數(shù)字同心地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳 瑞

（寧夏國土資源地理信息中心）

1 引言

根據(jù)寧夏基礎(chǔ)測繪“十三五”規(guī)劃，“十三五”期間寧夏將完成賀蘭、青銅峽、同心等9個市縣數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)，進(jìn)一步發(fā)揮地理信息在寧夏社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支撐作用。數(shù)字同心地理空間框架的建立，將充分發(fā)揮地理信息資源的基礎(chǔ)性作用，促進(jìn)測繪成果的廣泛應(yīng)用，滿足社會公眾對地理信息日益增長的需求，同時，整合同心國土行業(yè)的數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)和國土行業(yè)數(shù)據(jù)的有效融合，在同心縣政府決策、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人民生活等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

2 總體目標(biāo)和主要建設(shè)內(nèi)容

2.1 總體目標(biāo)

在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)之上進(jìn)行整合加工，提取符合需求的地理空間框架數(shù)據(jù)，建立多尺度、多分辨率、多種類的城市空間數(shù)據(jù)體系，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的無縫集成，建設(shè)同心縣唯一的、權(quán)威的和通用的地理信息公共服務(wù)平臺，融合國土行業(yè)專題數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)資源的充分利用與共享，從而為政府、企業(yè)和公眾提供高質(zhì)量的地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)。

2.2 主要建設(shè)內(nèi)容

數(shù)字同心的主要建設(shè)內(nèi)容包括一坐標(biāo)系、一庫、一環(huán)境、兩平臺建設(shè)[1]。一坐標(biāo)系指的是建立同心城市坐標(biāo)系。一庫指的是地理信息空間數(shù)據(jù)庫，主要包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)和國土資源數(shù)據(jù)整理。一環(huán)境指的是支撐環(huán)境，包括網(wǎng)絡(luò)、硬件設(shè)備、軟件設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)，是數(shù)字同心地理空間框架建設(shè)、運(yùn)行和服務(wù)的必備條件。兩平臺指的是國土資源“一張圖平臺”和地理信息公共服務(wù)平臺。

3 技術(shù)路線設(shè)計(jì)

3.1 總體設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

3.2 同心城市坐標(biāo)系建設(shè)

根據(jù)同心縣的實(shí)際情況，以國家2000網(wǎng)絡(luò)工程點(diǎn)“同心（G007）”（觀測墩）的子午線 105o52′ 45.23′′為中央子午線，以縣城測區(qū)范圍平均海拔1 340m為高程投影面，以“同心（G007）”為起算點(diǎn)，以G007至寧夏GPS B級網(wǎng)B036的80坐標(biāo)系方位角為起始方向，建立城市坐標(biāo)系。

3.3 地理空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)

3.3.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)

本次基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)采集包括1：500和1：2000兩個比例尺。1：500測區(qū)位于同心縣核心主城區(qū)，總面積為30km2。1：2000測區(qū)位于下馬關(guān)鎮(zhèn)和韋州鎮(zhèn)，其中，下馬關(guān)鎮(zhèn)測區(qū)面積為7.87km2，韋州鎮(zhèn)測區(qū)面積為8.1km2?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的采集包括居民地和垣柵、工礦建（構(gòu)）筑物及其他設(shè)施、道路及附屬設(shè)施、管線與垣柵、水系、地貌和土質(zhì)、植被、注記八大類要素。

3.3.2 地理空間框架數(shù)據(jù)提取

框架數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程并不涉及數(shù)據(jù)的獲取或采集，而是利用1：10000、1：2000和1：500基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)成果提取形成地理空間框架數(shù)據(jù)[2]。地理空間框架數(shù)據(jù)包括要素?cái)?shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、實(shí)體數(shù)據(jù)和地名地址數(shù)據(jù)。對框架要素?cái)?shù)據(jù)再進(jìn)行數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)擴(kuò)充、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)重組和模型重構(gòu)、實(shí)體化處理等工序形成地理實(shí)體數(shù)據(jù)。地理空間框架數(shù)據(jù)包括要素?cái)?shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、實(shí)體數(shù)據(jù)和地名地址數(shù)據(jù)[3]。要素?cái)?shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)主要用于電子地圖制作，實(shí)體數(shù)據(jù)加工和地名地址主要用于查詢。

3.3.3 國土資源“一張圖”數(shù)據(jù)

實(shí)現(xiàn)同心國土資源多源、異構(gòu)、多尺度、各類國土資源數(shù)據(jù)的“一體化”集成管理與數(shù)據(jù)共享[4]，將各類國土資源數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)類型和空間尺度的不同，在統(tǒng)一空間參考、統(tǒng)一數(shù)據(jù)編碼、統(tǒng)一數(shù)據(jù)分類和分層組織的情況下，進(jìn)行“集中式”的集成管理。國土資源數(shù)據(jù)主要包括土地利用總體規(guī)劃、土地利用現(xiàn)狀等數(shù)據(jù)?！耙粡垐D”數(shù)據(jù)將按照業(yè)務(wù)類別進(jìn)行專題分類，并采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫存儲不同的專題數(shù)據(jù)。

3.3.4 地理信息空間數(shù)據(jù)庫

1）數(shù)據(jù)建庫

地理信息空間數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、地理空間框架數(shù)據(jù)庫和國土資源“一張圖”數(shù)據(jù)庫；物理設(shè)計(jì)上數(shù)據(jù)集中存放在磁盤陣列上，通過數(shù)據(jù)庫管理平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)模型采用Geodatabase模型，邏輯上分開的數(shù)據(jù)庫采用不同的表空間和用戶名進(jìn)行管理。

2）影像數(shù)據(jù)管理

影像數(shù)據(jù)量大，主要以文件形式存放，通過ArcGIS的鑲嵌數(shù)據(jù)集進(jìn)行管理。影像添加到鑲嵌數(shù)據(jù)集之后，動態(tài)形成鑲嵌影像，原始影像并沒有發(fā)生更改，同時以近乎實(shí)時的速度完成傳統(tǒng)影像管理中的影像鑲嵌過程，并達(dá)到相同的鑲嵌效果。鑲嵌數(shù)據(jù)集構(gòu)建后影像原數(shù)據(jù)發(fā)生了數(shù)據(jù)更新，通過同步鑲嵌數(shù)據(jù)集的方式避免鑲嵌數(shù)據(jù)集重建，進(jìn)而有效節(jié)省工作效率[5]。

圖1 技術(shù)路線總體設(shè)計(jì)

3）數(shù)據(jù)更新

數(shù)據(jù)按照更新頻率不同分為按年度更新的數(shù)據(jù)和不定期更新的數(shù)據(jù)，按年度更新的數(shù)據(jù)采用年度追加更新的方式，對更新的數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫并進(jìn)行年份標(biāo)識。對不定期更新且未跨年度的數(shù)據(jù)，將舊數(shù)據(jù)置為歷史，并將新數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫，以使用新數(shù)據(jù)為主。

3.4 支撐環(huán)境建設(shè)

支撐環(huán)境是數(shù)字同心地理空間框架建設(shè)、運(yùn)行和服務(wù)的必要條件，既要考慮滿足當(dāng)前需要，也要考慮先進(jìn)性和擴(kuò)展性，主要包括軟硬件和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[6]。

3.4.1 軟硬件建設(shè)

數(shù)字同心地理空間框架建設(shè)所需的軟件包括服務(wù)器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件和常用的工具軟件。硬件設(shè)備主要包括服務(wù)器、存儲系統(tǒng)、交換機(jī)、防火墻、UPS、空調(diào)和機(jī)柜等設(shè)備。

3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

為保證各類數(shù)據(jù)資源的共享與集成服務(wù)，制定空間數(shù)據(jù)管理與共享的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定、信息共享與更新機(jī)制，定位參照系統(tǒng)、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)交換格式及元數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等，形成一個完整的同心縣地理信息公共平臺標(biāo)準(zhǔn)體系，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，促進(jìn)地理信息的有效共享與優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

3.5 地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)

地理信息公共服務(wù)平臺是一個開放的、資源共享、應(yīng)用集成的共用服務(wù)平臺，既可以實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和交換服務(wù)，也可以在其基礎(chǔ)上快速開發(fā)各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)。地理信息公共服務(wù)平臺分為公眾版和政務(wù)版，作為一種分布式的服務(wù)提供形式，可以使分布在不同網(wǎng)絡(luò)上的不同地理位置和不同平臺的用戶按需獲得不同的地理信息服務(wù)。

3.6 國土資源“一張圖”平臺建設(shè)

國土資源“一張圖”平臺專為國土資源行業(yè)服務(wù)，在“一張圖”數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上搭建“一張圖”平臺，實(shí)現(xiàn)同心國土資源多源、異構(gòu)、多尺度、各類國土資源數(shù)據(jù)的“一體化”集成管理與數(shù)據(jù)共享?！耙粡垐D”平臺主要由展示系統(tǒng)和運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)組成，展示系統(tǒng)包括地圖基本功能、數(shù)據(jù)瀏覽、查詢、卷簾對比、分屏對比和統(tǒng)計(jì)分析等功能。運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)包括配置管理、組織機(jī)構(gòu)管理、權(quán)限管理、日志管理和運(yùn)行監(jiān)控等日常維護(hù)工作。

4 結(jié)語

數(shù)字城市地理空間框架是數(shù)字城市和智慧城市的基礎(chǔ)，依托國土資源部門的資金、技術(shù)和數(shù)據(jù)優(yōu)勢，開展數(shù)字同心地理空間框架建設(shè)，建立以基礎(chǔ)地理信息為載體的測繪保障體系，促進(jìn)測繪地理空間框架的建設(shè)進(jìn)程，保障基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的不斷更新，為同心城市建設(shè)、社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)保駕護(hù)航。