濟(jì)南市全要素級基礎(chǔ)地理信息共享框架研究

趙向陽

(濟(jì)南市勘察測繪研究院，山東濟(jì)南 250013)

濟(jì)南市全要素級基礎(chǔ)地理信息共享框架研究

趙向陽?

(濟(jì)南市勘察測繪研究院，山東濟(jì)南 250013)

基礎(chǔ)地理信息共享越來越受到人們的重視。本文以濟(jì)南市兩部門間實(shí)現(xiàn)全要素級基礎(chǔ)地理信息共享為例，分別從要素分類與代碼、數(shù)據(jù)整理與建庫和應(yīng)用平臺與接口等方面對城市基礎(chǔ)地理信息共享框架的關(guān)鍵技術(shù)作了分析。

基礎(chǔ)地理信息；共享；全要素

1 引 言

隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)正逐步面向行業(yè)和社會(huì)化應(yīng)用，而基礎(chǔ)地理信息是系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行的基礎(chǔ)也是其他各種信息的空間載體與框架[1]。近年來，國土、規(guī)劃、城管、交通、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域?qū)A(chǔ)地理信息的需求也越來越大，然而由于認(rèn)識不足、體制機(jī)制不健全等因素的影響造成基礎(chǔ)地理信息部門壟斷、數(shù)據(jù)壁壘和價(jià)格高漲[2]，一方面導(dǎo)致了信息系統(tǒng)建設(shè)成本高，基礎(chǔ)地理信息用戶少，阻礙了城市信息化的進(jìn)程；另一方面在應(yīng)用過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致、數(shù)據(jù)版本不一致、更新維護(hù)不及時(shí)等問題，導(dǎo)致系統(tǒng)建設(shè)難度大且生命周期短，因此基礎(chǔ)地理信息共享成為“數(shù)字城市”建設(shè)需要解決的關(guān)鍵問題之一，越來越受到人們的重視。

基礎(chǔ)地理信息共享是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，近年來，國內(nèi)外不少學(xué)者對共享理論做了研究，地理信息公共服務(wù)平臺在很多城市也已相繼建成[3～4]，濟(jì)南市在基礎(chǔ)地理信息共享方面也取得了長足發(fā)展，建立了政務(wù)版和公眾版等專題要素級基礎(chǔ)地理信息共享數(shù)據(jù)體系，提供WEB電子地圖服務(wù)，并以此為基礎(chǔ)向縱深方向發(fā)展[5]。本文以濟(jì)南市兩部門間合作實(shí)現(xiàn)全要素級基礎(chǔ)地理信息共享為例，研究基礎(chǔ)地理信息共享框架的關(guān)鍵技術(shù)，加快基礎(chǔ)地理信息共享的步伐。

2 共享框架的實(shí)現(xiàn)

2006年濟(jì)南市國土資源局和濟(jì)南市勘察測繪研究院(濟(jì)南市基礎(chǔ)地理信息中心)達(dá)成協(xié)議，共享濟(jì)南市全要素級基礎(chǔ)地理信息，建立地籍和土地利用管理系統(tǒng)，加快“數(shù)字地籍”的建設(shè)。

濟(jì)南市勘察測繪研究院開發(fā)基礎(chǔ)地理信息管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)全要素級基礎(chǔ)地理信息的管理、更新與維護(hù)，并通過ESRI ArcSDE對外提供基礎(chǔ)地理信息共享服務(wù)。濟(jì)南市國土資源局通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)用ArcSDE服務(wù)獲得基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，結(jié)合國土資源專題數(shù)據(jù)，以ArcEngine為平臺開發(fā)地籍管理系統(tǒng)和土地利用管理系統(tǒng)，其共享框架如圖1所示。

圖1 共享框架圖

3 要素分類與編碼

由于地理信息系統(tǒng)軟件平臺分析與制圖功能側(cè)重點(diǎn)不同，在某些功能實(shí)現(xiàn)上對全要素級基礎(chǔ)地理信息的要求也不盡相同。如在征地調(diào)研時(shí)需要統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)房屋等地上物的數(shù)量，而在土地勘測定界時(shí)需打印符合圖式的工作用圖。前者需要數(shù)據(jù)有較高的拓?fù)浞治瞿芰Γ笳咭髷?shù)據(jù)有精確的制圖表現(xiàn)形式。為降低開發(fā)專題應(yīng)用系統(tǒng)中基礎(chǔ)地理信息制圖的難度，解決數(shù)據(jù)和平臺兩者之間的銜接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析與制圖一體化，制定了兼顧制圖的《濟(jì)南市基礎(chǔ)地理信息要素分類與編碼》標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《國家基本比例尺地圖圖式》(GB/T 20257)第1、2部分和《基礎(chǔ)地理信息要素?cái)?shù)據(jù)字典》(GB/T 20258)第1、2部分對制圖的要求，在《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》(GB/T 13923—2006)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展，分類代碼采用8位十進(jìn)制數(shù)字碼，分別為按照數(shù)字順序排列的大類、中類、小類、子類和擴(kuò)展碼，具體代碼結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 要素代碼結(jié)構(gòu)圖

該要素代碼前6位與《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》(GB/T 13923—2006)一致，第7、8位為擴(kuò)展碼，用于表示類別、骨架線(主線)、是否依比例尺、復(fù)合地物輔助要素、整飾輔助要素等信息。

在共享過程中，根據(jù)《城鎮(zhèn)地籍?dāng)?shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)》(TD/T 1015—2007)中城鎮(zhèn)地籍要素的分類及編碼方法加入專業(yè)代碼，避免了不同專業(yè)間要素分類與編碼的沖突。

4 數(shù)據(jù)整理與建庫

經(jīng)過多年數(shù)字化生產(chǎn)，濟(jì)南市勘察測繪研究院已經(jīng)積累了大量的基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)，由于不同時(shí)期所用的采集軟件平臺不同造成數(shù)據(jù)編碼不一致。為避免以上問題，2006年統(tǒng)一基礎(chǔ)地形外業(yè)采集軟件平臺，新測基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)的編碼較為一致，修測基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)亦存在多平臺混用情況。

目前濟(jì)南市實(shí)現(xiàn)了中心城區(qū)建設(shè)用地1∶500比例尺地形圖數(shù)據(jù)全覆蓋、市區(qū)范圍1∶2 000比例尺和1∶5 000比例尺地形圖數(shù)據(jù)全覆蓋。為進(jìn)一步加大全要素級基礎(chǔ)地理信息共享的力度，滿足市國土局“數(shù)字地籍”系統(tǒng)和市規(guī)劃局“一張藍(lán)圖”系統(tǒng)的需求，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，對濟(jì)南市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)全面整理，實(shí)現(xiàn)多源、多尺度、多時(shí)相、異構(gòu)數(shù)據(jù)建庫。

(1)統(tǒng)一定位基礎(chǔ)

統(tǒng)一定位基礎(chǔ)是基礎(chǔ)地理信息共享的關(guān)鍵。該定位基礎(chǔ)應(yīng)具有通用性，并與多種定位基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換不受限制。濟(jì)南市全要素級基礎(chǔ)地理信息共享框架的定位基礎(chǔ)采用1980西安坐標(biāo)系和1985國家高程基準(zhǔn)。

(2)統(tǒng)一要素編碼

統(tǒng)一要素編碼是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的采集、更新、管理、分發(fā)服務(wù)和產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)。用于數(shù)據(jù)庫的建設(shè)與應(yīng)用、各種專業(yè)公共平臺建設(shè)、不同系統(tǒng)間的交換與共享等。因此必須嚴(yán)格按照《濟(jì)南市基礎(chǔ)地理信息要素分類與編碼》整理與建庫。

(3)統(tǒng)一符號規(guī)則

統(tǒng)一符號規(guī)則是基礎(chǔ)地理信息制圖的保障。《濟(jì)南市基礎(chǔ)地理信息要素符號規(guī)則》對符號的定位點(diǎn)、定位線、方向以及點(diǎn)線面要素、復(fù)合要素的幾何表示方法等作出規(guī)定，使要素符號化描述不產(chǎn)生歧義。

(4)統(tǒng)一質(zhì)量檢查

在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)采集、加工整理、建庫集成等工序中，按照《濟(jì)南市基礎(chǔ)地理信息要素質(zhì)量控制與評價(jià)》對數(shù)據(jù)的完整性、邏輯一致性、位置精度、時(shí)間精度、屬性精度、共享用戶定義要求等進(jìn)行質(zhì)量檢查。

5 應(yīng)用平臺與接口

5.1 硬件平臺

通過采用關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的設(shè)備和模塊冗余、線路冗余，建立后備系統(tǒng)和災(zāi)難恢復(fù)機(jī)制等一系列措施來保證硬件系統(tǒng)平臺的可靠性。如圖3所示，數(shù)據(jù)中心兩臺數(shù)據(jù)服務(wù)器建立集群服務(wù)，并通過雙通道連接磁盤陣列，設(shè)立獨(dú)立的數(shù)據(jù)備份服務(wù)器。

圖3 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

5.2 服務(wù)接口

濟(jì)南市全要素級基礎(chǔ)地理信息共享采用 ESRI ArcSDE Geodatabase格式將基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)存放在Oracle 10g數(shù)據(jù)庫中，提供標(biāo)準(zhǔn)的ArcSDE數(shù)據(jù)服務(wù)接口。該接口具有類庫多、跨平臺、大眾化、效率高、自由空間大等特點(diǎn)，用戶可通過以下幾種方式共享基礎(chǔ)地理信息。

首先，ESRI系列產(chǎn)品如 ArcGIS Desktop、ArcEngine、ArcIMS等可以輕松實(shí)現(xiàn)ArcSDE數(shù)據(jù)訪問。另有軟件廠商提供公共的地理空間數(shù)據(jù)訪問平臺，如Autodesk公司提供 FDO(Feature Data Objects)平臺，AutoCAD Map 3D等可通過該平臺直接連接到ArcSDE數(shù)據(jù)源。

其次，ArcSDE提供了強(qiáng)大的二次開發(fā)函數(shù)庫，SuperMap、GeoStar、MapGIS、AutoCAD等平臺完全可以集成實(shí)現(xiàn)對ArcSDE數(shù)據(jù)的互操作。

此外，在不允許實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取數(shù)據(jù)條件下，可通過GIS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺如FME(Feature Manipulate Engine)將ArcSDE數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成其他格式，建立非在線共享的基礎(chǔ)地理信息庫。該共享方式需要定期更新數(shù)據(jù)庫。

5.3 網(wǎng)絡(luò)平臺

數(shù)據(jù)中心選用千兆以太網(wǎng)技術(shù)組建中心骨干網(wǎng)絡(luò)，擔(dān)負(fù)著服務(wù)器集群間數(shù)據(jù)交換、部門節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)交換、內(nèi)部數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)備份等重要數(shù)據(jù)核心交換功能。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)經(jīng)防火墻、加解密等設(shè)備對外提供共享服務(wù)。

鑒于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)量大、保密等級高等特點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心和共享部門間不采用公用網(wǎng)絡(luò)而是租賃千兆裸光纖組建專用網(wǎng)絡(luò)。

6 結(jié) 語

基礎(chǔ)地理信息在兩部門間的成功共享，標(biāo)志著濟(jì)南市全要素級基礎(chǔ)地理信息共享框架的初步建立，其必然會(huì)拓展基礎(chǔ)地理信息在政府各部門、各行業(yè)中應(yīng)用的深度和廣度，為進(jìn)一步推動(dòng)“數(shù)字濟(jì)南”的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

[1]李德仁，龔健雅，李京偉等.中國空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)(續(xù)完)[J].測繪通報(bào)，2002(12):1～4

[2]李培.可持續(xù)發(fā)展地理信息共建共享機(jī)制探討[A].中國地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)第三次代表大會(huì)暨第七屆年會(huì)[C]. 2003－11－01

[3]馬文涵.數(shù)字武漢地理空間信息共享平臺的研究[J].地理空間信息，2007(6):11～13

[4]秦建新，向洪普，陳均堯.基礎(chǔ)地理信息的應(yīng)用共享與機(jī)制分析——以湖南省為例[J].地球信息科學(xué)，2004(4): 76～79

[5]仲偉政.濟(jì)南市公共地理信息平臺的建立和應(yīng)用[J].城市勘測，2005(2):19～22

Research on Sharing Framework of Jinan Fundamental Geographic Information in Full Feature Level

Zhao XiangYang
(Jinan Geotechnical Investigation and Surveying Institute，Jinan 250013，China)

The sharing of fundamental geographic information is being taken more seriously.The objective of our paper is to exemplify this sharing in two government departments，and the key technologies include elements classification and coding，data archiving and database construction，development of system framework and interfaces，etc.

Fundamental geographic information；sharing；Full Feature level

1672－8262(2010)02－30－03

P208

A

2009—08—20

趙向陽(1980—)，男，工程師，主要從事地理信息系統(tǒng)軟件開發(fā)與數(shù)據(jù)建庫工作。