宜昌市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn)

劉榮強(qiáng)，盧立

(宜昌市測繪大隊，湖北宜昌 443000)

宜昌市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與實現(xiàn)

劉榮強(qiáng)?，盧立

(宜昌市測繪大隊，湖北宜昌 443000)

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是其他地理信息系統(tǒng)以及數(shù)字城市建設(shè)基本且必要的組成部分，隨著近幾年數(shù)字城市的大力推廣，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的作用也顯得越來越重要。本文結(jié)合宜昌市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，闡述了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)的建庫內(nèi)容、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、數(shù)據(jù)庫功能、數(shù)據(jù)庫建庫原則等進(jìn)行了分析和探討，對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)功能作了重點介紹。

基礎(chǔ)地理信息；數(shù)據(jù)庫；地理信息系統(tǒng)

1 引 言

近些年，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息化已成為推動經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素?！暗乩硇畔⑹侨藗冋J(rèn)知世界、利用自然不可缺少的媒介，是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性資源”。城市的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫作為數(shù)字城市建設(shè)的基本組成部分，如何更好地組織、調(diào)度、存儲與管理海量的空間數(shù)據(jù)，滿足國內(nèi)數(shù)字化生產(chǎn)和國家基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)業(yè)建設(shè)就顯得更為重要[1]。

2 基礎(chǔ)地理信息概況

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)是遵照計算機(jī)信息系統(tǒng)、測繪、地理信息等國家標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)范的數(shù)據(jù)分層編碼規(guī)定和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)檢查等一系列生產(chǎn)過程形成DLG、DEM、DOM、DRG基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫，并建立基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)多尺度、多數(shù)據(jù)源的海量基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)的科學(xué)存儲與規(guī)范管理，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的快速瀏覽、查詢檢索、統(tǒng)計分析、制圖輸出以及檢查更新等應(yīng)用。

大部分城市的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)源于測繪部門的長期積累，宜昌市測繪大隊自1995年成立至今，隨著測繪技術(shù)手段的不斷進(jìn)步，也經(jīng)歷了由手工測繪向數(shù)字化測繪的轉(zhuǎn)變過程，并在這個過程中，積累了大量的基礎(chǔ)測繪成果。包括:現(xiàn)有建成區(qū)范圍約300 km2的1∶500地形圖數(shù)據(jù)、約300 km2的1∶2 000地形圖數(shù)據(jù)(1∶500縮編而成)以及約1 200 km2的1∶2 000正射影像圖數(shù)據(jù)、大地控制測量成果等。

為了更好地對數(shù)據(jù)成果進(jìn)行組織管理以及深層次發(fā)揮這些數(shù)據(jù)成果的作用，就需要結(jié)合宜昌市的實際情況建立一個基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。宜昌市采用MS SQL Server搭建基礎(chǔ)地理信息的核心數(shù)據(jù)庫與，使用清華山維軟件對地理信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)庫的管理。

3 系統(tǒng)目標(biāo)

城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)主要就是為了整合日常測繪工作中所生產(chǎn)的基礎(chǔ)地理信息成果，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理[2]。

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，不僅僅是為了滿足本部門的需求，也應(yīng)該為政府及綜合管理部門開展的信息化建設(shè)項目、數(shù)字城市、地理空間信息平臺、電子政務(wù)建設(shè)等工作的實施奠定基礎(chǔ)。這就需要所建立的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫應(yīng)該是一個采用數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，多數(shù)據(jù)源、多尺度、多數(shù)據(jù)類型、多時態(tài)的空間數(shù)據(jù)庫[3，4]。

為了便于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的完善和擴(kuò)展，系統(tǒng)應(yīng)采用國內(nèi)外空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)的最新技術(shù)及成果，并能夠積極創(chuàng)新，采用面向地理信息應(yīng)用的建設(shè)思路?；A(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建成后，應(yīng)滿足實時地為用戶提供各種方式的基礎(chǔ)地理信息瀏覽、查詢、分析數(shù)據(jù)分發(fā)等需求，并能為其他地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)框架[5，6]。

4 系統(tǒng)設(shè)計

4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的核心是包括DOM、DLG、DEM等空間數(shù)據(jù)，根據(jù)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)目標(biāo)，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)在邏輯和物理上分為現(xiàn)勢數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。其中:現(xiàn)勢數(shù)據(jù)庫主要存放經(jīng)過數(shù)據(jù)整理和數(shù)據(jù)檢查之后的現(xiàn)勢性成果、歷史數(shù)據(jù)庫主要存放現(xiàn)勢數(shù)據(jù)發(fā)生更新所形成的歷史數(shù)據(jù)庫；現(xiàn)勢數(shù)據(jù)庫與歷史數(shù)據(jù)庫是一個單向的流轉(zhuǎn)過程。數(shù)據(jù)庫總體框架如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫總體框架圖

4.2 數(shù)據(jù)處理

宜昌市測繪大隊長期積累了大量的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，其中影像數(shù)據(jù)格式比較統(tǒng)一，可以直接入庫進(jìn)行管理，但DLG數(shù)據(jù)就包含多種數(shù)據(jù)格式包括:CAD數(shù)據(jù)和CASS數(shù)據(jù)，就需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理之后才能入庫進(jìn)行管理和使用。

(1)CASS數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換

宜昌市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫要求的數(shù)據(jù)格式為.edb，CASS數(shù)據(jù)不能直接入庫進(jìn)行管理和使用。根據(jù)CASS數(shù)據(jù)的特點，宜昌市測繪大隊形成了自己的一套轉(zhuǎn)換模式對CASS數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。具體過程如圖2所示。

圖2 CASS數(shù)據(jù)處理流程

(2)CAD數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換

CAD數(shù)據(jù)的格式與CASS數(shù)據(jù)一致，均為DWG數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)存儲的形式又不太一樣，CASS數(shù)據(jù)對地物、地貌有自己的編碼，可以形成編碼的對應(yīng)，但CAD數(shù)據(jù)只是簡單地對不同地物、地貌進(jìn)行數(shù)據(jù)分層，并未對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。這就使得轉(zhuǎn)換CAD數(shù)據(jù)要比CASS麻煩得多，需要人工對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理。具體過程如圖3所示。

圖3 CAD數(shù)據(jù)處理流程

(3)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理是建立在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)正確的基礎(chǔ)上，因此在對基礎(chǔ)地理信息進(jìn)行入庫操作前需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)據(jù)檢查。通過清華山維的平臺軟件對獲取的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查，主要的檢查內(nèi)容包括以下15項，如圖4所示。

而平模機(jī)器的優(yōu)點在于耗能小，機(jī)動性大，適合農(nóng)村居民小規(guī)模應(yīng)用，不適合工廠企業(yè)的大規(guī)模運作。其缺點在產(chǎn)量低，壓力小，成型質(zhì)量差。其工作面如加寬后，壓輥和平模的磨損又不均衡，達(dá)不到更大的產(chǎn)量，配件拆裝繁瑣、維護(hù)麻煩。

圖4 數(shù)據(jù)檢查內(nèi)容

4.3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

系統(tǒng)總體按照規(guī)范化的信息分類標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的地理空間關(guān)系，對各項基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)存儲與管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)用，圖層順序、符號自動匹配，快速瀏覽，圖層控制，查詢檢索，統(tǒng)計分析以及數(shù)據(jù)檢查更新，制圖輸出等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)應(yīng)用。

(1)數(shù)據(jù)庫用戶權(quán)限管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫用戶權(quán)限管理系統(tǒng)針對數(shù)據(jù)庫不同的使用者賦予不同的權(quán)限，方便對數(shù)據(jù)庫的管理和使用，并對每一次的數(shù)據(jù)庫操作進(jìn)行記錄，便于后期對數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展和維護(hù)。系統(tǒng)功能主要包括:用戶管理、日志管理等，如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)庫用戶管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

(2)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)用戶對主體數(shù)據(jù)庫的瀏覽、查詢、數(shù)據(jù)下載等功能。便于用戶直觀了解數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)狀況，并能根據(jù)需要將需要的數(shù)據(jù)下載到本機(jī)進(jìn)行操作。如圖6、圖7所示。

圖6 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖7 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)界面

為了防止用戶登錄數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的誤操作，用戶登錄數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不能對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，需要將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)下載到本地，使用EPS地理信息工作站進(jìn)行修改，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫操作，對數(shù)據(jù)庫中的地形圖數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等進(jìn)行更新。

該部分系統(tǒng)功能包括:不同格式地理信息數(shù)據(jù)之間的格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的編輯與整理、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換、模版定制等功能。具體菜單欄如圖8所示。

圖8 地理信息工作站菜單欄

5 結(jié) 論

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫幾乎是所有與地理信息有關(guān)的行業(yè)所采用的空間定位和空間分析的基礎(chǔ)地理單元，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量，對這些地理信息系統(tǒng)的、數(shù)字城市的應(yīng)用和推廣至關(guān)重要。本系統(tǒng)采用的是清華山維軟件，基于SQL Server數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理和應(yīng)用。該基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫經(jīng)過近幾年的運行，對宜昌市現(xiàn)有的地形圖進(jìn)行了很好的管理，先后對宜昌市300多平方公里的1∶500地形圖、200多平方公里的1∶2 000地形圖、600多平方公里的DOM進(jìn)行了入庫，并對矢量地形圖進(jìn)行了實時的更新和維護(hù)。在對數(shù)據(jù)管理方面起到了積極的作用。本系統(tǒng)也有一定不足，比如:缺少對三維數(shù)據(jù)的操作模塊。隨著宜昌市數(shù)字城市建設(shè)的推進(jìn)，逐步會將三維數(shù)據(jù)的管理也納入到本基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫中。

[1] 張新長，曾廣鴻，張青年.城市地理信息系統(tǒng)[M].北京:科學(xué)出版社，2001.

[2] 曹建成.城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)[J].測繪空間信息，2010(2):55～58.

[3] 郝力.城市地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社，2002.

[4] 薦軍.城市基礎(chǔ)地理信息平臺框架及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京:中國科學(xué)遙感應(yīng)用研究所，2005.

[5] 肖建華，羅名海，王厚之等.城市基礎(chǔ)地理信息集成與綜合管理[M].北京:測繪出版社，2006.

[6] 虞暉，許云濤.城市地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建庫標(biāo)準(zhǔn)化探討[J].工程勘察，2001(2):47～50.?

上海部署第一次全國地理國情普查和監(jiān)測工作

2013年7月4日，上海市人民政府印發(fā)《上海市人民政府關(guān)于本市開展第一次地理國情普查和監(jiān)測的通知》(滬府發(fā)[2013]47號)(以下簡稱《通知》)，安排部署開展全市地理國情普查和監(jiān)測工作。

《通知》按照國務(wù)院關(guān)于地理國情普查的總體安排，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了開展普查和監(jiān)測工作的目的和意義，同時明確了普查和監(jiān)測的對象、內(nèi)容、成果、時間安排、組織實施、經(jīng)費保障?！锻ㄖ分赋觯_展普查和監(jiān)測工作是全國地理國情普查工作的組成部分，也是上海市政府與國家測繪地理信息局簽署的《關(guān)于共建上海智慧城市地理空間框架》合作協(xié)議的任務(wù)之一。在時間安排上，上海將同步部署普查和監(jiān)測工作，計劃在2014年完成第一次普查工作，在2015年完成監(jiān)測工作。在對象和內(nèi)容上，除了地表自然和人文地理要素外，要求增加相關(guān)的地理市情要素。在最終成果上，要求形成符合國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的普查成果，還要形成上海的地理市情普查報告和監(jiān)測分析報告，包括普查和監(jiān)測圖表、綜合統(tǒng)計分析報告、專項地理市情報告以及相關(guān)的地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)普查和監(jiān)測成果的有效管理和共享。

《通知》同時提出了五點具體要求:一是堅持依法開展。相關(guān)工作人員必須嚴(yán)格按照測繪法、保密法、統(tǒng)計法以及測繪成果管理條例等法律法規(guī)的規(guī)定開展普查和監(jiān)測工作，確保數(shù)據(jù)安全。二是確保責(zé)任到位。領(lǐng)導(dǎo)小組成員單位要按照實施方案確定的內(nèi)容和任務(wù)，各司其職、各負(fù)其責(zé)，做好與本部門、本單位相關(guān)信息的提供、確認(rèn)和協(xié)調(diào)等工作。三是按期保質(zhì)完成。要依托專業(yè)隊伍，建立工作崗位責(zé)任制和質(zhì)量控制及檢查驗收制度，對普查試點、人員培訓(xùn)、底圖制作、外業(yè)調(diào)查與核查、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)處理、抽查驗收等階段工作實行全過程質(zhì)量控制，確保普查和監(jiān)測工作按計劃完成，成果完整、真實、可靠。四是運用先進(jìn)技術(shù)。普查和監(jiān)測過程中要充分利用已有的基礎(chǔ)測繪成果和專題信息資源，采用移動測量采集設(shè)備和航天航空遙感、地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位、統(tǒng)計分析等技術(shù)，提高普查和監(jiān)測工作的信息化水平和工作效率。五是加強(qiáng)宣傳教育。要充分利用報刊、廣播、電視和互聯(lián)網(wǎng)等，廣泛宣傳普查和監(jiān)測工作的重要意義和要求以及普查和監(jiān)測工作中涌現(xiàn)出的先進(jìn)事跡，報道違法違紀(jì)案件查處情況，為普查和監(jiān)測工作順利實施創(chuàng)造良好的氛圍。

目前，上海正在按照《通知》要求，研究成立第一次地理國情普查和監(jiān)測領(lǐng)導(dǎo)小組，并組織人員抓緊制定詳細(xì)的普查和監(jiān)測實施方案。

(來源:http://www.shsmi.cn)

Design and Im plementation of the Database on the Basis of Geographic Information in Yichang City

Liu Rongqiang，Lu Li
(Yichang City，Surveying and Mapping Detachment，Yichang 443000，China)

The basic geographic information database other geographic information systems and digital city construction and necessary part，with the strong promotion of digital city in recent years，the role of fundamental geographic information data also becomes increasingly important.In this paper，the basic geographic information database of Yichang City，expounded the basic geographic information database construction building a database content，data organization，database design，functionality，database the principle of building a database，analysis and discussion of fundamental geographic information database system functions as highlighted.

fundamental geographic information；database；GIS

1672-8262(2013)04-79-04

P208.2

B

2012—11—09

劉榮強(qiáng)(1975—)，男，工程師，主要從事城市測繪工作。