天津市陆海地理信息要素分类映射与编码方法

周丽珠，周奎，雷雨

(天津市测绘院，天津 300381)



天津市陆海地理信息要素分类映射与编码方法

周丽珠*，周奎，雷雨

(天津市测绘院，天津 300381)

介绍了陆海地理信息数据融合的重要性，分析了天津市陆海地理信息要素分类分级体系的差异、编码方式的差异以及产生这些语义差异的原因，通过要素分类映射的方法建立地形图和电子海图要素类别之间的对应关系，形成天津市陆海地理信息数据统一的分类分级体系，并统一要素编码，实现天津市陆海地理信息数据的语义融合。

地理信息数据；语义融合；分类映射；编码

1 引 言

21世纪是我国海洋经济进入到高速发展的战略机遇期，沿海与内陆经济联系日益密切，我国沿海省市纷纷选择了陆海一体化的发展道路。陆海地理信息数据一体化管理可以为陆海一体化的实现提供必需的空间定位基础和地理信息，而陆海地理信息数据一体化管理中最为关键的一个问题就是实现陆海地理信息数据的融合。

天津市陆海一体化地理信息融合与管理技术的研究是通过对不同数据来源、不同数据精度和不同数据模型的陆、海地理信息数据进行融合，在最大限度上实现不同陆、海数据源的完全转换，进一步扩大现有数据的应用范围，提高数据重复使用率，增进陆海各部门之间的合作。

数据融合主要包括数据基准的统一、语义融合和空间特征融合。本文主要是介绍语义融合，构建陆海要素类别映射及统一分类，形成统一的陆海地理信息要素编码。

2 语义融合

2.1 概念

语义是指地理要素的本质，是对地理要素的定性描述，主要是指陆、海地理要素的分类分级体系、编码及其属性。陆海地理信息数据语义融合是指根据地理要素本身的定义及属性，通过制定统一的要素分类规范、编码规范、属性融合方案等，解决语义冲突、得到统一分类分级标准以及统一属性结构下的陆海一体化的地理信息数据。

2.2 策略

天津市陆地测绘和海洋测绘由不同的部门分管，因满足用户需求不同以及采用的数据标准、规范不同，使得天津市陆海数据在表达内容、要素的定义、分类分级体系、编码方式、属性表结构等多个方面存在区别，又因为地理要素本身存在不确定性和模糊性，而人类认知事物的能力是有限，因此即使是同类地理要素的同一个属性的属性值也可能存在差异，因此需要进行语义融合。陆海语义融合实施策略如图1所示。

图1 陆海地理信息数据语义融合实施策略

2.3 步骤

(1)整理并分析比对天津市陆海地理信息数据现有规范。对陆海地理信息数据进行语义融合，必须充分掌握陆海地理信息数据的特点，归纳整理出地形图和电子海图各自采用的分类分级规范、编码方式以及属性特点，比较陆海二者的差异，明确语义冲突。

(2)确定语义融合方案。对现有的语义融合方法进行研究和比较，根据天津市地形图和电子海图的数据特点，选择合适的语义融合方案。

(3)天津市陆海地理信息要素类别映射与统一分类编码。在掌握天津市陆海地理信息数据资源的基础上，进行陆海地理要素的统一分类与编码，通过对陆海要素进行类别映射，构建陆海统一的要素分类分级体系和编码规则。将陆海多源地理要素统一在同一个语义框下。

(4)天津市陆海地理信息要素属性融合。属性是对地理要素本身的具体描述，地形图和电子海图由于运用目的、行业规范的差异等原因，属性表存在较大区别，总结分析已有的属性融合方法，针对天津市地形图和电子海图的属性结构特征，进行要素属性融合，得到统一且信息量更为丰富的属性表。

3 地形图与电子海图类别映射构建方法

3.1 构建规则

天津市地形图数据主要依据天津市地方标准《天津市基础地理信息要素数据字典》的要素分类与代码。要素分类主要采用线分类法，分为大类、中类、小类、子类和细分类；在细分类的基础上按照符号、信息细分成符号信息类。电子海图数据主要依据《IHO S-57数字化海道测量数据传输标准》，将电子海图所表现的内容分为160个地理物标。要形成二者统一的分类分级体系，就需要构建地形图与电子海图要素的类别映射。由于地形图要素分类分级体系包含的要素类别更多、分类更细、更易扩展，所以主要采用以地形图为准，电子海图类别向地形图映射的方法。构建规则如图2所示。

图2 陆海地理信息数据要素分类映射关系构建规则

3.2 具体描述

(1)地形要素分为大类、中类、小类、子类、细分类和符号信息类。由于细分类类别粒度太小、符号信息类包含的是符号信息，所以映射关系不考虑这两个类别。将电子海图地理物标与地形图类别建立映射关系时先从要素子类开始比对，若地形图要素分类表中存在要素定义相同或相似的地理物标，则建立映射关系，否则继续比对小类、中类、大类以此类推。例如S57中地理物标铁路(RAILWY)经过逐级比对后最终与地形要素分类表中的中类铁路建立映射关系。

(2)当电子海图具有的地理物标无法直接对应到地形图要素分类表中时，根据S57海洋地理物标的定义在大类、中类、小类、子类中选择一个合适位置，添加新的要素类，要求能与同级别的类有并列关系，并能够归并到上一级别的类中，比如S57中地理物标救助站(RSCSTA)是地形图要素分类表中所不具备的类别，因此建立新的要素子类救助站，并且归并到要素小类文教卫生中。

(3)当同一地理物标配合不同的属性值才能映射到不同的类时，将物标与属性统一起来，使用“地理物标+属性”进行映射和分类。S57中部分海洋地理物标属性表存在CATEGORY(种类)或FUNCTION(功能)等属性，能用于确定物标所属的类别，当“地理物标+属性”根据定义仍能归纳到同一类中时，不使用属性，直接用地理物标本身进行语义融合，如海洋地理物标海岸线(COALNE)具有属性海岸线类(CATCOA)，但其属性值都可归纳到海岸线这一类中，所以仍以海岸线本身为对象进行语义融合；当同一地理物标配合不同的属性值根据定义能映射到不同的类时，将地理物标与属性统一起来，使用“地理物标+属性”进行映射和分类，方法和(1)～(2)中相同，如海洋地理物标陆标(LNDMRK)具有属性陆标类(CATLMK)，陆标类中的属性值可映射到地形图要素分类表中的不同类中去，因此采用形如“陆标+CATLMK9纪念碑”的形式进行映射。

(4)电子海图地理物标添加到地形图要素分类表中时不得破坏其原有的类别和顺序，即新增的类别都要从对应级别原有类别的最后开始增加。

根据以上规则，即可完成电子海图地理物标到地形图要素类别的映射工作，形成天津市陆海地理信息要素统一分类标准，为天津市陆海地理信息要素统一的编码提供技术支持，为陆海一体化数据的融合打下基础。

4 陆海地理信息要素编码方法

天津市地形图要素编码依据地方标准《天津市基础地理信息要素数据字典》，采用“主编码”加“附编码”的编码方案，统一采用10位进制数字码描述，结构如图3所示：

图3 天津市地形图要素编码

电子海图数据依据《IHO S-57数字化海道测量数据传输标准》，160个海洋地理物标是根据其首写字母的顺序加以排列，并按顺序赋予每个物标的代码，从1～160。

天津市陆海融合数据编码方式要能够同时包含陆、海原有的代码信息，并能反映出新的陆海地理信息统一分类的结构。天津市陆海地理信息要素统一的编码由13位组成，如图4所示。

图4 天津市陆海地理信息要素统一编码

地形图要素分类中包含的，且未与海图地理物标建立映射关系的要素，前10位码与地形图要素编码保持一致，后3位码皆用“0”补足；地形图要素分类中包含的，且与海图地理物标建立映射关系的要素，前10位码与地形图要素编码保持一致，后3位记录与之建立映射关系的海图地理物标的顺序码；地形图要素分类中未包含的，新增海图地理要素，前10位码参照地形图要素分类方法进行扩充编制，后3位记录海图地理物标顺序码。海图地理物标的顺序码不足3位的，用0补齐。

根据以上原则建立的天津市陆海地理信息要素编码反映了陆海统一的分类分级体系，通过后3位代码信息，用户可以获悉融合后的数据原始来源。

5 结 论

天津市陆海地理信息数据的语义融合关键在于通过语义映射寻找定义相同或相近的陆海地理要素类别，将其归为一类要素。将海图地理物标类别根据属性进行拆分、重组等，映射到地形图分类分级体系中去，形成统一的天津陆海地理信息要素分类分级体系。在统一的分类分级体系上，建立了统一的13位编码，通过后3位代码信息，用户可以获悉融合后的数据原始来源。

天津市陆海地理信息数据要素分类与代码是针对天津市陆海一体化项目制定的，可以为其他沿海城市的陆海数据融合提供一定的借鉴作用，但由于地区的不同，地理要素的类别不同，在个别类别对应关系的处理中可能存在偏差，还需在具体的实践应用中得以完善。

[1] GB/T 13923-2006. 基础地理信息要素分类与代码[S].

[2] IH0 S-57. 数字海道测量数据传输标准[S].

[3] GB 12319-1998. 中国海图图式[S].

[4] DB12/T 473-2012. 天津市基础地理信息要素数据字典第1部分：1：500 1：2000基础地理信息要素数据字典[S].

[5] DB12/T 538-2014. 天津市基础地理信息要素数据字典第2部分：1：10000基础地理信息要素数据字典[S].

[6] 郭黎. 空间矢量数据融合问题的研究[D]. 郑州：信息工程大学，2003.

[7] 朱蕊. 多源空间矢量数据一致性处理技术研究[D]. 郑州：信息工程大学，2012.

[8] 唐文静. 海陆地理空间矢量数据融合技术研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工程大学，2009.

[9] 白亭颖. 陆海地理信息数据融合关键技术研究[J]. 测绘通报，2015，7(4)：99～102.

Tianjin Land-Sea Geographic Information Elements Classification Mapping and Encoding Method

Zhou Lizhu，Zhou Kui，Lei Yu

(Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China)

Land-Sea geographic information data fusion is important. Analysis the differences in Tianjin land and sea elements of geographic information classification and grading system，coding and causes of these semantic differences，through the mapping element classification method establish topographic maps and electronic chart elements between the categories of the relationship，the formation of Tianjin Land-Sea geographic information data unification of classification and grading system，and unifying element code，the realization of semantic fusion of Land-Sea geographic information data of Tianjin city.

geographic information data；semantic fusion；classification and mapping；coding

1672-8262(2016)05-40-03

P208.1

B

2016—06—06

周丽珠(1971—)，女，硕士，正高职高级工程师，主要从事地理信息数据处理和数据标准编写等工作。

国家测绘地理信息局2014年度测绘地理信息公益性行业科研专项项目(201412012)