市縣級基礎地理信息系統設計思路探討

李香清

(1.蘭州市勘察測繪研究院，甘肅蘭州730030;2.蘭州市地理信息中心，甘肅蘭州730030)

市縣級基礎地理信息系統設計思路探討

李香清1，2

(1.蘭州市勘察測繪研究院，甘肅蘭州730030;2.蘭州市地理信息中心，甘肅蘭州730030)

重點關注市縣級基礎地理信息系統設計和建設過程中的幾個關鍵問題，并對這幾個問題的設計思路進行探討。

基礎地理信息系統;空間數據庫;系統設計

一、引 言

近年來，隨著地理信息技術的發展及“數字城市”理論與方法的延伸，市縣級國土與規劃等部門逐漸開始重視本地區公共服務與共享平臺的建設。其中，基礎地理信息系統作為“數字城市”的核心支撐和主要內容之一，其建設涵蓋標準、數據、管理及應用等多個內容，將為當地各行業提供基礎、權威、及時和準確的公共空間基礎地理信息，滿足各類基于空間地理信息的應用需求，特別是能為各行業的專題數據信息提供更加直觀、準確的地理屬性和支撐，為社會和公眾提供空間地理信息服務，從而為“數字城市”建設奠定基礎。

二、數據標準制定

基礎地理信息系統建設的主要目的之一是多個部門之間實現基礎空間數據共享，避免重復建設。為此，必須建立基礎地理信息系統數據標準，同時須充分考慮數據標準的通用性和可擴展性，以便其他專業部門使用。

數據標準制定主要包括空間坐標系統、要素分類與代碼、數據采集等。數據標準建議參考國標及相關規范。

1.空間坐標系統

市縣級基礎地理信息系統的空間坐標系統可以采用地方坐標系統或者國家最新發布的2000國家大地坐標系(CGCS2000)，并提供該地其他常用坐標系統到該坐標系的轉換參數，以便數據整合。

2.要素分類與代碼

統一的基礎地理信息分類與編碼是實現基礎地理信息共享和持續運行服務的基礎。國家于2006年發布了《基礎地理信息要素分類與代碼》(GB/T 13923—2006)，地方基礎地理信息系統要素分類與代碼可參照該標準，并根據各地實際情況及各行業情況，在此基礎上進行相應擴充和細化。

3.數據采集

數據采集的標準主要包括要素采集的幾何精度、采集要求和表示方法，元數據的采集要求，以及分類信息屬性采集內容及屬性數據結構等。

三、市縣級基礎地理數據庫設計

1.數據庫基本構成

基礎地理信息數據庫存儲和管理各類基礎地理數據，是基礎地理信息系統各種功能實現的基礎。市縣級基礎地理信息系統通常涉及大比例尺基礎地理數據，主要包括1∶500和1∶5000或1∶10 000兩種比例尺地形圖數據、1∶5000比例尺數字正射影像圖數據(DOM)、元數據、控制點數據、地籍數據等。地籍數據包含1∶500城鎮地籍及1∶5000第二次農村土地調查數據;控制點數據包括點名、點號、等級、類別等;元數據劃分為數據集級元數據、數據類級元數據、要素級元數據和圖幅級元數據。數據庫構成情況如圖1所示。

2.數據庫邏輯設計

基礎地理數據庫包括多個子庫，數據庫中子庫的劃分主要依據數據的類型和數據的比例尺，如圖2所示。

(1)數字線劃數據(DLG)子庫

DLG數據子庫主要存儲數字線劃圖數據。DLG包含以矢量結構描述的帶有拓撲關系的空間信息和以關系結構描述的屬性信息。DLG中包括大地測量控制點、水系及其附屬設施、居民地和工礦設施、交通及其附屬設施、管線、地貌、行政區界線和地名、植被等內容。它可直接應用于規劃建設、資源管理、投資環境分析、商業布局等各方面，可作為人口、資源、環境、交通、水利和公安報警等各專業信息系統的空間定位基礎，還可以生產數字或模擬地形圖產品，以及各種不同類型的專題測繪產品。

圖1 市縣級基礎地理數據庫構成

圖2 數據庫子庫劃分示意圖

(2)正射影像數據子庫

數字正射影像數據子庫主要存儲數字正射影像數據。DOM是具有正射投影的數字影像的數據集合。它生產周期較短，信息豐富直觀，具有良好的可判讀性和可測量性，可直接應用于國民經濟各行業，可作為影像背景從中提取自然地理和社會經濟信息，可用于評價其他測繪數據的精度、現勢性和完整性，還可以結合數字地形數據庫中的部分信息或其他相關信息制作各種形式的數字或模擬正射影像圖，作為有關數字或模擬測繪產品的影像背景。

(3)元數據(metadata，MD)子庫

元數據是說明數據內容、質量、狀況和其他有關特征的背景信息的數據。通過元數據可以檢索訪問數據庫，可以有效地利用計算機的系統資源，提高系統效率。因此，建立有效的元數據儲存體系在整個數據庫建設中占有重要的位置。

(4)控制測量成果子庫

控制測量成果子庫主要存儲控制測量成果數據。控制測量成果是由新測的所有大地控制點及保存完好可供使用的原有大地控制點組成。

(5)地籍數據成果子庫

地籍數據成果子庫主要存儲地籍成果數據。地籍成果數據由用戶方提供的1∶500城鎮地籍數據成果和1∶5000第二次農村土地調查數據成果組成。

四、系統設計

基礎地理信息系統設計是一項復雜性、綜合性、專業性極強的系統工程，系統的建設應嚴格遵循軟件工程的規范程序，在保證系統具備科學合理的結構框架的基礎上，力求先進和高效。這里將系統軟件設計分為兩部分:一是系統數據的建設和管理部分;二是數據的應用、共享和發布部分，分別采用C/S架構和B/S架構。

1.C/S架構設計

系統數據建設和管理部分采用3層C/S架構，基于Oracle關系數據庫和空間數據引擎ArcSDE實現空間數據的存儲和管理。在數據層，系統從數據的存儲、運行維護、安全等方面進行設計。在具體實現時，采用面向對象技術，簡化數據對象之間復雜的關聯關系，通過面向對象的信息服務層將數據庫封裝起來，為數據庫管理系統提供對數據庫操作的面向對象接口，并向各個應用系統提供面向對象服務，以達到維護數據安全、提高系統效率的目的。系統總體框架結構如圖3所示。

2.B/S架構設計

近年來，基于網絡服務的GIS系統得到廣泛應用，分布式和共享的GIS已經成為主流。在WebGIS設計上，采用B/S體系結構，將基礎數據使用Web服務進行發布，而各種Web應用則基于Web服務進行開發，并將不同的應用模塊、子系統集成到系統主框架中。系統總體框架結構如圖4所示。

五、質量控制

市縣級基礎地理信息系統按照軟件工程的基本框架，可分成工程準備、系統設計、工程實施和系統驗收4個階段。系統對每個階段進行階段性評審，只有滿足了該階段質量要求才能進入到下一個階段，否則不能轉入下一個環節的工作。

圖3 C/S體系結構圖

圖4 B/S體系結構圖

為了使系統實現用戶要求的功能，系統開發人員必須進行有計劃、有組織的系統設計和開發活動，質量保證貫穿于開發的全過程，主要措施如下。

1)進度控制:制訂嚴密的工作計劃，并根據項目成員個人工作質量、工作效率、工作態度、團隊精神，設立相應的獎懲制度，按時完成任務，從而保證產品開發進度。

2)階段審核制:軟件開發階段審核制是采用基于現代軟件管理模式的必然產物，在每個工作流程結束時根據相應軟件開發管理規范及應用要求對階段成果進行評議控制，確保應用開發順利進行。

3)文檔要求:所有與項目有關的需求、建議、解決方案和結論都必須文檔化、標準化，使之成為項目成果的重要組成部分，以便查閱、交流和引用。

六、結束語

本文從基礎地理信息系統設計和建設關注的幾個部分出發，分別探討了數據標準建設、數據庫設計、系統架構設計及質量控制的思路。基礎地理信息系統建設設計方面還有很多，本文未能面面俱到，僅從設計思路方面進行了相關闡述。基礎地理信息系統建設是一個系統的工程，建設單位在建設之前一定要進行詳細的設計和論證，確保工程按期完成，達到預期效果。

［1］ 胡智仁.城市基礎地理信息系統的建設與數據共享探討［J］.江西科學，2007，25(3):338-340.

［2］ 倪錫春.面向縣市級的基礎地理數據庫管理方法研究［D］.杭州:浙江大學，2007.

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Discussion on the Design Idea of County-level Fundamental Geographic Information System

LI Xiangqing

0494-0911(2012)06-0093-03

P208

B

2012-01-12

李香清(1978—)，女，青海樂都人，工程師，主要從事GIS技術應用和測繪信息化建設工作。