數字城市地理空間框架設計

周迅

摘 要：數字城市地理空間框架建設是數字城市建設的核心任務之一，其目的是為了實現地理信息的交換和共享，為政府宏觀決策和社會公眾提供地理信息服務。該文基于筆者從事數字城市地理空間框架建設的相關工作經驗，探討了數字城市地理空間框架建設和應用的相關思路，論文首先分析了建設的目標和意義，進而對建設的主要內容和方法進行了詳細的論述，最后提出建設過程中應至少選用4個示范系統(tǒng)對框架進行檢驗和推廣，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：數字城市 地理空間基礎框架 地理信息公共服務平臺 軟件體系

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（a）-0006-02

數字城市地理空間框架建設的主要內容包括基礎地理信息數據庫、地理信息公共平臺、支撐體系及應用示范系統(tǒng)等4個方面的建設內容?；A地理信息數據庫是地理空間框架的核心；地理信息服務平臺是地理空間框架應用服務的表現；支撐體系是地理空間框架建設與服務的支撐和保障；應用示范系統(tǒng)是地理空間框架的應用和推廣。

1 基礎地理信息數據庫建設

基礎地理空間數據提供了有關自然、人文、經濟、環(huán)境等要素的幾何位置、形態(tài)特征和相關關系，使用戶可以以地理坐標或空間位置集成、檢索、展示各種城市信息，進行空間分布特征、運行狀態(tài)、變化趨勢等的查詢分析和模擬。

1.1 測繪基準

測繪基準包括大地基準和高程基準。數字城市地理空間框架建設必須規(guī)范基礎地理信息數據所采用的測繪基準，以保證各類地理信息數據和專題數據的大地基準和高程基準的統(tǒng)一，便于地理信息數據及其服務的廣泛推廣和深入應用。

1.2 基礎地理信息數據庫

基礎地理信息數據庫是按照統(tǒng)一的測繪基準整合和集成國家級1∶1 000 000、1∶250 000、1∶50 000基礎地理信息數據，省級1∶10 000、1∶5 000基礎地理信息數據及市級1∶2 000、1∶1 000和1∶500的基礎地理信息數據，形成多源、多尺度的基礎地理信息數據庫；開發(fā)數據庫管理系統(tǒng)，實現基礎地理信息數據的統(tǒng)一管理?；A地理信息數據庫構成如圖1所示。

1.3 數據庫管理系統(tǒng)

數據庫管理系統(tǒng)是為基礎地理信息數據及其元數據的建庫、管理、更新、制圖、輸出等操作提供軟件工具支撐。其功能需滿足《基礎地理信息數據庫基本規(guī)定》（CH/T9005—2009）的要求，具備數據的處理、輸入、輸出、查詢、統(tǒng)計、分析，以及歷史數據管理、元數據管理、安全管理等多方面的功能。

2 地理信息公共服務平臺建設

在基礎地理信息數據庫建設的基礎上，按照一定的標準和規(guī)則，對基礎地理信息數據進行提取、整合和重組，生成滿足政府部門和社會公共需求的地理空間框架要素數據；通過建立要素和瓦片數據的一體化索引，實現多種數據的無縫集成；研制開發(fā)網絡化的應用服務與運行維護系統(tǒng)，形成唯一的、權威的數字城市地理信息公共平臺。地理信息公共平臺建設內容包括1套數據庫和4個軟件系統(tǒng)。

2.1 面向服務的產品數據

面向服務的產品數據主要包括在基礎地理信息數據上通過數據提取、擴充和重組等加工處理形成的框架要素數據、遙感影像數據、數字高程模型數據、電子地圖數據、三維景觀數據、地名地址數據等面向服務的產品數據，以及其他部門或單位的專題數據，還有目錄和元數據等。針對不同的應用和保密要求，面向服務的產品數據可分為基礎版、政務版和公眾版3種形式?；A版數據主要面向專業(yè)用戶；政務版數據主要面向政務用戶；公眾版數據主要面向社會公眾。根據數據自身的特點，多個版本可共用1套數據。

2.2 地理信息公共平臺軟件體系

地理信息公共平臺軟件體系主要包括門戶網站、數據交換系統(tǒng)、地理信息服務系統(tǒng)、數據運維管理系統(tǒng)和平臺運維管理系統(tǒng)5個方面。

（1）門戶網站是地理信息公共平臺的統(tǒng)一訪問界面，提供地理信息瀏覽、地理信息數據存取與分析處理等多種服務，是在線服務系統(tǒng)的集中表現，為用戶提供一站式地理信息服務。（2）數據交換系統(tǒng)用以實現面向服務的產品數據和專題數據的集中管理以及相互之間的交換。（3）地理信息在線服務系統(tǒng)采用面向服務的體系架構（SOA）設計理念，通過服務的方式對外提供地理信息公共服務，以實現數據和應用的分離。（4）數據運維管理系統(tǒng)是用來實現多種類、多尺度、多坐標系統(tǒng)的具有穩(wěn)定標準規(guī)范的數據的入庫、更新和維護，應具有數據的采集、生產、更新、整合、發(fā)布、維護等功能。（5）平臺運維管理系統(tǒng)是實現對用戶和服務的全過程監(jiān)控，以保障平臺的正常、安全和穩(wěn)定的運行，應具有用戶注冊、權限配置、交換配置監(jiān)控、數據運維監(jiān)控等功能。

3 支撐體系建設

支撐體系建設包括政策法規(guī)與標準規(guī)范建設、組織機構建設、機房環(huán)境、軟硬件環(huán)境、網絡環(huán)境等基礎設施建設和人才隊伍建設等多個方面的內容，是數字城市地理空間框架項目建設、運行和服務的支撐和保障。在進行軟硬件環(huán)境建設時應考慮和數字省區(qū)地理空間框架的一致性和兼容性，充分利用現有的基礎設施條件，但同時也要關注各種環(huán)境條件的先進性、可擴展性及可伸縮性。

4 應用推廣思路

數字城市地理空間框架建設的主要目的是要建立一個多尺度、信息豐富、現實性強的基礎地理信息框架，實現地理信息數據的交換和共享，為城市信息化建設奠定基礎。因此，在項目建設中應高度重視應用示范系統(tǒng)的建設，選擇至少4個典型示范應用，以檢驗數字城市地理空間框架的建設成效。

5 結語

數字城市地理空間框架建設是數字城市建設的核心任務之一，其目的是為了實現地理信息的交換和共享，為政府宏觀決策和社會公眾提供地理信息服務。因此，項目建設必須以政府為主導，立足于當地實際情況和應用需求。

數字城市地理空間框架建設是一個復雜的系統(tǒng)性工程，涉及眾多領域及多個專業(yè)職能部門。在項目建設中應加強不同行業(yè)部門之間的協調和溝通，同時制定相應的政策法規(guī)和標準規(guī)范，尤其是政策層面上的政策法規(guī)和標準規(guī)范的建設，以支撐項目的實施與推廣應用及今后的運行維護，從而真正實現地理信息數據的交換和共享，促進城市信息化的建設。

參考文獻

[1] 國家測繪局.CH/T9003—2009，地理空間框架基本規(guī)定[S].北京：測繪出版社，2009.

[2] 譚嘯.數字城市地理空間框架建設基本思路的探討[J].測繪與地理信息，2010，33（2）：156-162.

[3] 袁延良，任波，陳新，等.“數字城市”地理空間框架建設研究[J].計算機技術發(fā)展，2007，17（2）：50-52.