城市基礎地理空間框架平臺建設研究

1、第31卷第1期2008年2月測繪與空間地理信息GEOMA TICS &SPA T I AL I N FORMA TI ON TECHNOLOGYVol .31,No .1Feb .,2008收稿日期:2007-09-10基金項目:黑龍江測繪局測繪科技發(fā)展基金項目(200616資助作者簡介:王軍(1979-,男,山東蒙陰人,學士,主要從事GI S,W ebGIS 軟件以及空間數(shù)據(jù)庫開發(fā)與應用研究,參與實施了省級地理信息分發(fā)服務、共享以及863數(shù)字哈爾濱LBS 產(chǎn)業(yè)化示范、城市基礎地理空間框架工程等一系列重大課題。城市基礎地理空間框架平臺建設研究王軍,鄧開艷,戴建祥(國家測繪局黑龍江基礎地理信息中

2、心,黑龍江哈爾濱150086摘要:城市基礎地理空間框架是城市空間信息基礎設施的重要組成,是國民經(jīng)濟和社會信息化的基礎支撐平臺,而城市基礎地理空間框架平臺的建設目前還沒有固定模式。本文敘述了空間框架的概念,對其建設的目標、意義、工作內容和技術架構進行了初步研究,并概述了關鍵技術的相關內容。關鍵詞:城市基礎地理空間框架;基礎地理空間信息;基礎設施;元數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)共享與交換中圖分類號:P208文獻標識碼:A 文章編號:1672-5867(200801-0035-04Study on the Constructi on of Urban Fundament alGeospati a l Framewor

3、k Pl atfor mWANG Jun,DE NG Kai -yan,DA I J ian -xiang(He ilongji a ng Geo ma ti cs Cen ter of SBS M ,Harb i n 150086,Ch i n aAbstract:U rban funda mental geos patial frame work is not only the i m portant compositi on of urban infor mati on infrastructure,but als o the funda mental support p latfor

4、m of the nati onal econom ical and s ocial infor matizati on .However,its constructi on is out of fixed mode .This paper intr oduced the concep t of s patial fra mework,p ri m ary studied the objective,significant,working content and technical compo 2siti on of the constructi on,and su mmarized the

5、relevant contents of the key techniques .Key words:urban funda mental geos patial fra me work;funda mental geos patial infor mati on;infrastructure;metadata;data sharing and ex 2changing0引言城市是國家區(qū)域經(jīng)濟、政治和文化中心,在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中起著主導和帶動的重大作用,國家已把實施城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略作為“十一五”期間推動我國國民經(jīng)濟和城市發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務之一。城市基礎地理空間框架是國家空間信息基礎設施的重要組成

6、,是國民經(jīng)濟和社會信息化的基礎支撐平臺。測繪部門與國務院信息辦聯(lián)合印發(fā)的關于數(shù)字中國地理空間框架建設與應用服務指導意見中明確提出了“十一五”的建設目標,建設數(shù)字中國地理空間框架已經(jīng)列為“十一五”時期測繪工作者肩負的重要使命;并制定出臺了開展數(shù)字城市地理空間框架建設工作的意見,在德陽、潛江、齊齊哈爾、煙臺、西安、威海、嘉興7個城市開展了數(shù)字城市地理空間框架建設試點?，F(xiàn)階段,城市基礎地理空間框架建設已經(jīng)取得了明顯的進展,基礎地理信息資源也不斷豐富,空間數(shù)據(jù)已經(jīng)開始發(fā)揮其獨特的作用,但由于空間信息的采集周期長、部分數(shù)據(jù)陳舊、信息數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)格式多樣等問題,加大了空間信息與其他專業(yè)信息聯(lián)合應用的難度

7、,使得空間信息的很多作用沒有得到充分的體現(xiàn),城市空間數(shù)據(jù)基礎設施建設目前還沒有固定的模式。進行城市基礎地理數(shù)據(jù)設施建設的研究,就是為了在現(xiàn)階段的條件下,找出一種高效、實用的方法,提高建設空間數(shù)據(jù)基礎設施的建立過程、管理方式、應用強度及與其他專業(yè)信息的融合。1城市基礎地理空間框架平臺的建設目標與意義1.1建設目標城市基礎地理空間框架平臺為城市建設和發(fā)展提供標準規(guī)范的、便于空間數(shù)據(jù)共享與交換以及信息集成應用的服務平臺,避免重復建設,使政府各部門及各行各業(yè)共享空間數(shù)據(jù),促進城市建設及其可持續(xù)發(fā)展。城市基礎地理空間框架平臺目標是建立一個以數(shù)字化的基礎測繪資料為主要內容、以基礎地理空間框架數(shù)據(jù)為核心,以

8、完善的地理空間框架數(shù)據(jù)管理體系和服務體系為主要結構的面向政府、公眾和行業(yè)用戶的、開放式的信息服務平臺。使其成為城市自然、社會、經(jīng)濟的空間信息載體和城市各行業(yè)基礎的空間信息基礎設施,為城市規(guī)劃、建設、管理與決策及社會各行業(yè)提供完善、優(yōu)質和高效的地理空間數(shù)據(jù)服務;為城市的信息化建設、特別是為與地理信息相關的綜合應用提供良好的基礎和支持。1.2建設意義1城市基礎地理空間框架平臺是城市地理共享平臺建設的核心和基礎,將為城市的發(fā)展奠定良好的地理空間基礎,為城市創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點提供有力保障。2城市基礎地理空間框架平臺建設可以促進地理數(shù)據(jù)的共享和廣泛應用,提高政府主導的地理信息資源的社會效益和經(jīng)濟效益。3

9、城市基礎地理空間框架平臺數(shù)據(jù)體系的建立,將為城市建立電子政務、電子商務、社會保障等信息系統(tǒng)及信息化應用提供有力的基礎保障,將有力地促進城市發(fā)展,推動信息化的進步。4城市基礎地理空間框架平臺的建設,將逐漸轉變測繪職能部門為政府、社會提供地理信息的分發(fā)與應用服務模式。2城市基礎地理空間框架平臺的建設內容城市基礎地理空間框架平臺主要有4部分內容組成:1城市空間信息應用標準體系;2城市基礎地理空間框架數(shù)據(jù)標準體系;3城市基礎地理空間框架系統(tǒng);4管理保障體系。其中,基礎地理空間框架數(shù)據(jù)體系是城市地理空間框架的核心,也是國家自然資源和地理空間基礎信息庫的主要建設內容。建設城市基礎地理空間框架,必須堅持應用

10、服務是宗旨,分建共享是關鍵,基礎設施是支撐,政策法規(guī)標準是保障的原則。2.1城市基礎地理空間框架數(shù)據(jù)標準體系基礎地理空間框架數(shù)據(jù)標準體系建設是城市地理空間框架建設的核心內容,其內容包括地理空間數(shù)據(jù)基準和空間框架數(shù)據(jù)庫的建設。2.2城市空間信息應用標準體系城市基礎地理空間框架平臺的建設是一個復雜的系統(tǒng)工程,其數(shù)據(jù)來源也非常廣泛,數(shù)據(jù)種類多,數(shù)據(jù)量大,并且需要相互兼容與溝通,必須建立統(tǒng)一的標準化體系,實現(xiàn)信息資源的共享利用。標準體系的內容包括元數(shù)據(jù)標準;空間框架數(shù)據(jù)內容標準(包括數(shù)據(jù)分層方案,數(shù)據(jù)文件命名規(guī)則;空間框架數(shù)據(jù)編碼規(guī)則標準(包括圖形數(shù)據(jù)的分類與編碼,屬性數(shù)據(jù)編碼體系;空間框架數(shù)據(jù)轉換標

11、準(包括信息共享機制,數(shù)據(jù)模型;地理定位參照系統(tǒng);技術流程和質量控制標準;基礎標準和框架平臺功能標準(包括地理信息可視化符號描述規(guī)范及基礎地理信息符號標準等數(shù)據(jù)標準、技術標準和應用標準。2.3城市基礎地理空間框架系統(tǒng)城市基礎地理空間框架系統(tǒng)是框架平臺的重要組成部分,實現(xiàn)空間框架數(shù)據(jù)的管理、維護以及地理空間數(shù)據(jù)信息分發(fā)與地理空間數(shù)據(jù)共享應用服務。2.4管理保障體系建立管理保障體系,為城市基礎地理空間框架平臺建設提供技術支撐、數(shù)據(jù)更新維護以及協(xié)調管理等,管理保障體系包括協(xié)調管理機構、技術支持部門、生產(chǎn)部門和服務機構等。3城市基礎地理空間框架數(shù)據(jù)庫建設3.1城市地理空間數(shù)據(jù)基準城市空間數(shù)據(jù)服務在城市

12、領域具有良好的前景,為滿足不同行業(yè)的應用需求,必須將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)逐步統(tǒng)一到目前國家統(tǒng)一平面基準和高程基準上(或建立相應的動態(tài)地理轉換參照系,為數(shù)據(jù)共享服務奠定基礎。地理空間數(shù)據(jù)基準包括面坐標系統(tǒng)、高程基準、重力基準、參考橢球模型和地圖投影系統(tǒng)等的建設。3.2地理空間框架數(shù)據(jù)庫建設1數(shù)據(jù)內容基礎地理空間數(shù)據(jù)包括數(shù)字線劃矢量框架庫(DLG 庫、數(shù)字正射影像框架庫(DOM庫、數(shù)字高程模型框架庫(DE M庫、地名數(shù)據(jù)庫、暈渲圖數(shù)據(jù)庫、城市專題數(shù)據(jù)庫、元數(shù)據(jù)庫(如圖1所示。2數(shù)據(jù)模型城市基礎地理空間框架數(shù)據(jù)庫體系具有自身的擴展機制,可采用S DE技術提供的GeoDatabase模型組織復雜的數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)

13、采用:分庫-子庫-邏輯圖層-物理圖層;柵格數(shù)據(jù)采用:分庫-子庫-柵格圖層物理結構存儲數(shù)據(jù)(如圖2所示。4城市基礎地理空間框架系統(tǒng)的功能與結構城市基礎地理空間框架系統(tǒng)是基于基礎空間數(shù)據(jù)庫的管理和應用系統(tǒng),實現(xiàn)對地理空間框架數(shù)據(jù)庫進行信息的管理、檢索、查詢、分析和應用。主要負責對空間數(shù)據(jù)進行更新、維護、日常管理工作以及空間數(shù)據(jù)發(fā)布、共享與交換服務,為城市行業(yè)應用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的可視化的多數(shù)據(jù)源、多尺度、多分辨率、多形式的基礎地理信息服務的城市基礎地理空間框架服務平臺。63測繪與空間地理信息2008年圖1框架數(shù)據(jù)內容F i g.1The da t a con ten ts of fram ework圖

14、2框架數(shù)據(jù)模型F i g.2The da t a m odel of fram ework4.1技術架構1開發(fā)模式系統(tǒng)可參照微軟W indowsDNA3層結構設計和實現(xiàn),從大的方面講,系統(tǒng)可分為表現(xiàn)層、業(yè)務層和數(shù)據(jù)層。2軟件環(huán)境配置關系型數(shù)據(jù)庫-O racle10G:具有最佳性能的企業(yè)級數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng);空間數(shù)據(jù)引擎-A rcS DE9.X:目前最穩(wěn)定成熟的空間數(shù)據(jù)引擎產(chǎn)品;GI S應用開發(fā)平臺-A rcGI S Engine9.X:強大的空間數(shù)據(jù)應用的企業(yè)級產(chǎn)品。4.2體系結構因系統(tǒng)工程龐大,數(shù)據(jù)種類多樣,數(shù)量大,因此需要設置合理的體系結構,如圖3所示。4.3功能框架城市基礎地理空間框架系統(tǒng)功

15、能可劃分為以下幾個部分:數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)監(jiān)理入庫、數(shù)據(jù)擴展、數(shù)據(jù)庫版本管理、數(shù)據(jù)安全管理、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)應用、制圖輸出、分發(fā)服務和數(shù)據(jù)共享應用(如圖4所示。5關鍵技術1城市基礎地理空間框架數(shù)據(jù)標準參照相關標準,在細致調研基礎上,確立城市基礎地理空間框架數(shù)據(jù)標準。標準的主要技術內容概括為:城市基礎地理空間框架數(shù)據(jù)標準;地理定位參照系統(tǒng);地理空間框架數(shù)據(jù)的質量;數(shù)據(jù)管理模型;信息共享標準與機制;框架平臺功能標準。2空間數(shù)據(jù)互操作與共享技術研究城市是一個巨大的、多成份、多層次、多功能的開放式系統(tǒng),為保證不同部門之間的信息溝通和共享,必須研究不同GI S環(huán)境下的空間數(shù)據(jù)互操作與共享技術,基于

16、開放地理信息系統(tǒng)的互操作方法,在空間數(shù)據(jù)交換平臺上,實現(xiàn)各個行業(yè)間地理空間數(shù)據(jù)資源的共享和互操作。3采用元數(shù)據(jù)驅動的分布式空間數(shù)據(jù)管理模式由于空間數(shù)據(jù)量龐大,通常一臺服務器集中管理,在數(shù)據(jù)的處理和傳輸速度方面會受到影響,這樣可以將空間數(shù)據(jù)庫存放在多臺服務器上,這些服務器也可能覆蓋不同的地域。為了管理的需要,在空間數(shù)據(jù)庫的建立過程中可能需要按照地區(qū)分為不同的空間數(shù)據(jù)庫管理;同時,不同區(qū)域的用戶有可能互相訪問其他地區(qū)的數(shù)據(jù),這種分散的數(shù)據(jù)庫方式,需要一種有效的管理方式。4地理信息建設模式研究73第1期王軍等:城市基礎地理空間框架平臺建設研究 圖3框架系統(tǒng)體系結構F i g .3The struct

17、ure of fram ework system 圖4框架系統(tǒng)功能框架F i g .4The functi on s of fram ework syste m真實有效的地理數(shù)據(jù)是平臺應用的基礎,需要對地理信息建設模式進行深入探討,實現(xiàn)地理信息的集中維護到“系統(tǒng)分建共享、信息各自維護、數(shù)據(jù)分布存放”的應用模式,以提高地理信息分發(fā)與應用服務的水平。6結束語信息技術的發(fā)展使測繪發(fā)生了深刻的變化,城市基礎地理空間框架平臺的建設也勢必將更深遠地影響城市發(fā)展與測繪服務模式的轉變。因此我們應該積極轉變思想觀念,樹立新的城市地理信息價值體系,建立完備的城市基礎地理空間框架數(shù)據(jù)體系與完善的數(shù)據(jù)更新管理機制和手

18、段,不斷擴充與完善基礎地理空間框架數(shù)據(jù)內容,逐步形成新的城市框架數(shù)據(jù)分發(fā)與應用體系。在框架平臺(下轉第42頁writeEnvel ope Buffer X ML(寫一個A rcX ML的請求來用封裝實現(xiàn)一次緩沖4專題地圖的輸出工具條上的“打印”按鈕主要幫助規(guī)劃工作人員完成專題地圖的輸出功能。此按鈕可以輸出當前視圖內的地圖和圖例等信息,通過圖層控制和工具條上其他一些操作處理后可實現(xiàn)專題地圖的輸出。2.3創(chuàng)新點1圖文一體化的規(guī)劃網(wǎng)站本系統(tǒng)結合了一般電子地圖網(wǎng)站的功能,將城市規(guī)劃的地圖空間信息和屬性信息都發(fā)布于網(wǎng)上,不論工作人員還是普通用戶都可以很方便的查詢或者操作地圖,使用戶可以更直觀地掌握規(guī)劃信

19、息。2注重公眾參與的數(shù)字城市規(guī)劃系統(tǒng)除了具備W ebGI S的特點,系統(tǒng)還重點突出了將當前數(shù)字城市規(guī)劃網(wǎng)站的包括公眾參與、政務公開等核心任務,并從大力公開規(guī)劃法律法規(guī)、理論期刊、重要會議講話的方向上致力提高參與規(guī)劃的公眾素質,從而提高公眾參與的質量。3網(wǎng)上辦理業(yè)務系統(tǒng)開通了網(wǎng)上的業(yè)務辦理功能,可以在線下載、上傳各種表格,實現(xiàn)電子報件,查看辦事流程,提高了受審單位和規(guī)劃局的工作效率。3結束語由于GI S的空間性和現(xiàn)實性,它很自然地被應用到城市科學中。順應創(chuàng)建數(shù)字地球的趨勢,將W ebGI S應用到解決數(shù)字城市規(guī)劃的新需求上,真正利用到了W ebGI S在數(shù)據(jù)上的各種優(yōu)勢。GI S發(fā)展到現(xiàn)階段已經(jīng)

20、達到了一定的高度,那么要增強和深入GI S在科學界的地位和GI S在社會中的作用,還是應該注重開拓GI S的應用前景。而GI S在經(jīng)歷了核心式、集中式和分布式等發(fā)展階段后,網(wǎng)絡GI S雖然已經(jīng)被業(yè)內人士公認為GI S的必然發(fā)展方向,但是目前在應用上還僅僅局限在網(wǎng)絡電子地圖上。本模型系統(tǒng)就是將W eb2 GI S的應用擴大到城市規(guī)劃領域,拋磚引玉地將W ebGI S 的應用思路拓展開來。參考文獻:1劉南,劉仁義.W ebGI S原理及其應用M.北京:科學出版社,2002.2孫毅中,周晟.城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)M.北京:科學出版社,2004.3高軍,劉文新,吳東梅.數(shù)字城市規(guī)劃體系理論與實踐J.規(guī)劃師論壇,2006,(10.編輯:張興儒(上接第34頁G B/T17944-2000,采用計算機軟件計算。4每點觀測完后,記錄員要重新調整儀器讀一個完整讀數(shù)進行核對,確認讀數(shù)無誤后方可離開測點。固體潮計算時,所用經(jīng)、緯度值采用外業(yè)手持