面向在線服務的城市公共地理框架數(shù)據(jù)建設

胡海燕

（1.福建省基礎地理信息中心，福建 福州 350003）

地理信息是重要的戰(zhàn)略信息資源，在國民經(jīng)濟建設、社會發(fā)展和人民生活中發(fā)揮著重要作用。但一直以來，地理信息公共服務相對滯后，這主要體現(xiàn)在2個方面：①服務方式以離線為主，用戶需要到專門的地理信息服務機構索?。ɑ蝾I?。┧璧乩硇畔?shù)據(jù)；②服務內(nèi)容以專業(yè)的“4D”產(chǎn)品為主，難以滿足用戶多樣化需求。這種傳統(tǒng)的服務方式環(huán)節(jié)多、周期長、數(shù)據(jù)加工處理與應用系統(tǒng)構建的技術復雜、成本較高，使得目前地理信息資源總量雖然不斷增加、質(zhì)量不斷提高，但整體上開發(fā)不足、利用不夠、效益不高，不能有效滿足政府宏觀決策、綜合減災與風險管理以及公眾服務過程中對地理信息資源的迫切需要[1]。為改變這一現(xiàn)狀，福建省龍巖市依托“數(shù)字城市”地理空間框架建設，將城市原有基礎地理信息數(shù)據(jù)進行必要的內(nèi)容提取與分層細化、安全保密處理、尺度協(xié)調(diào)等一系列加工處理[2]，形成了適合于在線服務龍巖市公共地理框架數(shù)據(jù)，并以此為基礎，通過地理信息公共平臺，實現(xiàn)了從離線數(shù)據(jù)提供到在線地理信息服務的根本性轉(zhuǎn)變[3]。

1 龍巖市公共地理框架數(shù)據(jù)設計

1.1 龍巖市地理信息資源基礎

經(jīng)過多年積累以及在國家測繪地理信息局、福建省測繪地理信息局的數(shù)據(jù)支持下，龍巖市實現(xiàn)了1∶25 萬、1∶5萬、1∶1萬數(shù)字線劃圖（DLG）全市覆蓋、1∶5 000 DLG覆蓋各縣市主城區(qū)、1∶1 000、1∶500 DLG數(shù)據(jù)覆蓋各縣市區(qū)城區(qū)和規(guī)劃區(qū);5 m×5 m數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM）全覆蓋，2 m×2 m、1 m×1 m DEM數(shù)據(jù)覆蓋規(guī)劃區(qū)范圍;不同分辨率航攝或遙感影像數(shù)據(jù)覆蓋全市或重點區(qū)域。此外還有大地基準數(shù)據(jù)、基礎地名數(shù)據(jù)、國土專題數(shù)據(jù)等豐富的數(shù)據(jù)資源，可共同作為龍巖市公共地理框架的建設基礎。

1.2 龍巖市公共地理框架數(shù)據(jù)體系

龍巖市公共地理框架通過網(wǎng)絡向用戶提供在線服務，因此在數(shù)據(jù)集成方式上需滿足跨區(qū)域（或跨領域）多源、多尺度數(shù)據(jù)無縫調(diào)用的需求;在組織方式上需滿足在線服務數(shù)據(jù)高效調(diào)用的需求；在產(chǎn)品形式上則需滿足社會經(jīng)濟信息空間化關聯(lián)等多樣化應用需求，在傳統(tǒng)“4D”產(chǎn)品基礎上，擴展多類型的數(shù)據(jù)形式，滿足用戶多樣化需求。

基于設計需求與國家相關規(guī)范要求，龍巖市依托現(xiàn)有地理信息資源基礎進行必要的加工處理與補充生產(chǎn)，形成了適合于在線服務的龍巖市公共地理框架數(shù)據(jù)（見圖1）。

其中包含可用作查詢掛接的“地理實體數(shù)據(jù)”與“地名地址數(shù)據(jù)”，可用來景觀分析的“影像數(shù)據(jù)”與“三維景觀數(shù)據(jù)”；可用作地理底圖的“電子地圖數(shù)據(jù)”等5種類型的數(shù)據(jù)[4]（見表1），并盡量遵循“521”(建成區(qū)1∶500數(shù)據(jù)覆蓋、規(guī)劃區(qū)1∶2 000數(shù)據(jù)覆蓋、農(nóng)村地區(qū)1∶10 000數(shù)據(jù)覆蓋)的建設標準,以滿足各行業(yè)部門對地理信息數(shù)據(jù)的應用需求。電子地圖數(shù)據(jù)又包含矢量、影像、暈渲電子地圖3種類型。

表1 龍巖市公共地理框架數(shù)據(jù)體系

圖1 龍巖市公共地理框架數(shù)據(jù)與地理信息資源基礎關系圖

2 龍巖市公共地理框架數(shù)據(jù)建設

2.1 地理實體數(shù)據(jù)

地理實體是現(xiàn)實世界中具有共同性質(zhì)的自然或人工地物[5]。地理實體數(shù)據(jù)是根據(jù)相關社會經(jīng)濟、自然信息空間化掛接的需求，對基礎地理信息數(shù)據(jù)進行內(nèi)容提取與分層細化、模型對象化重構、統(tǒng)計分析等處理而形成的。其采用實體化數(shù)據(jù)模型，以地理要素為空間數(shù)據(jù)表達與分類分層組織的基本單元。每個要素均賦以唯一的重要標識、實體標識、分類標識與生命周期標識。通過這些標識信息能夠?qū)崿F(xiàn)地理要素相關社會經(jīng)濟、自然資源信息的掛接，還能夠靈活地進行信息內(nèi)容分類分級與組合，并實現(xiàn)基于要素的增量更新。

龍巖市地理實體數(shù)據(jù)包括2種尺度， 1∶1萬比例尺與1∶500比例尺。1∶1萬比例尺地理實體數(shù)據(jù)覆蓋龍巖全市域，包含政區(qū)實體、境界實體、道路實體、鐵路實體和河流實體數(shù)據(jù)；1∶500比例尺地理實體數(shù)據(jù)覆蓋龍巖市新羅區(qū)主城區(qū)范圍，相較1∶1萬比例尺地理實體數(shù)據(jù)增加了房屋實體與院落實體（見圖2）。

圖2 龍巖市地理實體數(shù)據(jù)構成圖

龍巖市地理實體數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程包括數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)編輯、行政境界實體改造、水系實體改造、交通實體改造、質(zhì)量檢查、入庫格式轉(zhuǎn)換、空間定位基準標準化、元數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)目錄和數(shù)據(jù)字典編制等作業(yè)流程。

2.2 地名地址數(shù)據(jù)

龍巖市地名地址數(shù)據(jù)包括3大類：地名數(shù)據(jù)、地址數(shù)據(jù)和興趣點數(shù)據(jù)。地名數(shù)據(jù)包括行政區(qū)域名稱、居民地名稱、企事業(yè)單位名稱及其他文化娛樂實體名稱，還包括水系、山脈等自然地物名稱，具有地名意義的交通運輸設施名稱等；地址數(shù)據(jù)是具有地名的某一特定空間位置上自然或人文地理實體位置的結構化描述[5]，是對城市中各類單位、機構的地址信息描述，與地名數(shù)據(jù)一同實現(xiàn)目標實體的空間定位，可有效地實現(xiàn)各類城市管理信息與空間信息的關聯(lián)，地址數(shù)據(jù)可包括門牌地址信息;興趣點數(shù)據(jù)是沿街巷及小區(qū)中具有地理標識作用的店鋪、公共設施、單位和建筑等標志物。

龍巖市地名地址數(shù)據(jù)是以大比例尺基礎地理信息數(shù)據(jù)為基礎，結合民政與公安部門的數(shù)據(jù)，通過外業(yè)實地調(diào)繪的方式采集生產(chǎn)的（見圖3）。地名地址數(shù)據(jù)對應實體的標示地理位置坐標是以1∶500地籍圖作為調(diào)繪底圖確定的。

2.3 影像數(shù)據(jù)

影像數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星影像和高分辨率航攝影像。龍巖市公共地理框架影像數(shù)據(jù)包括3種尺度：底層、中層與高層。底層數(shù)據(jù)主要是反映整個市區(qū)全貌的中巴影像，空間分辨率為19.5 m，中層采用SPOT5數(shù)據(jù)，空間分辨率為2.5 m，可以反映區(qū)域地理特征，高層數(shù)據(jù)主要覆蓋各縣市的主城區(qū)范圍，空間分辨率為0.1～0.6 m。影像數(shù)據(jù)主要從基礎地理數(shù)據(jù)庫中提取，整合步驟包括影像提取、影像鑲嵌和影像數(shù)據(jù)投影變換等。

圖3 龍巖市地名地址數(shù)據(jù)制作流程圖

2.4 三維景觀數(shù)據(jù)

“數(shù)字龍巖”地理空間框架的建設目標之一是向用戶提供三維地理信息服務。三維景觀數(shù)據(jù)的建設能夠為用戶提供直觀、豐富、細致的三維地理信息服務。

龍巖市三維地形模型構建用整合改造后的影像數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)，利用三維建模軟件形成反映龍巖全市地形地貌的地形模型；利用數(shù)碼相機采集城市景觀紋理，包括建筑物、城市道路、交通設施和植被等，應用圖像處理軟件以及三維建模軟件，構建城市三維景觀模型[6]；最終通過數(shù)據(jù)集成，在三維地形模型的基礎上疊加展示城市真實面貌的城市三維景觀模型，建成三維景觀數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對城市三維特征的描述。

2.5 電子地圖數(shù)據(jù)

龍巖市電子地圖數(shù)據(jù)包括矢量電子地圖、影像電子地圖和暈渲電子地圖（見圖4）。矢量電子地圖數(shù)據(jù)是以矢量數(shù)據(jù)組合而成，通過對矢量要素的配色與符號化形成圖面美觀的地圖；影像電子地圖數(shù)據(jù)以航空、航天遙感影像為基本內(nèi)容，疊加適當?shù)氖噶繑?shù)據(jù)；暈渲電子地圖數(shù)據(jù)以DEM數(shù)據(jù)為基本內(nèi)容，經(jīng)暈渲處理成圖，疊加適當?shù)氖噶繑?shù)據(jù)。其主要制作7～20級，其中重點生產(chǎn)18～20級3個級別，相應的比例尺為1∶2 257、1∶1 128.5和1∶564.25。

圖4 龍巖市暈渲電子地圖樣例

2.6 公共專題數(shù)據(jù)

除地理實體數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、三維景觀數(shù)據(jù)、電子地圖數(shù)據(jù)以外，龍巖市還整合了國土、城管、交通、旅游、衛(wèi)生、教育等行業(yè)部門允許對外公開的專題數(shù)據(jù)，形成了豐富的專題數(shù)據(jù)，例如城市總體規(guī)劃、景點分布數(shù)據(jù)、交通場站數(shù)據(jù)、醫(yī)院藥店分布圖、學校分布數(shù)據(jù)等，包括名稱、位置、簡要介紹、相關鏈接等內(nèi)容。

2.7 保密機制

龍巖市地理空間框架是面向在線服務的數(shù)據(jù)集，主要部署在政務網(wǎng)、政務外網(wǎng)等非涉密網(wǎng)絡環(huán)境，因此，公共地理框架數(shù)據(jù)無密級。依據(jù)國家相關法律法規(guī)，在公共地理框架數(shù)據(jù)整合處理時對地理空間框架所有涉密的內(nèi)容，都需要進行適當?shù)膭h減和處理，并對成果進行地圖審核，以保證基礎測繪數(shù)據(jù)在公開使用時不存在涉密信息，確保數(shù)據(jù)的安全使用[4]。在進行脫密數(shù)據(jù)處理過程中，主要參照《公開地圖內(nèi)容表示若干規(guī)定》《公開地圖內(nèi)容表示補充規(guī)定》以及《導航電子地圖安全處理技術基本要求》(GB 20263-2006)的相關規(guī)定，采用分地物類別逐層作業(yè)的方式對數(shù)據(jù)作處理。地名庫數(shù)據(jù)和興趣點數(shù)據(jù)是以注記形式和數(shù)據(jù)庫形式存在的，因此需要確保圖面看不到，屬性查詢搜索不到。對高分辨率影像所顯示的涉密地點采用降低影像地面分辨率或異物替換的方式達到脫密的目的。

3 公共地理框架數(shù)據(jù)在線服務方式

公共地理框架數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)發(fā)布，將以數(shù)據(jù)庫或文件方式管理的各類數(shù)據(jù)發(fā)布為各類服務（見表2）以供用戶使用，具體包括目錄服務、矢量電子地圖服務、影像電子地圖服務、暈渲電子地圖服務、地名地址服務、地理實體服務、興趣點服務、三維數(shù)據(jù)服務和專題地圖服務等，按照服務的類型分為WMTS服務、WFS服務、WFS-G服務、WMS服務、ArcGISMapping服務、三維場景服務和目錄服務等，滿足用戶地理編碼、屬性查詢、空間查詢、空間分析等地理信息應用需求。

表2 公共地理框架數(shù)據(jù)及其在線服務方式

4 結 語

龍巖市通過公共地理框架數(shù)據(jù)建設和城市地理信息公共平臺的建設，提高了面向公共服務的能力與水平，當前可以在線方式將地理實體數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、三維景觀數(shù)據(jù)、電子地圖數(shù)據(jù)等發(fā)布為符合OGC標準的地理信息服務。用戶通過服務接口就能方便地瀏覽、查詢、獲取和調(diào)用豐富的、現(xiàn)勢性好的地理信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)基礎地理信息數(shù)據(jù)的“0處理”、“0維護”，節(jié)約大量的數(shù)據(jù)采購、處理與更新費用。用戶只需專注于自身的業(yè)務數(shù)據(jù)處理，就可實現(xiàn)“分建共享、在線集成”，從而降低應用開發(fā)的門檻，節(jié)約應用系統(tǒng)建設成本，促進各行業(yè)信息化建設。龍巖市城市管理、水利管理、防洪減災、應急管理、城市脆弱性分析等多個行業(yè)應用系統(tǒng)均在公共地理框架數(shù)據(jù)的基礎上實現(xiàn)了深入應用，凸顯了測繪服務大局、服務社會、服務民生的保障作用。

[1]黃蔚，蔣捷，王茜.面向在線服務的地理框架數(shù)據(jù)體系構建[J].地理信息世界，2011，8(4) ：7-13

[2]CH/Z 9001-2007.數(shù)字城市地理空間信息公共平臺技術規(guī)范[S].

[3]陳軍，丁明柱，蔣捷，等.從離線數(shù)據(jù)提供到在線地理信息服務[J].地理信息世界，2009，4(2) ：6-9

[4]CH/T 9003-2009.地理空間框架基本規(guī)定[S].

[5]CH/Z 9010-2011.地理信息公共服務平臺 地理實體與地名地址數(shù)據(jù)規(guī)范[S].

[6]CJJ/T 157-2010.城市三維建模技術規(guī)范[S].

[7]CH/Z 9011-2011.地理信息公共服務平臺 電子地圖數(shù)據(jù)規(guī)范[S].