地理國情監測下的城市地理信息數據庫建設

黃志洲，陳 磊，陳年青

(南京市測繪勘察研究院有限公司，江蘇南京210005)

一、引 言

地理空間信息是重要的基礎性和戰略性資源，對國家的經濟社會發展、人民生活和國防建設意義重大。近年來，我國測繪地理信息工作的重點已經逐漸從服務于國家重大戰略、重大工程實施轉移到服務于國家信息化建設的新階段，傳統的周期性測繪、有限的地理要素服務及原始的數據提供服務已經不能滿足政府和社會日益增長的管理需求。為此，國家測繪地理信息局提出開展地理國情監測。這是我國測繪地理信息工作順應時代發展的戰略選擇，是拓展測繪服務功能、提高測繪服務水平、加快測繪成果轉化應用的客觀需要，也是更好地服務大局、服務社會、服務民生的必然要求。

地理國情監測，是利用測繪先進技術、數據資源和人才優勢，對地球表面重要的自然和人文地理要素進行動態性、定量化、空間化的監測、統計、分析和研究，并及時發布地理國情監測報告，為政府管理和決策提供科學依據的活動［1］。城市是我國經濟發展最活躍、信息化程度較高、人口居住集中、社會管理難度較大的區域［2］。當前，地理國情監測工作中最關鍵的一環在于城市地理信息數據庫的建設，包括基礎地理信息數據庫和專題地理信息數據庫兩大部分。現有的基礎地理信息數據庫已經基本涵蓋了社會生產生活所需的地理要素，但專題信息匱乏，無法滿足專題應用系統的要求，亟須聯合各行業有關部門依據不同業務功能的需求建立專題地理信息數據庫，從而更好地服務于后續統計、分析、研究、決策支持等工作。

二、城市地理信息數據庫建設

地理國情監測的最終目標是為政府宏觀管理和規劃決策提供科學依據，分為三步(如圖1所示)：①建立城市地理信息數據庫，提供城市區域內權威、精確、現勢性較好的地理空間數據，包括基礎地理信息數據和專題地理信息數據;②在該數據庫基礎上建立地理信息共享平臺，通過在線方式提供地圖應用、數據發布、標準數據接口等服務，改變傳統的數據硬拷貝服務，滿足政府各部門及社會公眾對地理信息的基本需求;③依據共享平臺提供的二次開發接口建立各類專題應用系統，提供經過分析的地理國情監測報告，服務于政府宏觀決策。

圖1 地理市情監測框架

地理國情監測工作的內容是逐步開展的。建設城市地理信息數據庫是第一步，也是能否達成最終目標最基礎和最關鍵的一步。過去的測繪工作僅對基礎地理信息數據庫作周期化更新，提供有限的地理要素服務，專題地理信息匱乏。雖然許多單位或部門都建有自己的專題地理信息數據庫，但缺乏統一的建庫標準，無法實現資源共享。新形勢下，應更加強調地理信息數據的動態、實時監測，逐步擴展地理要素服務范圍，加強專題地理信息數據的采集，形成統一、標準的地理信息數據庫，并通過一體化的數據管理、數據發布平臺實現數據共享。

1.基礎地理信息數據庫建設

城市基礎地理信息數據庫主要包括控制測量成果庫(CSP)、數字線劃圖庫(DLG)、數字正射影像(DOM)、數字高程模型庫(DEM)、數字柵格地圖庫(DRG)、地名數據庫(PN)、元數據庫(MD)等7個分庫(如圖2所示)，各分庫依比例尺或分辨率不同又細分為子庫。以數字線劃圖為例，城市區域一般存儲大比例尺精細地圖數據，如 1∶500、1∶1000、1∶2000等。數字線劃圖子庫分層存儲水系、居民地、交通道路、管線、境界、地貌、植被、土質等自然和人文要素的位置、形態和屬性的基本信息。考慮到數據的多時態性，每個子庫又可按歷史庫和現勢庫分別存儲。

圖2 基礎地理信息數據庫內容

2.專題地理信息數據庫建設

專題地理信息數據庫存儲與業務功能相關的地理要素信息。按照行業不同，專題地理信息數據庫可分為不同子庫，如城市規劃子庫、國土資源子庫、水利子庫等。按業務功能不同，不同子庫又分為各類二級子庫，如水利子庫可劃分為防汛抗旱子庫、水資源管理子庫、水利工程建設子庫等。子庫的多少取決于各行業的業務功能。

專題地理信息數據庫需要依據業務功能的需求來建立。以水利行業中的防洪防汛功能為例，河流專題地理要素除了記錄其空間位置外，還應存儲與防洪相關的水量、水位等信息，如果要服務于日常清淤工作，則需記錄河底標高信息(見表1)。

表1 河流專題信息

三、專題地理信息數據庫建設——以水利行業為例

水系是各種自然和人工水體及其附屬物的總稱。城市自然和人工水體主要包括自然河流、湖泊、池塘、溝渠、暗溝(河)等，常見的水利及附屬設施有水庫、水閘、水壩、堤防、防洪墻、進水口、出水口等。按業務不同，需要的專題地理信息也不盡相同。水利行業主要包括防汛抗旱、水資源管理、水利工程建設等業務需求。

防洪防汛業務中需對洪水進行預警，預測城市水淹區域，模擬洪水演進等，并生成各種調度方案供決策者參考，指導防洪防汛搶險工作。為滿足該業務需求，水利專題地理信息數據庫需包含自然和人工水體及防洪水利工程(見表2)。按防洪功能分，水利工程又可分為蓄水工程、分洪工程、防護工程、排水工程。

表2 防洪相關的水利信息數據庫

水庫是典型的蓄水工程，主要作用是攔蓄(滯)洪水，削減洪峰，減輕下游防洪負擔。特征水位、庫容及水面面積是水庫專題表的重要屬性信息(見表3)，可為防洪調度提供決策依據。特征水位包含校核洪水位、設計洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位和死水位等［3］，如圖3所示。其意義如下：

1)校核洪水位。當發生校核標準洪水時，洪水通過水庫調節后，水庫壩前達到的最高水位。

2)設計洪水位。當發生設計標準洪水時，洪水通過水庫調節后，水庫壩前達到的最高水位。

3)防洪高水位。當發生下游防洪保護對象的設計標準洪水時，洪水通過水庫調節后，水庫壩前達到的最高水位。

4)正常蓄水位。當水庫在正常運用情況下儲存設計要求的水量，在剛開始興利供水時，水庫壩前達到的最高水位，又稱正常高水位、興利水位、設計蓄水位。

5)防洪限制水位。又稱汛期限制水位，是水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位，也是水庫在汛期防洪運用時的起調水位。

6)死水位。在正常運用情況下，為了滿足興利要求，水庫允許消落的最低水位。

表3 水庫專題信息表

圖3 特征水位

四、結束語

城市地理信息數據庫建設是我國當前地理國情監測的首要任務。過去測繪工作僅對基礎地理信息數據庫作周期化更新，提供有限的地理要素服務，專題地理信息匱乏，不能滿足國家信息化管理的需求。未來的測繪地理信息工作應加強地理信息數據的動態、實時監測，逐步擴展地理要素服務范圍，同時暢通與各部門各單位的溝通渠道，完善滿足業務需求的專題地理信息數據庫，并通過一體化的數據管理、數據發布平臺實現數據共享。

［1］何忠煥，左志進，吳賢宇，等.關于開展地理國情監測工作的幾點思考［J］.江西測繪，2011(3)：51-53.

［2］李維森.淺析數字城市地理空間框架建設中的創新［J］.測繪通報，2011(9)：1-5.

［3］顧慰慈.城鎮防汛工程［M］.北京：中國建材工業出版社，2002.