地理實體與政務(wù)專題數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)融合方式研究

張建英，劉高

(1.嘉興市規(guī)劃管理局，浙江 嘉興 314000； 2.武大吉奧信息技術(shù)有限公司，湖北 武漢 430223)

1 引 言

當(dāng)前，政務(wù)大數(shù)據(jù)建設(shè)在各地方政府中得到空前重視，各地政府紛紛投入巨大資源建設(shè)政務(wù)大數(shù)據(jù)。政務(wù)大數(shù)據(jù)的一個顯著特征是具有典型的空間特性和時間特性。因此，如何解決政務(wù)專題與空間信息的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)政務(wù)專題數(shù)據(jù)的實時空間化，成為當(dāng)前研究的一個熱點。

空間信息具有唯一性，是空間信息能夠成為關(guān)聯(lián)和承載其他政務(wù)信息的載體，這個載體，具體體現(xiàn)為地理實體數(shù)據(jù)。地理實體數(shù)據(jù)實現(xiàn)了地理信息的對象化，是地理信息能夠像其他信息一樣由當(dāng)代計算機技術(shù)進行處理和分析，從而推動了空間信息和專題信息的融合。使政務(wù)信息的關(guān)聯(lián)和大規(guī)?？臻g分析和挖掘成為可能。

2 地理實體數(shù)據(jù)

2.1 地理實體

地理實體是指現(xiàn)實世界中具有共同性質(zhì)的自然或人工地物，是具有社會意義的最小地理單元。地理實體數(shù)據(jù)是在原有基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范抽取、轉(zhuǎn)換而獲取，它是專題數(shù)據(jù)進行融合掛接的載體，是時空信息平臺的時空地理基礎(chǔ)[1]。

空間特征的描述與表達 表1

地理實體數(shù)據(jù)最基本的特征是其空間特征，在空間特征表達上，采用點、線、面形式來描述和表達數(shù)據(jù)，如表1所示。每一個地理實體根據(jù)其在自然環(huán)境中的形態(tài)選擇表現(xiàn)形式，可同時采用多種表現(xiàn)形式。

2.2 地理實體數(shù)據(jù)組織

(1)點狀數(shù)據(jù)幾何表達基本規(guī)則

地理實體的點狀數(shù)據(jù)以地理位置標(biāo)識點表達，地理位置標(biāo)識點的定義規(guī)則如下：①區(qū)域?qū)嶓w點狀數(shù)據(jù)的地理位置標(biāo)識：行政區(qū)劃的政治、經(jīng)濟、文化中心所在地的點位；行政區(qū)劃內(nèi)標(biāo)志性建筑物的點位；面狀區(qū)域的重心點點位。②線狀實體點狀數(shù)據(jù)的地理位置標(biāo)識：線狀實體中心點的點位；線狀實體中心線系列點的點位；線狀地物(河流、山脈等)的標(biāo)志點。③點狀實體點位數(shù)據(jù)的地理位置標(biāo)識：門(樓)址標(biāo)牌位置或建筑物內(nèi)任意點的點位；標(biāo)志物中心點的點位；自然地物的中心點或標(biāo)志點。

(2)線、面狀數(shù)據(jù)幾何表達基本規(guī)則

地理實體數(shù)據(jù)的幾何表達應(yīng)遵循以下規(guī)則：①以線表達的水系、交通等要素應(yīng)保證線段的連續(xù)。例如，面狀河流或道路應(yīng)提取骨架線或中軸線，并與相接的線狀河流或道路構(gòu)成連通網(wǎng)絡(luò)，遇有橋梁使河流或道路中斷時，應(yīng)在斷開處添加線段使河流或道路保持連通。②以面表達的政區(qū)、院落、房屋等要素應(yīng)保證面的封閉。例如，表示院落時應(yīng)提取構(gòu)成院落輪廓的邊線并構(gòu)建封閉面。③正確處理要素間的空間關(guān)系，保證要素間空間關(guān)系的合理與邏輯一致。例如，以河流為界的界線數(shù)據(jù)，表示界線的線應(yīng)當(dāng)與表示河流的線在空間上一致。

(3)數(shù)據(jù)一致性處理

地理實體數(shù)據(jù)可能存在多種幾何圖形表現(xiàn)形式，數(shù)據(jù)之間的一致性，通過實體標(biāo)識碼進行維護。凡具有相同實體標(biāo)識碼的幾何對象，均認為其是一個實體的不同表現(xiàn)形式。

(4)數(shù)據(jù)邏輯組織

地理實體數(shù)據(jù)以空間連續(xù)、內(nèi)容分層的方式進行邏輯組織。地理實體的圖形數(shù)據(jù)由單個或多個點、線、面幾何對象組合而成，它具有特定的地理意義與空間唯一性，能夠與相關(guān)社會經(jīng)濟信息進行掛接，滿足信息交換共享的需要。地理實體數(shù)據(jù)采用標(biāo)識碼來唯一標(biāo)識每個對象。

4.血矛線蟲病。捻轉(zhuǎn)血矛線蟲宿主的感染主要在溫暖季節(jié)，在溫暖季節(jié)血矛線蟲病發(fā)生較多，本次呈慢性經(jīng)過, 直至動物死亡。

地理實體的屬性由基本屬性、擴展屬性、專業(yè)屬性三部分組成。

基本屬性：指確定其唯一性而應(yīng)具有的屬性，作為所有地理實體的必不可少的內(nèi)容存在；基本屬性提供地理實體與其他擴展和專業(yè)屬性關(guān)聯(lián)的信息。擴展屬性：指地理實體所關(guān)聯(lián)的具有共享性質(zhì)的社會經(jīng)濟屬性，凡專業(yè)管理部門有明確標(biāo)準(zhǔn)管理的，采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。專業(yè)屬性：指專業(yè)部門根據(jù)管理需要賦予實體的專業(yè)性、行業(yè)性的屬性內(nèi)容。

2.3 地理實體數(shù)據(jù)建設(shè)

現(xiàn)狀地理實體建設(shè)思路為：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在矢量、三維、地名地址等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，細化包括房屋、道路、水系、院落等在內(nèi)的重要地理單元的劃分顆粒度，以現(xiàn)實世界中可以獨立的對象作為空間單體的最小表達模型，并賦予唯一的標(biāo)識ID。

歷史地理實體建設(shè)思路為：按照地理實體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通過現(xiàn)狀地理實體數(shù)據(jù)與已收集的多種歷史數(shù)據(jù)比對，將現(xiàn)狀地理實體數(shù)據(jù)中已采集的數(shù)據(jù)修正其產(chǎn)生和消亡時間，將已消亡的地理實體進行補充采集，形成具有一定時間序列、統(tǒng)一時空基準(zhǔn)的地理實體數(shù)據(jù)庫，地理實體數(shù)據(jù)生產(chǎn)和建庫流程如圖1所示。

圖1 地理實體數(shù)據(jù)生產(chǎn)和建庫流程圖

3 政務(wù)專題數(shù)據(jù)建設(shè)

3.1 空間化要求

政務(wù)專題數(shù)據(jù)空間化是通過專題數(shù)據(jù)與地理實體的關(guān)聯(lián)融合所實現(xiàn)的，采取“軟件自動化+人工干預(yù)”的處理方式，空間化的成果數(shù)據(jù)輸入到政務(wù)專題數(shù)據(jù)庫中。

政務(wù)專題數(shù)據(jù)與地理實體的關(guān)聯(lián)可采用以下幾種方式：①政務(wù)專題數(shù)據(jù)中含有地址項，但地址信息不標(biāo)準(zhǔn)，將地址信息標(biāo)準(zhǔn)化之后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地址進行關(guān)聯(lián)。②政務(wù)專題數(shù)據(jù)中含有位置坐標(biāo)項，通過與地理實體位置信息進行空間分析關(guān)聯(lián)匹配。③政務(wù)專題數(shù)據(jù)中含有實體名稱項，通過實體名稱進行關(guān)聯(lián)。④政務(wù)專題數(shù)據(jù)中含有實體標(biāo)識碼項，通過實體標(biāo)識碼進行關(guān)聯(lián)[2]。⑤政務(wù)專題數(shù)據(jù)中含有個人的身份證號或企業(yè)的統(tǒng)一社會信用代碼，通過身份證號或統(tǒng)一社會信用代碼與其他已空間化的數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)[3]。

專題數(shù)據(jù)空間化須遵循以下要求：①專題數(shù)據(jù)須檢查拓撲關(guān)系，與背景要素(道路面、建筑物、植被、水系圖層)拓撲關(guān)系保持一致。②專題數(shù)據(jù)各信息點要素相對空間位置關(guān)系正確，無重復(fù)或遺漏。③對于精確匹配上圖的政務(wù)專題數(shù)據(jù)，專題數(shù)據(jù)在底圖上的位置與相應(yīng)POI或地址的位置須保持一致。

3.2 技術(shù)流程

政務(wù)專題數(shù)據(jù)空間化包括數(shù)據(jù)清洗整理、地名地址匹配、空間信息掛接三個部分，具體如圖2所示。

圖2政務(wù)專題數(shù)據(jù)空間化的技術(shù)流程圖

3.3 專題數(shù)據(jù)空間化

首先進行數(shù)據(jù)清洗整理：單位提供接入的政務(wù)數(shù)據(jù)格式、結(jié)構(gòu)均不相同，為了能更準(zhǔn)確地進行地名地址匹配，須對政務(wù)專題數(shù)據(jù)進行清洗整理，依照數(shù)據(jù)自身情況，共5種不同的處理方法：①空間數(shù)據(jù)：無須處理，可直接用于各類應(yīng)用。②已匯總Excel表格數(shù)據(jù)：調(diào)整字段格式，保證其可以在導(dǎo)入GIS軟件后正確顯示。③已匯總文本數(shù)據(jù)：導(dǎo)出為Excel表格形式，調(diào)整格式。④未匯總表格或文本數(shù)據(jù)：匯總為Excel表格形式，調(diào)整格式。⑤數(shù)據(jù)庫格式數(shù)據(jù)：先行在數(shù)據(jù)庫進行整理，導(dǎo)出為csv數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為Excel表格數(shù)據(jù)。

然后進行地名地址匹配：基于地理實體數(shù)據(jù)庫，利用地名地址建庫工具，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)地名地址數(shù)據(jù)庫索引，發(fā)布地名地址匹配服務(wù)，提供地名地址匹配的能力。地名地址匹配，支持兩種方式：①地址匹配。將專題數(shù)據(jù)中的地址信息與標(biāo)準(zhǔn)地址進行匹配，掛接坐標(biāo)值。②地名匹配。將專題數(shù)據(jù)中的地名信息與地名地址進行匹配，掛接坐標(biāo)值?？芍С值某菂^(qū)地址描述結(jié)構(gòu)為：[行政區(qū)劃]+[街路巷]+[門牌號]+[小區(qū)/單位]+[樓棟號]?？芍С值慕紖^(qū)地址描述結(jié)構(gòu)為：[行政區(qū)劃]+[鄉(xiāng)鎮(zhèn)]+[村莊名]+[組/隊]+[門牌號]。

最后進行空間信息掛接：獲取匹配上的地理實體標(biāo)識碼信息，并補充到政務(wù)專題數(shù)據(jù)屬性中，即可完成專題數(shù)據(jù)空間化。

3.4 專題數(shù)據(jù)管理

政務(wù)專題數(shù)據(jù)和地理實體數(shù)據(jù)一樣，具有可以唯一標(biāo)識地理對象的屬性字段。通過這個字段，最終實現(xiàn)政務(wù)專題數(shù)據(jù)的空間化——政務(wù)專題數(shù)據(jù)能夠隨時根據(jù)這個唯一標(biāo)識關(guān)聯(lián)字段找到對應(yīng)地理實體，從而獲得它的空間信息。

空間化后的政務(wù)專題信息，納入時空信息大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一存儲和管理。

對入庫的政務(wù)專題數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進行分類存儲，可以通過多維度的分類方法對數(shù)據(jù)進行分類，提高數(shù)據(jù)存儲以后的應(yīng)用效率，對所整合后的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一存儲。

3.5 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)融合應(yīng)用效果

通過地理實體與政務(wù)專題數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)融合，可以實現(xiàn)空間展示每棟房子關(guān)鍵的各類專題數(shù)據(jù)，通過熱力圖，渲染圖等展示用電用水活躍生活居住區(qū)，活躍辦公區(qū)，建議停車位規(guī)劃位置等。

空間化后的政務(wù)專題信息，以地理空間為橋梁，可建立數(shù)據(jù)之間廣泛的關(guān)聯(lián)關(guān)系[4，5]。

圖3嘉興市城市脈動效果圖

4 結(jié) 語

政府測繪地理信息部門對本地區(qū)地理實體數(shù)據(jù)利用主要是滿足國家、省級和本地區(qū)的需求。在基于地理實體數(shù)據(jù)利用的同時，由于政府測繪地理信息部門和國土、交通、水利等行業(yè)部門積累的大量基礎(chǔ)地理實體數(shù)據(jù)或政務(wù)專題數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、形式和內(nèi)容也存在差異，還需要對測繪地理實體數(shù)據(jù)和政務(wù)專題數(shù)據(jù)進行整合加工和必要的改造，使其符合地理實體數(shù)據(jù)認知的表達要求，構(gòu)建通用數(shù)據(jù)庫樣本庫以及本地區(qū)的框架數(shù)據(jù)庫、基本比例尺數(shù)據(jù)庫和專題數(shù)據(jù)庫，生產(chǎn)滿足國家、省級和本地區(qū)需要的各類專題產(chǎn)品[6]。

建立共享與交換機制、時空大數(shù)據(jù)與政務(wù)信息的融合會更好地服務(wù)城市空間治理現(xiàn)代化，各類政務(wù)專題數(shù)據(jù)的匯聚和關(guān)聯(lián)，是通過地理實體數(shù)據(jù)實現(xiàn)的。地理實體數(shù)據(jù)庫與人口庫、法人庫和經(jīng)濟庫合稱為城市四大基本庫，作為四大基本庫之一，地理實體庫提供地理對象的劃分、標(biāo)識、唯一性維護等功能。通過地理實體庫的建設(shè)，建立起具有唯一標(biāo)識體系的空間地理基礎(chǔ)信息，為各類專業(yè)信息提供空間位置信息和空間定位能力[7]。新型地理實體是城市大數(shù)據(jù)的核心，為跨部門數(shù)據(jù)融合、智能化應(yīng)用開拓了一條新路徑。