地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺建設(shè)及應(yīng)用分析

艾朋

（四會市多規(guī)合一指導(dǎo)中心，廣東 四會 526200）

1 引言

城市的數(shù)字識別和再現(xiàn)屬于數(shù)字城市的本質(zhì)，城市相關(guān)信息能夠由此整合。作為空間數(shù)據(jù)整合工具的地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺，是數(shù)字城市建設(shè)的基礎(chǔ)。為了提供權(quán)威、統(tǒng)一的數(shù)字城市管理服務(wù)平臺，地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的建設(shè)和應(yīng)用須得到重視，故本文的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

2 地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺建設(shè)方法

2.1 建設(shè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫

為建設(shè)地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺，首先需開展基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)，建設(shè)過程中需要應(yīng)用地理編碼與地址匹配、寬帶網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)存儲、仿真－虛擬、遙測、3S、GIS 服務(wù)引擎和金字塔圖片引擎并存等技術(shù)。圖1 為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)示意圖[1]。

圖1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)示意圖

數(shù)據(jù)庫具體設(shè)計采用1985 國家高程基準(zhǔn)、國家大地坐標(biāo)系、1∶500 和1∶1000 的地形圖比例尺，DEM 比例尺、DOM 比例尺、框架要素比例尺分別為1∶2000、1∶1000、1∶500，項目一級控制數(shù)據(jù)可采用D 級GPS 控制網(wǎng)。

數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程可概括為：技術(shù)準(zhǔn)備→踏勘→設(shè)計→航空攝影→像控測量→空中三角形測量控制點加密→定向建模→DLC 立體采集/調(diào)繪DOM 制作/DEM 采集→DOM采集/外業(yè)調(diào)繪→DLG 編輯→檢查→分幅數(shù)據(jù)成果→建庫成果→制作元數(shù)據(jù)→提交驗收→提交成果。逐步完成數(shù)據(jù)生產(chǎn)和數(shù)據(jù)建庫，并進行實景三維建模制作，即可完成數(shù)據(jù)庫建設(shè)。需要注意的是，數(shù)據(jù)庫的控制測量及數(shù)據(jù)生產(chǎn)需遵循一定規(guī)范和技術(shù)要求，如GPS 網(wǎng)中各獨立環(huán)全長閉合差以及坐標(biāo)分量閉合差需滿足以下規(guī)定：

式中，W 為環(huán)閉合差；Wx、Wy、Wz為坐標(biāo)分量閉合差；d 為相鄰點的距離；n 為獨立環(huán)的邊數(shù)；δ 為標(biāo)準(zhǔn)差；a、b 分別為平面控制網(wǎng)的固定誤差和比例誤差系數(shù)，a≤10 mm，b≤5×10-6。需保證存在的復(fù)測基線的長度較差。

2.2 建設(shè)地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺

為順利建設(shè)地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺，可采用多級服務(wù)聚合技術(shù)、J2EE 技術(shù)、EBS 總線技術(shù)、平臺技術(shù)等先進技術(shù)。圖2 為地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的總體結(jié)構(gòu)，該平臺設(shè)計需遵循統(tǒng)一平臺、安全為先、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)保密原則，并注意針對性的數(shù)據(jù)變形處理。這里的統(tǒng)一平臺指的是結(jié)合地理信息技術(shù)已有成果，基于“整合資源、統(tǒng)一平臺、各負(fù)其責(zé)”的認(rèn)識下，結(jié)合現(xiàn)有ESRI 地理信息平臺開展二次開發(fā)，已有資源的充分利用將順利實現(xiàn)，輔以各種保障性政策文件等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、針對性的數(shù)據(jù)變形處理，平臺建設(shè)即可順利實現(xiàn)[2]。

在平臺建設(shè)中，需關(guān)注數(shù)據(jù)集提取和保密處理、平臺分層分類、對外發(fā)布模塊。對于數(shù)據(jù)集提取和保密處理，需從基本地理信息數(shù)據(jù)中進行地名數(shù)據(jù)、住宅用地數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)、植被和土壤數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的提取，輔以標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)重組，即可在保密技術(shù)支持下形成相應(yīng)版本的數(shù)據(jù)?；A(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫成果需要在數(shù)據(jù)脫密處理后對外發(fā)布，涉密信息必須通過處理轉(zhuǎn)化為公開的測繪成果。通過處理地理數(shù)據(jù)空間精度和地理數(shù)據(jù)內(nèi)容，并采用投影轉(zhuǎn)換法、數(shù)學(xué)變換干擾法、空間變換法、地理要素及屬性刪除法、要素綜合移位法，可滿足平臺的數(shù)據(jù)共享交換需要。平臺分層分類可圍繞圖2 所示的公眾版平臺、政務(wù)版平臺、基礎(chǔ)版平臺進行，數(shù)據(jù)集區(qū)別體現(xiàn)在服務(wù)對象、信息公開程度、位置精度等方面，以此選用不同信息公開標(biāo)準(zhǔn)提取、重組、加工，即可得到3 版數(shù)據(jù)集用于不同對象；對外發(fā)布模塊負(fù)責(zé)政策法規(guī)提供、新聞發(fā)布、數(shù)據(jù)發(fā)布、提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務(wù)、提供地圖查詢服務(wù)、綜合管理各類服務(wù)。平臺的對外發(fā)布功能模塊涉及門戶首頁、地圖中心、服務(wù)資源、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、專題地圖、運維管理等內(nèi)容，如地圖中心包括圖層控制、圖層空間查詢、資源目錄、專題疊加、周邊搜索、圖層專題查詢、地圖基本操作、三維地圖[3]。

圖2 地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺總體結(jié)構(gòu)示意圖

為實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的建設(shè)，可結(jié)合應(yīng)用B/S 系統(tǒng)的各個C/S 系統(tǒng)，以此實現(xiàn)服務(wù)提供。廣域網(wǎng)屬于B/S 系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)，平臺可由此實現(xiàn)對外服務(wù)，在操作系統(tǒng)和瀏覽器支持下，B/S 系統(tǒng)即可保證地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺與用戶開展靈活交流，且存在客戶端免維護特點，適用于客戶需求變化迅速、用戶群龐大的情況。基于B/S 系統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺應(yīng)由電子地圖首頁、資源中心界面、后臺管理系統(tǒng)界面組成，其中，資源中心界面需包括“我的服務(wù)”“服務(wù)查詢”“服務(wù)縱覽”等信息；C/S 系統(tǒng)可向政府及相關(guān)部門的政務(wù)內(nèi)網(wǎng)提供專題應(yīng)用服務(wù)，在專門服務(wù)器和局域網(wǎng)支持下，地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺可基于權(quán)限調(diào)用數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)交換服務(wù)。服務(wù)器端壓力可同時通過具備強大功能的C/S系統(tǒng)降低，輔以權(quán)限多層次校驗、更強的信息安全控制能力，即可提供索引列表、系統(tǒng)輸出面板、圖層面板、結(jié)果顯示面板、數(shù)據(jù)顯示區(qū)域等構(gòu)成的界面，所有圖層要素能夠通過打開地圖顯示。圖3 為C/S 系統(tǒng)主界面示意圖。

圖3 C/S 系統(tǒng)主界面示意圖

3 地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的應(yīng)用要點

地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺在各領(lǐng)域均具備較高應(yīng)用價值，如數(shù)字化城市管理系統(tǒng)、以地控稅管理系統(tǒng)、森林防火指揮系統(tǒng)、國土資源信息管理系統(tǒng)、公安警用地理信息系統(tǒng)等。本章僅圍繞其中部分應(yīng)用進行深入探討。

3.1 數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)

數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)由監(jiān)督指揮子系統(tǒng)和城市管理子系統(tǒng)組成。通過應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)鏈接技術(shù)，數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)即可實現(xiàn)對地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺信息服務(wù)的嵌入式在線調(diào)用，提升城市管理的科學(xué)化、智能化水平。以基于地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的商販占道違規(guī)經(jīng)營處理為例，在發(fā)現(xiàn)商販占道違規(guī)經(jīng)營情況后，巡查員可向城管指揮中心上報問題地點及詳細(xì)情況，違規(guī)經(jīng)營地點可在地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺提供的空間位置信息被鎖定，違規(guī)經(jīng)營畫面可依托視頻監(jiān)控設(shè)備鎖定，從而使相關(guān)問題能夠得到有效處理。最后，辦案結(jié)果還可以由巡查員向指揮中心反饋，通過平臺再次進行地點鎖定，即可分析案件辦理結(jié)果。

在地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的支持下，資源共享和遠程命令也能通過大屏幕實現(xiàn)，使數(shù)字化城市管理系統(tǒng)的功能充分發(fā)揮作用。通過對地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的地圖調(diào)用，城市單元的組件信息、案例文件信息、問題處理信息等全局信息能夠全面掌握，同時能夠更好地掌握每個網(wǎng)格、組件、信息采集員、社區(qū)的情況，全面掌握城市管理整體情況，如視頻監(jiān)控、基本數(shù)據(jù)顯示、人員顯示、案件展示、統(tǒng)計分析等功能。以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)展示為例，通過對接地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺，可實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地圖定位，如道路交通、市政設(shè)施、景觀美化等，實時監(jiān)控公廁開啟情況也能在公廁考勤機支持下實現(xiàn)，平臺可同時為數(shù)據(jù)專題圖的導(dǎo)出和打印提供支持，并支持公廁未開啟、設(shè)備防盜等報警。

3.2 國土資源信息管理系統(tǒng)

相關(guān)政府部門負(fù)責(zé)建設(shè)和更新國土資源信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)與地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺通過在線服務(wù)對接，在網(wǎng)絡(luò)鏈接技術(shù)支持下，地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺信息服務(wù)的嵌入式在線調(diào)用可順利實現(xiàn)。依托電子地圖接口，地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺能夠通過國土應(yīng)用系統(tǒng)對國土資源可公開信息進行整合，如土地利用現(xiàn)狀、土地利用規(guī)劃、儲備用地、閑置土地、基準(zhǔn)地價、不動產(chǎn)信息查詢等數(shù)據(jù)，國土資源綜合管理系統(tǒng)將順利形成。在地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的支持下，形成的國土資源綜合管理系統(tǒng)能夠保證信息的透明和公開，較好地為其他政府部門提供信息查詢服務(wù)，具體可提供不動產(chǎn)信息查詢、專題數(shù)據(jù)查詢、礦山相關(guān)信息的管理和分析。以專題數(shù)據(jù)查詢?yōu)槔?，依托地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺，國土資源綜合管理系統(tǒng)可形成地籍、轉(zhuǎn)移業(yè)務(wù)、土地規(guī)劃、農(nóng)田保護等專題數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)能夠在高分辨率、高精度的矢量及影像地圖上疊加，滿足查詢、瀏覽等需要，地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺的應(yīng)用價值可見一斑。

4 結(jié)語

綜上所述，地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺能較好地服務(wù)于數(shù)字城市建設(shè)。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的建設(shè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、建設(shè)地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺、國土資源信息管理系統(tǒng)等內(nèi)容，提供了可行性較高的地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺建設(shè)和應(yīng)用路徑。另外，各部門應(yīng)重視合作的深化、數(shù)據(jù)資源開放共享機制的完善等，從而更好地打造地理空間數(shù)據(jù)共享交換平臺。