湛江市地理信息綜合服務平臺設計與應用

馬學峰，屈利娜

(湛江市規劃勘測設計院，廣東湛江 524002)

1 前言

地理信息(Geographic Information)屬于空間信息，其位置的識別是與數據聯系在一起的，具有整合其他信息的能力，這是區別于其他信息最顯著的標志。地理信息資源具有很強的戰略性，在社會經濟發展、人民生活質量提高、國家安全利益和應急保障方面發揮著巨大的作用［1］。

隨著城市信息化的不斷發展，各部門與行業對網絡化的地理信息服務的需求量不斷增加，迫切要求實現區域多尺度多類型地理信息資源綜合利用與在線服務。網絡技術的發展為地理信息的發布與共享帶來了新的工作模式，使得GIS系統之間的協同計算、分布式數據管理、一體化結構、互聯互操作，使各類地理信息服務于應用的整合成為可能［2］。

湛江市作為廣東省的地級市之一，在城市地理信息化建設方面相對落后，各行業部門沒有充分利用基礎地形圖，在使用方面是一次成圖一次應用，不斷重復測繪采集。各部門的技術體系和路線不盡相同，導致了他們之間的地理信息數據難以實現交換和集成，從而使得測繪成果標準不統一、數據精度不一致，不利于數據庫之間的互聯互通，難以有效共享地理信息資源，各部門之間形成了“信息孤島”，降低了對已有地理信息資源的利用率［3］。所以，急需建設地理信息服務平臺來整合各類地理信息資源，滿足政府與各部門的應用需求。

當前，歐、美等發達國家和地區在推進空間信息基礎設施和數字地理空間框架建設方面，已經開展了大量的工作，我國很多省市也相繼建立了地理信息服務平臺。隨著服務性GIS的不斷發展和應用領域的不斷深入，由數據提供階段向平臺服務階段轉變已成為地理信息服務的發展方向［4］。建設具有整合、管理異構分布的地理空間信息功能的湛江市地理信息資源綜合服務平臺顯得尤為重要。

2 湛江市地理信息服務平臺建設的目標體系與結構

2.1 平臺建設目標體系

湛江市地理信息服務平臺，是在先進的GIS平臺、數據庫平臺和計算機網絡的環境下，依據符合湛江市實際的基礎地理信息數據標準，理順信息采集、加工、建庫、更新、分發、應用流程，整合整個湛江市的控制點數據、地形圖數據、影像數據等基礎空間數據資源和測繪工程檔案資源，實現基礎空間數據的轉換入庫、集成管理和共享應用，滿足湛江市各相關單位生產需要，為城市建設、國民經濟和社會發展提供有力的基礎空間信息服務保障［5］。

具體目標包括:

(1)將多尺度的地理信息數據資源進行集成應用。利用信息化手段，把湛江市各類地理信息數據資源整合，使其互通互聯一體化。解決由各種原因造成的部門之間“信息孤島”和“數字鴻溝”等問題。

(2)轉變地理信息服務的工作模式，地理信息服務方式由傳統的提供數據模式轉變為“一張圖”的地理信息綜合在線服務模式，充分利用已有的地理信息資源，有效地解決了以往使用過程中存在的技術難度大、建設成本高等難題。

(3)發布湛江市地理信息公共服務版地圖，利用此平臺，可以向大眾提供準確權威的公益性地圖服務，方便了公眾的日常生活對地理信息的需求，更有效地提供了各企業價值增值的空間，消除因數據涉密造成的地理信息應用瓶頸，有利于地理信息產業的不斷發展。

(4)促進地理信息資源共享。通過分建共享機制，將推動測繪部門、專業部門、企業及社會團體地理信息資源共享與協同服務。

2.2 平臺體系結構

湛江市地理信息服務平臺是以“數字湛江”地理信息空間數據框架為基礎，以地理信息系統為主要管理工具，整合與地理空間信息有關的非空間信息，以網絡為載體，以各種信息終端為媒介，一方面建立流暢的基礎地理信息流程并實現各種基礎地理信息有機集成管理、信息共享和開放式應用;另一方面通過地理信息技術、計算機網絡技術等，建立面向政府、面向企業、面向社會公眾的地理信息分發服務平臺，提供地理信息在線服務，促進了地理信息的社會化應用和產業化發展。平臺由業務應用層、軟件平臺層、數據支撐層和硬件基礎層構成。如圖1所示，硬件基礎層包括院內專用網絡和計算機硬件設備，專用網絡指的是本院以及與規劃局的專用局域網，計算機硬件是指日常處理數據的計算機以及發布地圖信息的服務器;數據支撐層包括基礎地理信息數據庫和專題信息數據庫，基礎地理數據庫包括全要素地形圖、影像數據、控制點數據和測繪工程檔案，專題信息數據庫包括地名數據、行政區界、道路交通和水系植被等;軟件平臺層包括數據管理平臺和綜合查詢平臺，其中數據管理平臺包括數據規范檢查系統、數據轉換、入庫更新系統以及數據集成應用系統;綜合查詢系統包括院內服務系統和院外服務系統，院內服務系統是為院各屬部門生產提供服務的，院外系統則是為市局提供基礎地理信息數據的調用、瀏覽和查詢的接口。

圖1 系統總體功能劃分圖

2.3 平臺的設計原則

湛江市地理信息綜合服務平臺是湛江市地理信息資源專網和應用體系。平臺建設遵循以下三方面原則［5］:

(1)先進性與標準化:系統建設要采用先進的技術和設備，以適應未來發展趨勢;采用符合國際和工業標準的網絡設備，使網絡具有較高的可操作性和易擴充性。

(2)開放性和實用性:體系結構是開放式的，便于系統或不同廠家設備之間的聯通。

(3)可靠性和安全性:建立不同級別用戶，采用網絡安全措施，整個網絡信息要絕對安全可靠。

3 數據處理流程以及數據庫建設與更新

3.1 數據處理流程總體框架

湛江市地理信息平臺數據處理流程分為兩部分，一是數據采集、規范檢查、入庫與更新;二是數據入庫后的院內資源共享。具體結構如圖2所示。

圖2 湛江市地理信息服務平臺數據處理流程總體框架

3.2 數據預處理加工與檢查

一個強大數據庫，必須具備結構良好、內容豐富、可利用性強等特點。因此需要做以下五方面工作:

(1)在充分考慮數據轉換和入庫前提下，制定相關標準，進行生產數據的檢查和查漏，將數據檢查、數據轉換和數據庫入庫三者緊密結合起來，形成一個良好、流暢的數據檢查流轉機制。

(2)基本地形圖轉換，其數據轉換和建庫流程如圖3所示。

圖3 基礎數據轉換流程

(3)多元數據的轉換

由于數據制作和管理方式的差異，基礎地理信息數據格式繁多，可能包括DGN、DWG或MapGIS平臺下的數據格式。為了在統一的GIS平臺上完成基礎地理信息的綜合管理，需對其他工程項目信息等數據作轉換處理。

(4)專題數據的提取

基本地形圖數據庫數據覆蓋范圍廣、要素眾多，從其中的居民地及附屬設施、工礦建筑物及設施、交通及附屬設施的圖層中可以直接提取部分專題數據，包括:企事業單位、城市交通、基礎設施、公共場所、行政區劃等。

(5)質量控制

空間數據質量的好壞，對基礎地理信息平臺應用結果影響十分明顯。所以，針對制作基礎地理信息系統的過程，提出質量控制體系，是非常重要的。為保證最終數據和軟件的質量，需要從項目實施組織、管理、設計以及技術實現等方面采取系列措施，進行嚴格控制。

3.3 數據入庫及組織方式

入庫的數據內容包括各比例尺基本地形圖以及其他專題信息數據，文件形式采用 ArcGIS Shape(*shp)、數據庫形式為ArcGIS Personal GeodataBase(*mdb)，為了能有效地進行查詢檢索，形成無縫專題數據，平臺將對1∶500、1∶2000等比例尺的基礎地形圖、專題數據、業務專用地理數據整幅分層存放。

在數據入庫方面，采用一體化數據建庫機制的技術路線，數據全過程包括、質檢、入庫、更新、輸出等環節，為了充分保證各個環節的有機連接，整個流程覆蓋從數據采集、數據整理、數據監理到數據入庫和數據更新整個數據生產入庫過程，以保證數據的正確入庫。制作符合數據庫標準的數據能順利進入系統的數據庫，可以實現為統一管理基礎地理空間數據及其他各種空間數據，形成準確、動態、高效的基礎空間數據生產體系，為基礎地理信息系統提供可持續的空間信息服務，圖4為空間數據入庫流程。

平臺數據需要以文件形式和數據庫形式兩種形式提交。數據采集制作的成果是數據文件，通過入庫手段，把數據文件中的空間和屬性數據導入到數據庫中，實現基礎地理數據建庫。以文件形式提交的數據和以數據庫形式提交的數據將采用不同方式來組織和存儲。

圖4 數據入庫流程

文件形式的數據組織，包含多種比例尺(1∶500、1∶2000、…)的基礎地理信息以及專題地理信息，為有效管理數據，方便查找和利用，采用目錄樹來組織這些數據，層級結構為“數據總集→數據類+比例尺→圖層”，如圖5所示。

圖5 文件形式數據組織方式

文件形式數據的存儲，平臺文件形式數據將采用“圖層文件”的形式來存儲各類地理信息。

圖層的劃分、圖層文件的命名與“基礎地形圖數據的圖層設計”和“專題數據的圖層設計”保持一致。

3.4 數據庫更新與維護

數據的現勢性、準確性和完整性是公共服務平臺成敗的關鍵，數據更新和歷史數據的管理是平臺建設和維護的重要問題。數據更新反映不斷變化的現實世界，歷史數據的保存，可以有效得出相應地理信息的變化情況。

城市大比例尺基礎地形圖是城市規劃、城市建設以及各項管理的基礎資料，是地理信息數據庫的基礎，同時也是本項目基礎地理信息的重要數據來源。作為城市測繪基礎資料，必須具備現勢性，必須建立“及時維護、周期更新、逐步擴大”的良性循環機制。地理信息數據更新主要包括基礎地形圖更新和專題數據更新。

圖6 版本數據更新機制

通過建立權限控制機制、更新檢查機制、更新審查機制和ArcGIS版本管理機制來對空間數據進行有效的管理和存儲，確保地理信息公共服務平臺正常運行，版本數據更新機制如圖6所示。

4 系統功能實現與應用

湛江市地理信息公共服務平臺功能包括數據查詢、控制點查詢和借閱、工程檔案查詢與借閱、線劃圖與影像圖轉換、專題數據疊加及其他功能。

下面以工程檔案查詢為例:

通過輸入工程任務號、建設地點等信息進行工程信息查詢，圖7是輸入“001”查詢相關的結果，其中顯示了任務號中包含001的工程分布位置和某個工程詳細信息。

圖7 工程檔案查詢結果

點擊“任務號”可查詢工程的詳細檔案信息，以下是詳細信息頁面，頁面中包含項目歸檔信息、工程位置、檔案資料信息和周邊工程，在檔案資料中可以點擊檔案資料名稱瀏覽檔案圖件資料，如圖8、圖9所示。

圖8 工程檔案詳細信息

圖9 圖件信息

5 結語

湛江市地理信息綜合服務平臺的建成，使得各種信息資源得到充分整合，有利于信息資源共享，促進互聯互通，在信息利用方面發揮了最大效益，在較短的時間內形成服務于政府機構、科研機構、企事業單位、社會公眾等不同用戶的地理信息服務能力，由此可以提升政府形象，改善公眾服務，使得各部門發展站在了較高的起點，集成了現有的數據、軟硬件以及網絡等資源，有力地推動了湛江市城市信息化的發展，進而從整體上促進湛江市社會和經濟的可持續發展。

［1］劉耀琳.地理信息系統［M］.北京:中國農業出版社，2004.

［2］陸海英，花存宏.地理信息資源共享服務平臺建設構想［J］.城市空間信息共享，2009，8(4):19.

［3］孫立堅，劉紀平，王亮等.基于Web Services技術的GIS體系結構研究［J］.地理信息世界，2005(6):21～22.

［4］邱儒瓊，陳彩軍，羅伊.湖北省地理信息公共服務平臺的總體設計探索［J］.地理空間信息，2010，10(6):6.

［5］徐鋒.基于ArcGIS Server的地圖網絡服務系統設計與實現［D］.西安:西安科技大學碩士論文，2009.