地理空間信息數據在PGIS中的應用

張翠峰，匡志威，陳麗瓊

(長沙市勘測設計研究院，湖南長沙 410000)

1 前言

近年來，地理空間信息數據在交通、環保、國土等許多行業中得到廣泛應用。將地理空間信息數據引入公安系統，搭建高速、高質的PGIS平臺，把各類公安信息置于空間分布中進行管理和分析，符合公安業務大空間的特點，滿足業務多樣化的需求。

警用地理信息系統即PGIS，是利用空間地理信息技術，以電子地圖為基礎，以公安寬帶網絡為依托，以信息共享和綜合利用為目標，將各類警務信息空間化和集成化，實現公安基礎信息基于空間電子地圖的可視化信息查詢和決策分析。

PGIS平臺確定了電子地圖的投影、坐標系、數據格式和圖層分層等參數的標準;建立了統一的警務地理信息分類與編碼、數據采集工作規范、元數據標準、地理信息應用規范等一系列的相關標準;統一了GIS軟件平臺、數據庫的選型、數據的存儲等標準。各警種各部門可在統一的、公共的警務地理信息平臺上開展地理信息開發和應用，避免重復建設，提高信息共享和綜合利用水平。

2 地理空間信息數據的組織

PGIS平臺對于空間定位、GPS跟蹤目標等精度要求較高。公安部制定了PGIS的建庫標準，其中包括了5類數據:基礎地理信息數據、警用公共地理信息數據、警用業務專用地理信息數據、標準地址空間數據、業務關聯數據。在這些數據中基礎地理信息數據和部分警用公共地理信息數據需要從測繪部門獲取。城市PGIS平臺的基礎地理數據一般是采用城市勘測院提供的1∶2 000到1∶500比例尺的矢量數據，多比例尺數據顯示做到無縫漫游。影像數據方面，主要使用高分辨率衛星遙感影像、0.5 m和0.25 m分辨率航拍影像。

本文以長沙市PGIS平臺建設為依托，研究地理空間信息數據在PGIS中的應用。主要包括根據相關標準進行矢量與影像數據預處理、公眾信息采集所需資料輸出、已采集的公眾信息上圖并輸出、警用圖形配置。長沙市PGIS平臺以地理信息為載體，實現公安資源的整合與查詢應用。因此在地理空間數據的組織上要以PGIS平臺建設的相關標準為依據。地理空間信息數據即矢量數據與影像數據，經過精細處理后，使用七參數坐標轉換法，把這些數據從地方坐標系轉換到WGS－84經緯坐標系，提供給PGIS平臺使用。

2.1 矢量數據處理按以下步驟實施

(1)從基礎數據庫中導出建筑物面、道路、水系、主要公園、綠地、地名注記、管線、電桿、消火栓、路燈、電話亭等圖層數據。

(2)整理水系注記、主要公園綠地注記、地名注記。使用ArcGIS軟件依據以下原則處理這三類注記。主要水系繪制中心線，并在其屬性字段名稱欄輸入該水系的名稱;主要公園、河灘、山地等根據影像繪制面文件，并在其屬性字段名稱欄輸入名稱;地名注記要分類明確，主要分為以下28類:政府、局機關、公安局、派出所、銀行、醫院、醫療機構、休閑會所、小區、賓館、高樓大廈、停車場、市場、商場、企業單位、旅行社、陵園、街道辦事處、加油站、廣場、展覽館類、公園、公廁、電影院、超市、廠礦單位、KTV、餐飲。

(3)根據最新衛星影像完善道路中線。道路是城市交通的血液，道路數據的完整精確對公安機關在精準指揮警力中發揮著重要作用。道路中線要求每條道路完整準確，一條道路對應一條數據。在ArcGIS軟件中，完善主城區道路網，同時繪制郊區鄉鎮范圍內的國道、省道、縣道、鄉道。每條道路的屬性字段中道路等級、寬度、名稱必須補充完善。

(4)主要地物要素(包括建筑物、河流、水系)的名稱屬性字段填寫相應的值。

(5)圖層要素整理:建立符合經緯度坐標系(WGS－84坐標系)的數據集，按公安部標準建立基礎數據圖層、要素對應表、圖層屬性字段。將要素導入到對應圖層中，要素屬性值(分類代碼、國標代碼、名稱)一起導入。

(6)屬性數據結構整理:地理實體的屬性數據項包含多個信息內容，按照地理實體的自然屬性、社會屬性和管理屬性將地理實體的屬性數據項分為基本數據項、擴展數據項、業務專用數據項。根據公安部標準，整理地理實體的屬性字段。

2.2 影像數據處理按以下步驟處理

矩形格網分幅的影像圖進行坐標轉換后有效影像圖區域將不再是矩形，這樣，圖幅拼接將會產生縫隙，因此轉換前需要進行帶重疊區處理，最后消除重疊區。

(1)影像帶重疊區分幅

①影像按范圍外擴1幅作為準備數據;

②所有準備好的數據進行拼接;

③分幅使用的DXF結合圖制作，需保證每個標準分幅的圖幅矩形格網外擴500 m;

④將拼接的總圖按以上DXF結合圖進行分幅。(2)將重新分幅的帶重疊區的影像從地方直角坐標轉換為WGS－84經緯坐標。

(3)帶重疊區的WGS－84經緯影像圖重疊區消除。利用易拼圖軟件重新拼接分幅帶重疊區的WGS－84經緯影像圖。分幅采用自動分幅的模式。分幅后修改圖幅名稱，制作圖幅結合圖。

整理好的矢量與影像數據可以直接用于PGIS平臺的基礎地理數據庫建設與柵格電子地圖配圖切片。

柵格地圖圖片按照一定級別進行制作，可分為21個級別，相鄰級別之間圖片大小的經緯度跨度、地圖比例尺按倍數關系變化，已由公安部警用地理信息地圖配圖規范規定。

警用系統的信息成果在網絡上發布查看必須首先通過配圖切片后才能實現。根據以上要求，對長沙市柵格地圖圖片集進行配圖切片，其中1級～9級數據可以直接從公安網上下載使用，10級～20級必須進行精細的手工配圖切片方可上傳使用。

PGIS中的切片數據有兩類:一類是基礎矢量數據，只需要切一套瓦片數據(具體圖層按公安部標準圖層配色，而注記部分使用已整理好的各類地名數據資料，配山海經緯公司的EZMAP中符號庫形成切片數據);一類是影像數據(由兩套切片數據組成)，一套影像切片數據，一套道路、地名注記組合的矢量疊加影像切片數據。

3 公眾信息數據數字化

隨著城市現代化建設的快速發展，傳統的人工熟悉地理環境或依靠普通地圖指揮作戰的方式已遠不能適應實戰要求。指揮中心、刑偵、治安、交通消防、警衛、反恐等公安部門需要將已建成的相關業務信息系統的信息疊加在地理信息上進行綜合利用，提高公安機關作戰指揮和管理分析等方面的能力和水平。為了保證分析決策信息的高質量，需要完善的歷史數據和實時新鮮的即時數據支持。公眾信息的采集也就成為重要的基礎功能。有了基礎地理空間數據作為載體，公安機關在進行公眾實體信息采集與信息數字化時就方便了許多。長沙市PGIS平臺建設中，公眾信息采集流程如圖1所示。

圖1 公眾信息數據采集流程圖

以下是對數據采集流程的環節描述:

(1)自動標注建筑物編號:將建筑物進行注記處理，在圖面上顯示建筑物要素編號。

(2)按圖幅打印紙圖，公眾信息調查用圖按照1∶1 000比例尺地形圖編號整理并按社區分幅打印，同時打印一套信息調查表。按圖幅打印需要對圖幅進行編號(最好為流水號)，信息調查表中必須填寫圖紙的編號。

(3)有實際建筑物，在調查表中填寫信息點信息:調查表中的信息點數據必須包含建筑物編號，由公安局采集人員完成。

(4)與實際不符合的，在紙圖上標記位置并編號，在調查表中填寫信息點信息:標記位置必需以點來表示，標記信息編號為工作流水號，從1開始編號，系統根據圖幅號與信息點編號檢查編號的唯一性，由公安局采集人員完成。

(5)紙圖上沒有表示的道路路線，需要繪制在紙圖上，并標注路名，由公安局采集人員完成。

(6)將調查表信息形成電子化文檔:將調查的信息填寫到統一格式的電子文檔中，由公安局采集人員完成。

(7)信息點上圖:根據調查后的紙圖將沒有地物要素的信息點繪制在電子圖上，并填寫紙圖上的信息點編號。

(8)自動生成同一編號的信息點，導入電子文檔屬性信息。

(9)數據檢查:編寫程序檢查信息點問題，并安排解決。

(10)采集人員確認后簽字，有問題則協商處理，沒有問題需簽字確認。

公眾信息調查完成后，就是在基礎地理信息中實現對信息的數字化。這個過程需要根據實際需要與產生的問題，編制相關程序完成。在長沙市PGIS信息調查與公眾信息數字化時使用了以下輔助工具，其功能包括:建筑物調查編碼交互生成、建筑物調查編碼自動生成、公眾信息點信息自動提取、公眾信息點補充提取、公眾信息點數字化遺漏按全局自動查詢、公眾信息點數字化遺漏按單個社區自動查詢、遺漏查詢文本成果處理、公眾信息點信息賦建筑面。

4 結語

本文以長沙市PGIS平臺建設為依托，研究了城市基礎地理數據坐標轉換，專業調查信息賦予空間信息，柵格電子地圖切片配圖技術。建立了一套矢量數據和柵格影像數據從地方直角坐標系到WGS－84經緯坐標系的精確坐標轉換方法。在公眾信息調查及信息數字化中，公眾信息調查信息成果自動錄入數據庫和自動檢索錄入技術的成功運用，徹底顛覆了該類型任務傳統的全手工作業方式，開辟了信息調查及數字化自動運作的方式，提高數字化效率的同時，也提升了數字化的準確度。在基礎地理數據成果通過精細處理后，成果后期配圖切片網絡發布技術的應用，開辟了地理信息數據成果網絡應用領域。

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