數(shù)字百色地理空間框架建設(shè)與應(yīng)用技術(shù)研究

摘要：數(shù)字城市建設(shè)是以地理空間信息為基礎(chǔ)的城市綜合信息建設(shè)的系統(tǒng)工程，其主要任務(wù)可以概括為“一庫一平臺多應(yīng)用”。本文對數(shù)字百色地理空間框架建設(shè)與應(yīng)用項目的建設(shè)目標及任務(wù)、技術(shù)要求、技術(shù)路線、技術(shù)要點進行了剖析，最后對數(shù)字百色地理空間框架建設(shè)與應(yīng)用項目的創(chuàng)新與特色進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字百色；數(shù)字城市；地理空間框架；地理信息公共平臺；技術(shù)研究

1.引言

數(shù)字城市建設(shè)是以地理空間信息為基礎(chǔ)的城市綜合信息建設(shè)的系統(tǒng)工程，其基于“3S”等關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)服務(wù)于政府、企業(yè)、公眾；服務(wù)于城市規(guī)劃、建設(shè)、管理；服務(wù)于人口、資源環(huán)境、經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展的信息基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)。其本質(zhì)是建設(shè)地理空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，并在此基礎(chǔ)上進行深度開發(fā)和整合應(yīng)用各種信息資源，促進城市經(jīng)濟發(fā)展，提升城市整體的信息化水平，提高城市核心競爭力，推動城市的可持續(xù)發(fā)展。[1]

2009年4月16日，國家測繪局下發(fā)了國測國字[2009]8號文件批準，百色市作為國家測繪局2009年數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)第一批推廣應(yīng)用的城市。

2.項目研究目標及任務(wù)

2.1項目研究目標

本項目研究的目標是：在市政府的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，立足現(xiàn)有條件，面向百色實際需求，在已有城市地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，進行更新、擴展和開發(fā)，構(gòu)建城市地理空間框架，形成權(quán)威、唯一、標準的地理信息公共平臺，并通過深度開發(fā)和整合應(yīng)用各種信息資源，建立統(tǒng)一的地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)平臺來管理、分發(fā)各種基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地理空間信息資源的共享與充分利用，避免無序和低水平重復(fù)建設(shè)，實現(xiàn)城市信息化管理，為政府部門、事業(yè)單位和企業(yè)公眾提供多樣化的服務(wù)，促進百色市信息化建設(shè)。[2]

2.2 主要研究任務(wù)

根據(jù)整個項目的作業(yè)工序和任務(wù)性質(zhì)，將項目分解為四類專項任務(wù)：基礎(chǔ)地理信息建設(shè)、地理信息公共平臺建設(shè)、應(yīng)用示范及支撐環(huán)境建設(shè)。

（1）基礎(chǔ)地理信息建設(shè)

構(gòu)建百色市CORS網(wǎng)絡(luò)，建立百色市統(tǒng)一、精確的地理空間定位基準，并整合多來源、多類型、多尺度的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，建立現(xiàn)勢性強、完善的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。

（2）地理信息公共平臺建設(shè)

在地理信息數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，通過提取、擴充和重組等加工過程形成地理信息公共平臺數(shù)據(jù)集，并以此為基礎(chǔ)，面向信息化要求和各部門需求，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，形成百色市的唯一的、權(quán)威的、通用的地理信息公共平臺。

（3）應(yīng)用示范建設(shè)

以地理信息公共平臺為基礎(chǔ)，分別面向政府部門和社會公眾，建設(shè)示范應(yīng)用GIS系統(tǒng)，滿足政府部門對專題信息管理要求和社會公眾對地理信息瀏覽要求。

（4）支撐環(huán)境建設(shè)

建立能夠保障項目實施及成果長期應(yīng)用的支撐環(huán)境，配置先進、合理的軟件、硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，建立健全框架的共享與更新機制，全面支撐數(shù)字百色地理空間框架的建設(shè)、運行和應(yīng)用。[3]

3.項目研究的技術(shù)要求

3.1基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫技術(shù)指標

（1）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)指標

包括市區(qū)GPS D、E級和和一二級大地測量控制點數(shù)據(jù)、1：500到1：250000比例尺DLG數(shù)據(jù)、0.2米到2.5米空間分辨率DOM數(shù)據(jù)、2米到12.5米格網(wǎng)間距DEM數(shù)據(jù)、1：5萬地名庫數(shù)據(jù)和以上數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)指標

基于局域網(wǎng)、采用全關(guān)系型空間數(shù)據(jù)庫對空間數(shù)據(jù)集進行管理，在4個CPU、16核，24G內(nèi)存服務(wù)器上，管理數(shù)據(jù)量達到1.0T以上，支持多線程并行處理，操作響應(yīng)速度優(yōu)于2秒。

3.2地理空間信息公共平臺技術(shù)指標

（1）平臺數(shù)據(jù)集指標

1：500到1：250000比例尺地理實體數(shù)據(jù)、1-20級政務(wù)版和18-20級公眾版電子地圖數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、城區(qū)三維景觀數(shù)據(jù)和平臺功能模塊數(shù)據(jù)。

（2）地理信息公共平臺指標

采用面向服務(wù)的GIS軟件NewMap開發(fā)百色市地理信息公共平臺，實現(xiàn)多元、多尺度空間數(shù)據(jù)集成，在政務(wù)網(wǎng)上為政府部門提供政務(wù)版地理信息公共平臺，在互聯(lián)網(wǎng)上為社會公眾提供公眾版地理信息公共平臺。[4]

3.3 示范應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)指標

（1）示范應(yīng)用專題數(shù)據(jù)技術(shù)指標

包括滿足政府部門業(yè)務(wù)應(yīng)用管理的部門專題數(shù)據(jù)和滿足社會公眾信息瀏覽查詢的公眾專題數(shù)據(jù)。其中，部門專題數(shù)據(jù)包括國土、規(guī)劃、房產(chǎn)、公安、市政和衛(wèi)生等部門專題數(shù)據(jù)，公眾專題數(shù)據(jù)包括全景照片、交通路網(wǎng)、城市公交、地名和各類興趣點信息數(shù)據(jù)。[5]

（2）示范應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)指標

包括面向政府部門的業(yè)務(wù)GIS應(yīng)用系統(tǒng)和面向社會公眾的GIS信息服務(wù)平臺與三維城市瀏覽系統(tǒng)。

4.項目技術(shù)路線

項目技術(shù)路線為：根據(jù)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)相關(guān)標準規(guī)范和百色市實際情況，利用GPS技術(shù)構(gòu)建百色市CORS網(wǎng)絡(luò)，建立百色市統(tǒng)一、精確的地理空間定位基準；采用ArcGIS軟件來整合多來源、多類型、多尺度的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，建立現(xiàn)勢性強、完善的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫；采用NewMap軟件為平臺，在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，搭建百色市權(quán)威的、唯一的地理信息公共平臺；在地理信息公共平臺基礎(chǔ)上搭建示范應(yīng)用GIS系統(tǒng)，為政府部門和社會公眾提供地理信息服務(wù)。[6]

總體技術(shù)流程見圖1：

圖1 總體技術(shù)流程圖

Figure 1 Overall technical flowchart

5.項目研究的技術(shù)要點

5.1基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)采集與獲取技術(shù)

（1）百色市CORS建設(shè)

百色市CORS系統(tǒng)建設(shè)的主要流程包括站址選擇與測試、參考站建設(shè)、通訊系統(tǒng)建設(shè)和數(shù)據(jù)中心建設(shè)等四個部分。

（2）無人機低空攝影測量

本項目引入無人機低空攝影測量系統(tǒng)，主要對城區(qū)進行數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)城區(qū)數(shù)字正射影像和數(shù)字高程模型的快速獲取與制作，以滿足對多元數(shù)據(jù)模型的需求。

5.2基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)

（1）基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)

數(shù)字百色基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)的技術(shù)路線見圖2.

圖2 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)路線

Figure 2 Basic geographic information database construction technology roadmap

（2）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)建設(shè)

采用主流的MapGIS K9平臺和 Oracle 數(shù)據(jù)庫，以 MapGIS K9 SDE 為空間數(shù)據(jù)引擎，以.NET 作為開發(fā)語言，開發(fā)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查、空間數(shù)據(jù)管理、元數(shù)據(jù)管理和系統(tǒng)配置維護四個模塊，建設(shè)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)庫集中與分布相結(jié)合的管理模式。[7]

5.3地理信息公共平臺建設(shè)技術(shù)

（1）公共平臺數(shù)據(jù)集建設(shè)

公共平臺數(shù)據(jù)集主要包括地理實體數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、電子地圖數(shù)據(jù)、三維景觀數(shù)據(jù)和功能模塊數(shù)據(jù)。技術(shù)流程見圖3.

圖3 公共平臺數(shù)據(jù)集生產(chǎn)技術(shù)流程

Figure 3 Common platform for data collection of production technology flowchart

圖4 數(shù)字百色地理信息公共平臺架構(gòu)

Figure 4 Digital Baise Geographic Information Public Platform Architecture

（2）地理信息公共平臺建設(shè)

數(shù)字百色地理信息公共平臺由運行支撐層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和應(yīng)用層等四個具有內(nèi)在聯(lián)系、層次結(jié)構(gòu)分明的層次有機組成。見圖4.

5.4示范應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)

（1）專題數(shù)據(jù)建設(shè)

基于地理信息公共平臺，通過資料收集整理和外業(yè)數(shù)據(jù)采集手段，整合基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，建設(shè)同時包含專題要素位置信息與屬性信息的專題空間數(shù)據(jù)庫。

（2）示范應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)

面向政府部門，在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下搭建GIS應(yīng)用系統(tǒng)，為不同部門提供在線或離線服務(wù)。面向社會公眾，以B/S方式在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下搭建GIS信息服務(wù)平臺和三維城市瀏覽系統(tǒng)，為社會公眾用戶提供地理信息在線服務(wù)和三維城市瀏覽服務(wù)。[8]

6.創(chuàng)新與特色

（1）采用基于“一張圖”的信息資源整合概念，首次建立了覆蓋百色市右江區(qū)多尺度、多數(shù)據(jù)源、海量的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建了全市統(tǒng)一的地理空間框架。

（2）建立了百色市權(quán)威的、唯一的地理信息公共平臺數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)了公共平臺通數(shù)據(jù)平臺的無關(guān)性，有力促進了百色市信息資源共享和充分利用。

（3）轉(zhuǎn)變了地理信息服務(wù)方式。平臺通過政務(wù)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)提供地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)拷貝或紙圖打印服務(wù)模式到在線服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變，提高了測繪保障服務(wù)能力。

（4）以NewMapPlat為核心，提煉并實現(xiàn)了地理信息公共平臺在線調(diào)用、零碼組裝、在線服務(wù)、二次開發(fā)等服務(wù)模式，滿足了眾多領(lǐng)域跨平臺、跨瀏覽器對地理信息的應(yīng)用需求。

參考文獻：

[1] 呂志平，李健，杜鵬等.數(shù)字城市建設(shè)規(guī)劃與方案[M].北京：測繪出版社，2008

[2] 林素珍.數(shù)字城市建設(shè)的現(xiàn)狀分析及建議[J].中國科技博覽.2011，（34）：452

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[5] 馬曉東，何燕君，徐軍.數(shù)字城市地理空間框架示范應(yīng)用建設(shè)探討[J].測繪地理信息.2013.38（5）：55-57

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[7] 呂長廣，王公友，范新成.關(guān)于數(shù)字城市建設(shè)的若干思考[J].城市勘測.2011，（6）：9-11

[8] 李功銀.數(shù)字城市建設(shè)的問題與對策[J].中國科技縱橫.2011，.（23）：449，451