qū)數(shù)字高程模型進(jìn)行地名實(shí)體高程賦值，獲取蕭山區(qū)三維地名實(shí)體數(shù)據(jù)，為蕭山區(qū)數(shù)字賦能社會(huì)治理工作提供支撐。

關(guān)鍵詞：新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系；基礎(chǔ)地理實(shí)體；三維地名實(shí)體；分級(jí)表達(dá)

地名數(shù)據(jù)是對(duì)地名信息的結(jié)構(gòu)化描述與標(biāo)識(shí)，可以為各類GIS應(yīng)用平臺(tái)和在線電子地圖平臺(tái)提供海量地名信息查找和檢索功能。傳統(tǒng)的地名數(shù)據(jù)通常是指由地名標(biāo)識(shí)點(diǎn)或興趣點(diǎn)構(gòu)建地名空間數(shù)據(jù)庫，主要側(cè)重于實(shí)現(xiàn)地名檢索。這種方式存在兩方面不足，一是不能準(zhǔn)確表達(dá)地名數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的地理對(duì)象真實(shí)的空間范圍以及與其他地理對(duì)象之間的語義關(guān)系，二是沒有涵蓋地理對(duì)象所包含的全部屬性信息，準(zhǔn)確度和檢索方式都受到極大限制。

當(dāng)前，我國測(cè)繪地理信息領(lǐng)域正在加快建立新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系，構(gòu)建以現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)、實(shí)景三維中國、時(shí)空大數(shù)據(jù)平臺(tái)為主要內(nèi)容的新型基礎(chǔ)測(cè)繪業(yè)務(wù)格局。這是新時(shí)期基礎(chǔ)測(cè)繪工作轉(zhuǎn)型升級(jí)的一項(xiàng)重大舉措，目的是把傳統(tǒng)的4D數(shù)據(jù)產(chǎn)品逐步轉(zhuǎn)換為實(shí)體信息產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)從二維數(shù)字地理空間框架向三維時(shí)空信息框架躍升，更好地支撐數(shù)字中國建設(shè)和賦能國家與地方的高質(zhì)量發(fā)展。

1 地名實(shí)體概念模型

基礎(chǔ)地理實(shí)體數(shù)據(jù)成果具有實(shí)體化、語義化、時(shí)序化、一體化特征，成果內(nèi)的各個(gè)實(shí)體以空間身份編碼進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)。地名也首次被納入基礎(chǔ)地理實(shí)體分類體系，地名實(shí)體能將現(xiàn)實(shí)地理對(duì)象的抽象幾何模型和相關(guān)屬性信息相結(jié)合，掛接公安、民政、國土、工商等部門的行業(yè)專題數(shù)據(jù)，全面有效地支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息的關(guān)聯(lián)與集成。同時(shí)通過空間身份編碼建立和其他實(shí)體的語義關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)地理對(duì)象特征的全面表達(dá)，構(gòu)建更符合空間認(rèn)知的檢索模式，支撐測(cè)繪科技轉(zhuǎn)型升級(jí)，從數(shù)字化測(cè)繪走向智能化測(cè)繪。

依據(jù)基礎(chǔ)地理實(shí)體表達(dá)的空間尺度及精細(xì)程度，本文對(duì)地名實(shí)體進(jìn)行分級(jí)構(gòu)建，利用浙江省蕭山區(qū)地理信息公共服務(wù)數(shù)據(jù)庫中的電子地圖數(shù)據(jù)庫和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，提取地名實(shí)體構(gòu)建所需的矢量數(shù)據(jù)，通過地理實(shí)體抽象建模和存量數(shù)據(jù)實(shí)體化轉(zhuǎn)換等技術(shù)構(gòu)建地名實(shí)體，同時(shí)利用對(duì)應(yīng)的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)進(jìn)行地名實(shí)體高程賦值，獲取蕭山區(qū)三維地名實(shí)體數(shù)據(jù)庫。

2 數(shù)據(jù)源

2.1電子地圖數(shù)據(jù)庫

蕭山區(qū)全域覆蓋的電子地圖數(shù)據(jù)，現(xiàn)勢(shì)性為2023年，數(shù)據(jù)格式為*．gdb，坐標(biāo)系為2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000），作為居民地、境界、交通、水系等地名實(shí)體轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)源。

2.2興趣點(diǎn)（POI）數(shù)據(jù)庫

蕭山區(qū)全域覆蓋的興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)勢(shì)性為2023年，數(shù)據(jù)格式為*．gdb，坐標(biāo)系為2000國家大地坐標(biāo)系（CGCS2000），作為機(jī)場(chǎng)、房產(chǎn)小區(qū)、大樓大廈、賓館酒店、公園、風(fēng)景名勝、森林公園、歷史文化遺跡等地名實(shí)體轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)源。

3 三維地名實(shí)體分級(jí)構(gòu)建

3.1矢量數(shù)據(jù)提取

從電子地圖數(shù)據(jù)庫和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中提取地名實(shí)體轉(zhuǎn)換所需的各類矢量數(shù)據(jù)，通過“分類代碼”（FCODE）和“顯示級(jí)別”（FSCALE）屬性值進(jìn)行選取，如選取“FCODE”為“7512020106”“FSCALE”為“9—13”，則從對(duì)應(yīng)圖層中提取FCODE為“7512020106”且FSCALE為“9、10、11、12、13”的要素；選取FCODE或FSCALE值為“—”時(shí)，說明在數(shù)據(jù)提取時(shí)不考慮該屬性值，只通過另一屬性值獲取。

3.1.1居民地點(diǎn)數(shù)據(jù)提取

居民地點(diǎn)劃分為8個(gè)層級(jí)，數(shù)據(jù)來源于電子地圖數(shù)據(jù)庫RES_PT層，每個(gè)圖層數(shù)據(jù)選取規(guī)則見表1，在屬性中添加“picPath”字段，用于設(shè)置對(duì)應(yīng)圖標(biāo)所在路徑。

3.1.2興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)提取

興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)劃分為4個(gè)層級(jí)，數(shù)據(jù)來源于興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，每個(gè)圖層數(shù)據(jù)選取規(guī)則見表2，在屬性中添加“picPath”字段，用于設(shè)置對(duì)應(yīng)圖標(biāo)所在路徑。

3.1.3交通數(shù)據(jù)提取

交通要素劃分為7個(gè)層級(jí)，數(shù)據(jù)來源于興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫和電子地圖數(shù)據(jù)庫的TRA_NET_LN、TRA_LRR_LN層，其中TRA_NET_LN、TRA_LRR_LN層級(jí)數(shù)據(jù)按照提取規(guī)格進(jìn)行提取后，進(jìn)行線轉(zhuǎn)點(diǎn)降級(jí)處理，每個(gè)圖層數(shù)據(jù)選取規(guī)則見表3。

3.1.4水系數(shù)據(jù)提取

水系要素劃分為4個(gè)層級(jí)，數(shù)據(jù)來源于電子地圖數(shù)據(jù)庫中的HYD_NET_LN和HYD_LN層，數(shù)據(jù)按照提取規(guī)格進(jìn)行提取后，進(jìn)行線轉(zhuǎn)點(diǎn)降級(jí)處理，每個(gè)圖層數(shù)據(jù)選取規(guī)則見表4。

3.1.5境界數(shù)據(jù)提取

境界線要素直接獲取電子地圖數(shù)據(jù)庫中的BOU_LN層。

3.2實(shí)體映射轉(zhuǎn)換

利用從電子地圖數(shù)據(jù)庫和興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中提取出的各類矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行地名實(shí)體映射轉(zhuǎn)換，地名實(shí)體數(shù)據(jù)庫由地名圖元、地名實(shí)體屬性表、語義關(guān)系表構(gòu)成。圖元是空間內(nèi)單一、連通并用于表達(dá)實(shí)體幾何特征的圖形對(duì)象，一般表達(dá)為點(diǎn)、線、面、體（基于1∶500、1∶1000、1∶2000基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換生產(chǎn)基礎(chǔ)地理實(shí)體數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)程），本文地名實(shí)體圖元為點(diǎn)對(duì)象。地名實(shí)體屬性包括實(shí)體名稱、別名、空間身份編碼、位置碼、分類碼、分類名稱、產(chǎn)生時(shí)間、消亡時(shí)間、入庫時(shí)間、更新狀態(tài)、更新時(shí)間等通用基本屬性和標(biāo)準(zhǔn)地名、地名分類碼、簡(jiǎn)稱、漢語拼音、地名類型、別名、曾用名、少數(shù)民族語、語種、使用時(shí)間、設(shè)立年份、廢止年份、密級(jí)、地名普查狀態(tài)、地名來歷、地名含義、歷史沿革、資料來源、登記單位等擴(kuò)展屬性。語義關(guān)系表記錄地名實(shí)體與其他實(shí)體的語義關(guān)系，通過基礎(chǔ)地理實(shí)體知識(shí)圖譜，對(duì)地名實(shí)體數(shù)據(jù)中與多源異構(gòu)時(shí)空數(shù)據(jù)同類的信息進(jìn)行語義融合，作為地名實(shí)體的擴(kuò)展屬性。

3.3實(shí)體高程賦值

利用蕭山區(qū)數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)為地名實(shí)體進(jìn)行高程賦值，獲取三維地名實(shí)體數(shù)據(jù)。

利用ArcGIS點(diǎn)提取柵格像元值（extract values to points）功能，把數(shù)字高程模型的柵格數(shù)據(jù)和地名實(shí)體的矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，將每個(gè)地名實(shí)體所在的柵格像元值賦予其上的點(diǎn)，地名實(shí)體屬性字段自動(dòng)存儲(chǔ)每個(gè)矢量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的柵格數(shù)據(jù)的像元值，即為地名實(shí)體對(duì)應(yīng)的高程值。

3.4實(shí)體分級(jí)表達(dá)

地理實(shí)景是以各層級(jí)、各粒度的地理實(shí)體與地理場(chǎng)景數(shù)據(jù)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，通過按需組裝、語義場(chǎng)景融合、時(shí)序化表達(dá)形成的復(fù)合空間數(shù)據(jù)產(chǎn)品。根據(jù)地名實(shí)體分級(jí)粒度，對(duì)地名實(shí)體在地理場(chǎng)景中進(jìn)行個(gè)性化配置，可直接或經(jīng)過輕量化處理、生成瓦片數(shù)據(jù)后，通過服務(wù)引擎進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布。地名實(shí)體和地理場(chǎng)景融合生成地理實(shí)景示例如圖1所示。

3.5構(gòu)建地名實(shí)體應(yīng)注意的問題

構(gòu)建地名實(shí)體時(shí)，由于地名實(shí)體為點(diǎn)圖元，當(dāng)數(shù)據(jù)源矢量數(shù)據(jù)為線或面要素時(shí)，需進(jìn)行線或面轉(zhuǎn)點(diǎn)降級(jí)處理后，進(jìn)行所需圖層提取。在地理實(shí)景場(chǎng)景中可視化展示地名實(shí)體時(shí)，需根據(jù)地名實(shí)體粒度的不同進(jìn)行相應(yīng)的符號(hào)化信息配置，包括最大可視高度、最小可視高度、字體、字號(hào)、文本顏色、背景顏色、對(duì)齊方式等。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的在線電子地圖平臺(tái)主要依賴地名信息進(jìn)行檢索查詢，以點(diǎn)表達(dá)的地名空間數(shù)據(jù)庫無法滿足用戶對(duì)地理對(duì)象空間的全面認(rèn)知，也難以滿足新時(shí)期測(cè)繪地理信息智能化和精細(xì)化的需求。新型基礎(chǔ)測(cè)繪體系以基礎(chǔ)地理實(shí)體為核心重新定義基礎(chǔ)測(cè)繪產(chǎn)品體系，帶動(dòng)基本比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)向以地理實(shí)體為核心的實(shí)時(shí)、真實(shí)、二三維一體、人機(jī)兼容的實(shí)景三維數(shù)據(jù)成果轉(zhuǎn)變，地名實(shí)體能有效描述地理對(duì)象地名空間位置和屬性信息，并具備動(dòng)態(tài)接入物聯(lián)感知、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人文環(huán)境等信息的能力，能較好地支撐地理環(huán)境的直觀感和地理對(duì)象的深度認(rèn)知，滿足用戶對(duì)測(cè)繪地理信息產(chǎn)品的深度應(yīng)用需求。

地名實(shí)體對(duì)基礎(chǔ)地理實(shí)體聯(lián)動(dòng)更新也起到了至關(guān)重要的作用，利用地名實(shí)體結(jié)合知識(shí)圖譜技術(shù)，基于自然資源、水利、交通等部門專業(yè)業(yè)務(wù)信息基礎(chǔ)上開展基礎(chǔ)地理實(shí)體更新信息的綜合應(yīng)用，快速獲取基礎(chǔ)地理實(shí)體的變化情況，綜合利用多源信息語義支撐基礎(chǔ)地理實(shí)體數(shù)據(jù)更新，提升基礎(chǔ)地理實(shí)體數(shù)據(jù)更新判斷的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，更好為基礎(chǔ)地理實(shí)體數(shù)據(jù)更新提供技術(shù)保障。

作者：李小強(qiáng)，高華，王玲，蔡奇，楊超

來源：《測(cè)繪通報(bào)》2024年第7期

選稿：耿 曈

編輯：周 煜

校對(duì)：杜佳玲

審訂：汪依婷

責(zé)編：耿 曈

（由于版面有限，文章注釋內(nèi)容請(qǐng)參照原文）

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