地理國情監(jiān)測下的城市地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)研究

盤貽峰

摘 要：目前地理國情監(jiān)測的主要工作就是對城市地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，這是一項長期持續(xù)的覆蓋全國的工作，且過程中需要建立獲取大量的像控點。要實現(xiàn)統(tǒng)一管理像控點的入庫，得到像控點資源在不同區(qū)域空間和不同時間隨時共享，節(jié)約人力物力資源，就必須建設(shè)像控點管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。

關(guān)鍵詞：地理國情監(jiān)測；像控點；城市地理信息數(shù)據(jù)庫

國家城市地理信息作為國家經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)性資源和戰(zhàn)略性資源，對國家社會的經(jīng)濟發(fā)展、國防建設(shè)和人民生活意義非凡。我國近年來的地理測繪工作已經(jīng)由服務(wù)于國家重大工程、重大戰(zhàn)略逐漸向建設(shè)國家信息化轉(zhuǎn)移。目前的地理監(jiān)測資源和服務(wù)特點已經(jīng)逐漸不能滿足社會各界的逐漸增長的管理業(yè)務(wù)需求?；谝陨暇C合因素，國家地理測繪積極響應(yīng)政府和社會各界的需求，從而開展地理國情監(jiān)測，以求順應(yīng)社會發(fā)展、拓展業(yè)務(wù)服務(wù)、提高業(yè)務(wù)水平的服務(wù)戰(zhàn)略，最終滿足甚至超過服務(wù)社會、民生的各項需求。

1像控點數(shù)據(jù)庫

1.1 設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

試驗區(qū)對采集的像控點數(shù)據(jù)及時分析，其具體數(shù)據(jù)根據(jù)不同內(nèi)容可劃分為空間坐標、概略、影像和像控點選取四類信息數(shù)據(jù)?？臻g坐標信息數(shù)據(jù)主要包括平面和大地坐標信息，以及例如經(jīng)緯度、東坐標、北坐標等相關(guān)的基礎(chǔ)信息。概略信息數(shù)據(jù)主要包括類型、展點圖和采集設(shè)備等基礎(chǔ)相關(guān)輔助信息。影響信息數(shù)據(jù)主要包括左右影像以及抓獲其左右影像的時間、色彩和分辨率等相關(guān)信息。像控點信息數(shù)據(jù)主要包括采集像控點人員的基本信息以及采集地點及詳細說明、采集時間等信息。

1.2 設(shè)計物理儲存

像控點相關(guān)數(shù)據(jù)可以根據(jù)它們的儲存方式來進行分類，主要可分為圖形、文件和屬性數(shù)據(jù)三大類。圖形數(shù)據(jù)主要包括經(jīng)緯度信息，并且這部分信息不但被記錄在屬性表，而且另外還以空間數(shù)據(jù)的格式進行備份儲存，以便展現(xiàn)更加形象可觀的像控點位置信息。文件數(shù)據(jù)主要包括照片、視頻和展點圖等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通常以文件格式進行儲存，并且通過一定的路徑平臺與屬性數(shù)據(jù)實行關(guān)聯(lián)。屬性數(shù)據(jù)主要包括空間坐標、概略信息、像控點選取等信息數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通常以屬性表進行儲存，并且通過一定的路徑平臺與文件數(shù)據(jù)實行關(guān)聯(lián)。

2 像控點數(shù)據(jù)管理

輸入輸出像控點數(shù)據(jù)和及時糾正高分辨率影像等服務(wù)是像控點數(shù)據(jù)庫管理的主要服務(wù)對象，主要用戶包括項目管理者、像控點采集員等。

像控點數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)計和管理需求、系統(tǒng)功能量中分類方式進行分類。按照數(shù)據(jù)庫設(shè)計和管理需求，可分為文件數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫兩大部分；按照功能劃分，可分為數(shù)據(jù)的輸出、查詢、輸入和瀏覽四個功能，同時增加了第五個功能即數(shù)據(jù)檢查功能，以至于確保數(shù)據(jù)的完整與準確。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

針對操作系統(tǒng)的實現(xiàn)，由于操作人員包括項目管理者、像控點采集人員、高分辨率影響糾正作業(yè)員等，他們的相關(guān)技術(shù)水平的熟練程度參差不齊，因此對操作系統(tǒng)要求操作簡單明了、步驟簡單。系統(tǒng)操作界面以大家最為熟悉的Arc-Map界面為主，如圖2所示。

3 城市地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

為更好服務(wù)于政府對社會的宏觀管理和重點規(guī)劃決策，我國地理國情監(jiān)測主要工作分三步走（圖3所示）。

首先，建設(shè)城市地理信息數(shù)據(jù)庫。主要內(nèi)容包括有對基礎(chǔ)和具專題性質(zhì)的兩種地理基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的建設(shè)。其次，基于數(shù)據(jù)庫建立共享信息平臺，通過改變傳統(tǒng)服務(wù)方式，及從傳統(tǒng)的拷貝硬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變提升為提供在線共享地圖應(yīng)用、發(fā)布數(shù)據(jù)信息等信息的服務(wù)，從而大大提升地理監(jiān)測對社會各界對地理監(jiān)測信息的不同程度的需求。最后，為了根據(jù)各項地理監(jiān)測數(shù)據(jù)提供國情監(jiān)測數(shù)據(jù)報告，最終為政府作出重大宏觀決策提供科學(xué)準確數(shù)據(jù)依據(jù)，需要根據(jù)相關(guān)開發(fā)接口建立不同專題的相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)。

建立城市地理信息數(shù)據(jù)庫作為逐步開展的地理國情監(jiān)測工作的第一步，是能否成功達到目標的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。往期的測繪工作內(nèi)容僅僅定期更新基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，提供的基礎(chǔ)地理信息服務(wù)非常有限，專題的地理信息更加匱乏。雖然各自單位和部門擁有屬于自己的專題地理信息數(shù)據(jù)庫，但各數(shù)據(jù)庫的建立基于不同的標準，無法達到統(tǒng)一，且無法實現(xiàn)及時共享，存在很大的局限性。然而在新的背景與形式下，應(yīng)逐步擴大對地理要素的服務(wù)范圍，對專題地理信息數(shù)據(jù)要加大采集力度，從而形成統(tǒng)一、唯一、標準的地理信息數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)布平臺、數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)。

3.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的建立

城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫分為7個不同分庫（如圖4所示），7個分庫根據(jù)比例和分辨率而被細分為子庫。如數(shù)字線劃圖，城市區(qū)域儲存地圖數(shù)據(jù)一般以大比例尺進行儲存，如1：2000等。數(shù)字線劃圖子庫儲存位置、屬性和形態(tài)等信息的主題主要由道路、水系、地貌、植被等人文和自然。每個子庫還會根據(jù)多事態(tài)數(shù)據(jù)分別儲存歷史庫與現(xiàn)勢庫。

3.2 專題地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

專題地理信息數(shù)據(jù)庫是用來專門儲存具體相關(guān)業(yè)務(wù)的地理信息。專題地理信息數(shù)據(jù)庫可按照不同的行業(yè)分為不同的子庫，如國土資源、城市規(guī)劃、水利等子庫。它們又可根據(jù)業(yè)務(wù)的不同功能，劃分為具體類別的二級子庫，如水利子庫范疇下的二級子庫可分為水資源、工程建設(shè)、防汛等子庫。具體相關(guān)業(yè)務(wù)的功能及范圍大小決定了其子庫的種類多少。

具體業(yè)務(wù)功能的資源需求是建立專題地理信息數(shù)據(jù)庫的重要依據(jù)。如防汛功能，除了通過河流的專題地理信息來測量其位置意外，還要測量記錄與其本身防汛功能相關(guān)的水量、報警水位等信息。

4 以水利行業(yè)建設(shè)專題地理信息數(shù)據(jù)庫

城市水系主要由自然河流、池塘、湖泊等組成，常見水利主要有水庫、防洪墻、進出水口等。他們按照業(yè)務(wù)功能的不同，所需的專題地理信息也不同，水利行業(yè)主要業(yè)務(wù)需求有抗旱、建設(shè)水利工程、管理水資源等，因此其所需的專題地理信息服務(wù)也應(yīng)圍繞具體業(yè)務(wù)而展開。

防洪業(yè)務(wù)需要預(yù)測洪水警戒線和城市水淹警戒等，并且根據(jù)第一時間得到的實況數(shù)據(jù)而分析模擬出不同的預(yù)警調(diào)度方案，為決策者提供可靠的參考，從而及時有效的知道防洪工作。因此為了滿足防洪業(yè)務(wù)工作的開展，人工與自然防洪水利工程需要被包含在水利專題地理信息數(shù)據(jù)庫中。

水利工程又可按照防洪的功能劃分為分洪、蓄水、排水、防護等工程。其中蓄水工程中的典型工程就是水庫，它主要功能是攔蓄洪水、對下游的防洪起減輕作用和消減洪峰等。因此水庫的專題地理信息數(shù)據(jù)庫中需要包含水面面積、庫容等信息。

5 結(jié)束語

建立城市地理信息數(shù)據(jù)庫現(xiàn)已成為當(dāng)前我國地理國情監(jiān)測的主要工作任務(wù)，并且工作內(nèi)容已由傳統(tǒng)的定期更新數(shù)據(jù)庫，逐漸轉(zhuǎn)移到對地理信息數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)測，并逐漸擴散服務(wù)范圍。我國近年來的地理測繪工作已經(jīng)由服務(wù)于國家重大工程、重大戰(zhàn)略逐漸向建設(shè)國家信息化轉(zhuǎn)移。目前的地理監(jiān)測資源和服務(wù)特點已經(jīng)逐漸不能滿足社會各界的逐漸增長的管理業(yè)務(wù)需求?；谝陨暇C合因素，國家地理測繪積極響應(yīng)政府和社會各界的需求，從而開展地理國情監(jiān)測，以求順應(yīng)社會發(fā)展、拓展業(yè)務(wù)服務(wù)、提高業(yè)務(wù)水平的服務(wù)戰(zhàn)略，最終滿足甚至超過服務(wù)社會、民生的各項需求。

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