植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合系统_蔡淑平.pdf

第 卷 第 期 年 月测绘与空间地理信息 ，收稿日期：作者简介：蔡淑平（），女，福建仙游人，工程师，本科学历，主要从事城市建设中大比例尺地形图数据整合和建库等方面的应用研究工作。植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合系统蔡淑平（福建省地质测绘院测绘分院技术发展部，福建 福州）摘要：由于传统数据整合系统软件数据转换模式较差，导致数据整合速度较慢，为此，设计植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合系统。硬件设计方面，选择设计一个适配器实现在不同系统中，通过交换控制服务进行数据管理和整合。软件设计方面，设置数据转换合并模式，将获取到的数据转换成计算机语言形式，通过设计数据仓库，构建整合体系实现数据之间的整合。实验结果表明，在地形图 中新系统比传统系统分别在数据整合时间上快了 和 ，在地形图 快了 和 ，在地形图 中快了 和 ，表明地形图越复杂，新数据整合系统可以节省越多的时间。关键词：植被覆盖度；比例尺；地形图；数据整合；整合系统中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：，：；引 言植被覆盖度监测的比例尺地形图的数据整合对于植被覆盖情况、下一步覆盖目标以及长期的植被覆盖计划都有着不可或缺的作用。由于目前各种数据管理系统各自进行数据收集和数据存储，易形成多样的异构数据源，导致数据来源非常广泛，并且数据拥有分布性、自治性等特征，使得各种数据之间的联系难以寻找，难以直接相互操作，建立一个平台实现各系统之间的数据整合变得非常重要。因此，一个合适的系统可以更好地为植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合提供支持。本文设计了新的数据整合系统，分别进行硬件和软件设计，经实验验证，该系统解决了传统整合系统整合速度较慢的问题，为未来植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合系统的开发提供了新思路。植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合系统硬件设计 数据整合的目的不是单纯地收集、整理的过程，它需要在不同系统之间，通过横纵向信息所形成的数据平台，实现不同系统中的交换数据、对比数据等数据应用的需求。对于结构化的数据来说，管理起来较为复杂，它需要通过一个数据整合工具，将系统中的数据和数据中心的共享数据库，通过交换控制服务进行数据管理和整合，之后输出结果，从而实现各个系统之间的数据交换、挖掘等需求。因此，设计一个数据整合工具适配器，它是数据整合过程中最主要的硬件设备，适配器的工作步骤为通过接口连接数据中心与地形图数据系统，将数据中心的 文件转化为数据对象，或者将地形图系统内的数据对象转换为 文档，实现数据中心与地形图数据系统的数据交换。适配器的内部电路图如图 所示。图 适配器内部电路图 由图 可知，适配器一共有 个接口即、以及，其中 和 是用来接收数据系统中数据，用来接收共享数据库中的数据，通过内部转换形成整合的数据，再由 输出整合后的数据。植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合系统软件设计 设置数据转换合并模式数据源对于整个数据整合系统来说非常重要，数据源是数据整合的对象，它可以提供植被覆盖度监测的比例尺地形图的数据资源，能够最大程度上收集整合各类地形图数据，其也是数据整合系统的目的。首先利用航拍、人工测量或提取现有数据库中数据的方法，提取植被覆盖的区域、植被覆盖的种类、植被覆盖的程度等必要数据，再将其提取数据进行清洗，处理提取数据中无效和缺失的部分，形成一个可以被利用的数据源。数据转换是指将数据从一种形式转换成为另一种形式的过程，在植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合过程中，需要将获取到的数据例如图片、文字、表格等形式转换为计算机语言的形式。由于数据框架不合理，导致数据接收范围受限，也要对数据进行转换。通过数据的相似程度和类型对比，对关联程度大的数据进行合并，通过 数据接入模块和 调度管理模块对数据进行转化和合并。其中 体系结构如图 所示。图 体系结构 设计数据仓库，构建整合体系数据整合的整个流程是通过提取数据、进行清洗、转换、合并再到存储的过程，如图 所示。图 数据整合流程图 由图 的数据整合流程图可知，在前四步完成后需要对数据进行最后的整合，因此，需要建立一个数据仓库用来整合和存放数据，这可以对异构数据源进行系统有效地管理。数据仓库的主要目标是获取数据源并进行整合存储。在设计数据仓库的过程中，首先要确定数据主题类型，因为数据仓库一个重要的特点是面向主题，主题是指同一种类型的数据用来表示某一个具体的对象。在确定数据主题类型之后才可以开始进行数据仓库的模型设计，在模型设计方面分为 个步骤：首先是对概念的设计，需要以一种数据主题为中心，分析人员和开发人员共同参与，用抽象的描述来概括现实对象和它们之间的关系；其次是在概念模型下，通过 图建立实体，生成各实体间的关系，对其进一步细化，体现出各实体之间的逻辑关系，这一步骤称为逻辑模型的构建；最后建立物理模型，这是在逻辑模型的基础上得到脚本，执行 在数据库中生成文字、图表等，也可以解释为，物理模型是实现从人类思维到计算机语言转变的过程。数据仓库建立完成后，整个整合数据的系统也随之完成。实验分析 实验准备为检测植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合系 测绘与空间地理信息 年统设计的可行性与可靠性，选择地形图、地形图 与地形图 个地形图，利用两种传统数据整合系统作为对照 组和对照 组进行实验，通过控制需要整合的数据数量这一变量对 种系统整合数据所需时间进行对比研究。其中，地形图、地形图、地形图 的复杂程度逐步提高，选取 个复杂程度不同的图形可以更加直观地看到实验组和 个对照组在数据整合时间上的差别。地形图 数据整合时间实验实验一是以地形图 为数据系统，通过本文设计的系统和传统的两种系统对地形图 的数据进行整合。为防止出现偶然性或其他影响因素，进行 次重复试验来对比 种数据整合系统在整合数据所需时间上的差异。实验数据见表。表 地形图 数据整合时间（单位：）（：）测试组别实验组对照 组对照 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组 由表 得出的实验数据可知，在地形图 的整合数据时间上，实验组平均时长为 ，对照 组的平均时长为 ，对照 组的平均时长为 。实验组比对照 组的平均整合时长少了 ，比对照 组的平均整合时长少了 。由此可见，在较为简单的地形图 中，本文设计的整合系统比两种传统整合系统整合数据更快。地形图 数据整合时间实验实验二是以地形图 为数据系统，通过本文设计的系统和传统的两种系统对地形图 的数据进行整合。为了减小实验误差，进行了十次重复试验来对比 种数据整合系统在整合数据所需时间上的差异。实验数据见表。由表 得出的实验数据可知，在地形图 的整合数据时间上，可以得到实验组的平均时长为 ，对照 组的平均时长为 ，对照 组的平均时长为 。实验组比对照 组的平均整合时长少了 ，比对照 组的平均整合时长少了 。由此可见，在复杂程度为中等的地形图 中，本文设计的整合系统比两种传统整合系统整合数据更快。表 地形图 数据整合时间（单位：）（：）测试组别实验组对照 组对照 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组 地形图 数据整合时间实验实验三是以地形图 为数据系统，通过本文设计的系统和传统的两种系统对地形图 的数据进行整合。与上述实验相同，实验三同样进行了 次重复试验来对比 种数据整合系统在整合数据所需时间上的差异。实验数据见表。表 地形图 数据整合时间（单位：）（：）测试组别实验组对照 组对照 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组第 组 由表 得出的实验数据可知，在地形图 的整合数据时间上，实验组在第 组出现异常情况，技术人员检查后发现，实验组在第 组整合数据过程中，由于网络原因，系统出现了卡顿的情况，并且卡顿时间较长，因此引起了数据异常的现象，所以，在剔除第 组数据后可以得到实验组的平均时长为 ，对照 组的平均时长为，对照 组的平均时长为 。实验组比对照 组的平均整合时长少了 ，比对照 组的平均整合时长少了 。由此可见，在最为复杂的地形图 中，本文设计的整合系统比两种传统整合系统整合数据更快。并且对比实验一和实验二可以发现，地形图越复杂，本文设计的数据整合系统越节省时间。结束语本文基于植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合进行了一个系统设计，通过实验发现本文设计的数据整合系统比传统的数据整合系统整合时间更短，有效地节（下转第 页）第 期蔡淑平：植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合系统后处理的精度有更大的提高。参考文献：基于航空影像和 数据集成处理的城市道路网络自动提取武汉：武汉大学，李明江基于数字地球平台的城市地下空间信息管理与可视化上海：华东师范大学，尹言军，郭礼珍 技术和遥感影像在编制重点文物地图中的应用：以制作武汉大学校园重点文物图为例测绘与空间地理信息，（）：肖炜枝，肖海威，何华贵，等城市影像地图集的内容表达形式浅析测绘与空间地理信息，（）：，戴昌达，雷莉萍 图像的光谱信息特征与最佳波段组合环境遥感，（）：顾明明，黑文艳，李长春，等大区域 影像数据的一体化镶嵌处理方法与研究测绘地理信息，（）：王增军，曾丽红，韦江玲基于遥感影像的北部湾金滩变化研究 测绘与空间地理信息，（）：姜青涛，刘恒泉，戴希贝基于无姿态参数影像数据的融合与发布系统设计与实现科学技术创新，（）：宋秀莲利用 输出不规则影像图测绘技术装备，（）：白冰基于优化改进的图像模糊增强算法研究银川：宁夏大学，王小攀基于图的高光谱遥感数据半监督分类算法研究武汉：中国地质大学，编辑：刘莉鑫（上接第 页）省了植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合的时间。本文由于篇幅的原因，在实验过程中仅测试本文设计的系统和传统系统的整合时间，对于其他方面例如整合数据的范围大小、效用程度尚未展开研究，因此还存在一些不足。在未来植被覆盖度监测的比例尺地形图数据整合上，可以参考本文设计的系统以实现更快速整合数据的目的。参考文献：刘孙发，林志兴 基于虚拟化技术的服务器端数据整合系统设计研究 现代电子技术，（）：范高兴 不动产数据整合系统的设计与实现 中小企业管理与科技（下旬刊），（）：李思谕 新疆 基础地理信息数据库整合升级工程设计与实现 测绘与空间地理信息，（）：赵祎敏 基于数据整合的测绘成果管理系统设计与实现 经纬天地，（）：杨荣荣 计算机软件数据整合虚拟数据库体系研究分析 电子测试，（）：，于延菊 炼化企业 系统数据集成设计与实现网络安全和信息化，（）：梁琴琴，何东林，王振飞，等 三维数字化矿山地质信息整合系统设计及应用 中国金属通报，（）：刘璐 辽宁省森林资源数据整合系统的研制 辽宁林业科技，（）：，冷顺绿，洪涛，郑朝治 林权不动产数据整合系统的设计与实现 湖北农业科学，（）：，刘丹 浅析自然资源数据整合方法 价值工程，（）：编辑：张 曦（上接第 页）品标准等差异，尤其在基础地理信息要素分类与编码、地理信息数据格式等方面的不一致，成为地理信息数据共享与融合的瓶颈。在加快军事测绘成果向战斗力转换的过程中，打破壁垒，建立军地统一的测绘标准，推动军地测绘地理信息的共享，实现深度军民融合是进行地理信息高效服务国防与经济建设的必然要求。参考文献：罗宾逊，赛尔，莫里逊，等地图学原理 南京：测绘出版社，王东华地理数据库驱动的地形图制图表达技术研究及集成应用武汉：武汉大学 王东华，刘建军国家基础地理信息数据库动态更新总体技术测绘学报，（）：叶华斌，高松梅，程志强测绘地理信息数据标准化改造入库探讨江西测绘，（）：彭春晖，郝思宝，杨秋菊基于基础地理信息地形要素数据规范的 自动入库方法研究测绘与空间地理信息，（）：肖强，赵国成 与军用交换格式数据转换的研究与实现海洋测绘，（）：岳志兰基于地理信息本体的语义转换济南：山东大学 党元军，刘小强军民测绘标准融合浅议测绘技术装备，（）：吕玉霞，史曙光，刘平芝，等军民测绘标准融合方法研究测绘标准化，（）：殷小庆，严竞新，罗红斌，等军民基础地理信息要素分类与代码标准融合的探讨测绘标准化，（）：国家测绘局测绘标准化研究所基础地理信息要素分类与代码：北京：中国标准出版社，编辑：张 曦第 期方焕焕：浅析城市遥感影像地图