“数字城市”地理空间数据框架建设研究

“数字城市”地理空间数据框架建设研究

刘芳

刘芳

桐庐县地理信息中心杭州桐庐311500

摘要：随着信息化和科技化进程的不断加快，我国的“数字城市”建设取得了巨大的成果，一方面，数字城市的数量不断增多，以试点城市为中心向全国范围拓展；另一方面，数字城市的建设质量不断提高，尤其是其中的地理空间数据框架模式日趋现代化和科技化。本文首先分析了数字城市地理空间数据框架的主要目标和建设意义，其次重点研究了数字城市地理空间信息数据库的建设方法。

关键词：数字城市；地理空间；数据框架

随着我国经济的快速增长和社会的不断进步，我国的城市建设取得了重大突破和进展，再加上空间信息技术水平的不断提高，对于我们来说，数字城市的建设既是机遇又是挑战。地理空间数据框架是数字城市的最为根本的基础支撑平台，同时也是城市信息化建设以及城市发展的重要平台，进而为公众、企业、政府提供专业的信息咨询服务，促进城市的快速发展。在此背景下，本文重点研究了地理空间数据框架的建设模式和建设方法，以供参考。

一、地理空间数据框架的建设意义

地理空间数据框架是建设信息化、现代化城市的基础，它以地理空间信息数据为支撑，利用计算机网络技术、信息技术以及RS、GPS、GRS等这些先进的技术手段，构建多元化和系统化的数据体系，建立科学合理的信息公众平台，为社会公众、政府决策、城市服务、城市管理提供高效、优质、完善的信息服务[1]。地理空间数据框架的建设意义主要表现为以下几个方面：

第一，有效整合和集成地理信息基础数据以及政治、文化、社会、经济等各个方面的信息，促进信息化城市的快速建设和发展；

第二，为各个示范系统提供定位基准和基础数据，实现信息交流和信息共享，防止信息孤岛的出现，提高地理信息资源的利用率；

第三，在地理空间数据框架的基础之上，形成高效、统一、权威、科学的地理信息公共平台，为社会公众和政府部门提供便捷的地理信息服务，改进信息开发和信息应用模式，加快信息化城市的建设进程。

二、地理空间数据框架的建设内容

数字城市地理空间数据框架的建设内容包含三个部分：地理空间数据信息库、地理空间信息公众服务平台、地理空间数据应用系统。

（一）地理空间数据信息库

首先，利用现有的4D（DRG、DEM、DOM、DLG）数据，采集城市地理信息数据，之后进行数据的更新、转换和处理。其次，建立专业规范的数据管理库，并且要按照比例尺、类型、年代等各个标准将数据进行分类，录入数据管理库。最后，根据国家标准，将基础数据转换为公共产品数据，以供人们使用。

（二）地理空间信息公众服务平台

作为一种特殊的公众服务平台，地理空间信息公共服务平台主要为人们提供信息发布、信息查询、信息统计、信息分析、信息定位等各项功能，此外，还具备服务注册、数据交换、服务调用API接口功能。

（三）地理空间数据应用示范系统

以地理信息公众服务平台为基础，选择公众、管网、应急等各类设施进行示范应用，建立综合管网、应急指挥、旅游示范应用等各类系统，为城市居民提供更加人性化、科学化的信息服务。

三、地理空间数据框架的建设方法

（一）地理空间信息数据库的建设

1.采集数据

在建设系统的数据库之前，需要采集相关的地理空间数据。由于各个城市所拥有的地理空间数据信息时效性不够强，因此，有必要对这些数据进行更新和修测。在修测过程中，要严格遵照国家地理信息局的相关标准和要求，充分利用实地测绘、机载雷达、遥感影像、航空摄像等各种方式进行数据的采集、完善与更新。

2.整理数据

在整理数据时，要进行数据检查和检测，提高数据准确性和科学性。

（1）DLG数据

DLG数据的检查主要从要素实体和整体质量两个角度来进行。具体来讲，DLG数据的整体质量检查主要包括数据层命名是否规范、数据属性和数据图件是否完整、要素层属性是否完整、要素层顺序是否准确、对应图幅的数据范围是否正确、数据层要素是否存在多余或遗漏现象；DLG数据的要素实体检查主要包括属性项中的属性内容和属性编码是否正确、属性项的内容是否正确、拓扑关系是否一致、点线面拓扑以及点线面两者之间是否一致。在DLG数据的检查过程中，要选用高质量的数据检查软件，并且要合理利用计算算法和数学模型，并标明逻辑关系错误的数据要素，还要及时处理。

（2）DOM数据

DOM数据的检查主要从图面质量、像点平面精度、像点数学基础这三个角度来进行。首先，数学基础的检查主要包括影响行列数、角点坐标、影响分辨率、影响空间坐标等各个信息；其次，在像点平面精度的检查过程中，可以通过叠加数字线划数据和选取检查点的方法来进行，从线划图的匹配度和检查点的精度两个角度来衡量整幅图的精度。在确定检查点时，要仔细参照图幅所在地的地形状况，还要保证检查点选择的均匀性，通常数量不能少于25个，可以根据地形的复杂程度适当予以增减。最后，图面质量检查主要包括影像的纹理、色调、分辨率、清晰度等。

（3）DEM数据

DEM数据的主要检查内容包括高程异常、高程数据的完整度、数学基础、网格间距等各个方面。在检查过程中，要综合交替使用人机检查和程序检查两种方法，不过要以后者为主。

3.建立数据库

在检测完DEM、DOM、DLG等各种地理空间信息数据后，要建立数据库，包括三维模型数据库、地名数据库、DLG数据库、DOM数据库、DEM数据库、基础控制数据库、元数据库共同组成的基础地理信息数据库。

（1）元数据库

主要包含版本、数据格式、空间参考等各项来源信息，用以说明数据状况、内容、质量以及其他方面的信息。

（2）地理控制数据库：包括点之记和控制点属性。

（3）DEM数据库：高程模型数据。

（4）DOM数据库：正射影响数据。

（5）DLG数据库：主要包括政区、境界、交通、水系、居民地等各项矢量数据。

（6）地名数据库：各级行政区域的兴趣点名和标志物名、门（楼）址、小区名、街巷名等的属性、位置及名称。

（7）三维模型数据库：涵盖100平方公里范围的绿地、水系及设施、交通及设施、建筑物和其它地物的属性、纹理、几何信息。

4.管理数据

数据管理包括以下四个部分：第一，数据编辑处理，包含数据提取、数据转换、数据接边、属性数据编辑和空间数据编辑等；第二，数据的查询与分析，包含显示控制、缓冲分析、叠加分析、空间量算、查询统计等；第三，数据的输入与输出；第四，数据维护，包括元数据维护、符号配置管理、空间索引、数据字典管理等；第五，数据安全管理，包括日志管理、数据备份管理、用户管理等。

（二）安装部署与试运行

安装部署与试运行是数字城市地理空间数据系统中最重要的一个环节[2]。根据建设单位的硬件设备和机房情况，主要有两种安装方法。其一，托管式。将业务信息系统和地理空间信息数据库托管在市信息中心的机房服务器上，这种安装方式适用于机房设备系统运行不够完善的单位[3]；其二，分布式。将业务信息系统和地理空间信息数据库直接部署在所建设的单位机房的服务器上，这种安装方式适用于机房设备系统运行比较完善的单位。

结语：

数字城市是未来城市建设中的主流方向，作为数字城市建设的核心环节，地理空间数据空间框架的建设尤为重要。在地理空间数据框架的建设中，地理空间信息数据的采集、整理、建库、管理等这几项工作非常关键，数据库系统的完善与否将直接影响整个数字城市地理框架模式的好坏。因此，在实际的数字城市建设中，应高度重视数据库的建立以及完善，进而保证数字城市的建设质量和建设水平。

参考文献：

[1]潘宝玉,张志进,陈杨等.数字沂水地理空间框架建设与应用[J].测绘通报,2013,(11):98-100,105.

[2]谭耀华.地理空间数据在数字城市中的应用[J].测绘与空间地理信息,2012,(2):112-113,117.

[3]董畅.数字城市基础地理信息数据处理[J].安徽地质,2011,(3):237-238,227.