數(shù)字城市地理空間框架的設(shè)計與應(yīng)用
時間:2022-02-24 05:25:04
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摘要:數(shù)字城市地理空間框架是空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,是經(jīng)濟(jì)社會信息化發(fā)展的基礎(chǔ)平臺。本文以任丘市數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目為背景,介紹了地理信息公共平臺建設(shè)的總體設(shè)計、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)、地理信息公共平臺的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的設(shè)計與應(yīng)用。平臺建設(shè)達(dá)到了預(yù)期效果,促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐乩砜臻g信息的廣泛深入應(yīng)用,為政府科學(xué)決策和高效服務(wù)提供了基礎(chǔ)平臺,為其他城市地理空間框架建設(shè)提供理論和實(shí)踐參考。
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)城市;地理空間框架;基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫;地理信息公共平臺
數(shù)字城市地理空間框架是城市地理信息數(shù)據(jù)及其采集、加工、交換、服務(wù)所涉及的政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、設(shè)施和人力資源的總稱[1]。數(shù)字城市地理空間框架是空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,是經(jīng)濟(jì)社會信息化發(fā)展的基礎(chǔ)平臺[2]。數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)是在已有的地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,整合各專題數(shù)據(jù),構(gòu)建一個能夠提供權(quán)威、統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的地理信息服務(wù)公共平臺,并基于這個平臺統(tǒng)一服務(wù)、免費(fèi)提供應(yīng)用,各部門、企事業(yè)單位和社會公眾都可以使用的數(shù)據(jù)和服務(wù),此平臺最大程度地避免重復(fù)建設(shè),消除信息孤島,實(shí)現(xiàn)共建共享[3]。本文以任丘市數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目為背景,介紹了地理信息公共平臺建設(shè)的總體設(shè)計、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)、地理信息公共平臺的應(yīng)用,平臺的建設(shè)促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐乩砜臻g信息的廣泛深入應(yīng)用,為政府的科學(xué)決策和高效服務(wù)提供基礎(chǔ)平臺。
1地理信息公共平臺建設(shè)總體設(shè)計
1.1總體目標(biāo)。數(shù)字城市總體目標(biāo)為服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)開放、平臺功能齊備、共享分布集中、網(wǎng)絡(luò)橫縱互聯(lián)、應(yīng)用方便快捷、運(yùn)行實(shí)時安全[4]。服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)開放。符合OGC規(guī)范,采用SOA架構(gòu)體系,具有良好的可擴(kuò)展性;平臺功能齊備。不僅提供數(shù)據(jù)共享服務(wù),還提供功能共享服務(wù),滿足各類用戶的需求;共享分布集中。支持分布式的數(shù)據(jù)和功能共享服務(wù),也支持集中式的數(shù)據(jù)和功能共享服務(wù);網(wǎng)絡(luò)橫縱互聯(lián)。平臺縱向上和國家、地市互聯(lián)互通,橫向上和各級政府部門互聯(lián)互通。在政務(wù)網(wǎng)和公眾網(wǎng)上以同樣的模式各自獨(dú)立運(yùn)行;應(yīng)用方便快捷。用戶使用平臺提供的服務(wù)是非常方便和快捷的;運(yùn)行實(shí)時安全。平臺應(yīng)能夠提供全天候在線地理信息服務(wù),快速、高效、安全。1.2總體框架。地理信息公共平臺由數(shù)據(jù)庫和軟件系統(tǒng)(數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、運(yùn)維管理系統(tǒng)、共享服務(wù)與交換系統(tǒng)、平臺門戶網(wǎng)站)組成,地理信息公共平臺總體框架如圖1所示。1.3總體技術(shù)路線。系統(tǒng)設(shè)計采用B/S和C/S結(jié)構(gòu)的運(yùn)行模式,C/S系統(tǒng)采用插件技術(shù)(PlugIn)。采用MyEclipse和.Net開發(fā)平臺,使用Java和C#語言進(jìn)行開發(fā),Java開發(fā)B/S結(jié)構(gòu)的服務(wù)系統(tǒng),方便將平臺移植到Unix操作系統(tǒng);C#開發(fā)C/S結(jié)構(gòu)的管理子系統(tǒng),方便管理員對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新維護(hù)。采用SuperMap7C系列產(chǎn)品作為系統(tǒng)的地理信息平臺,SuperMapiServer7C作為SuperMapService服務(wù)端開發(fā)平臺,SuperMapObjects作為C/S系統(tǒng)的開發(fā)平臺[5]。
2基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)
基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫包括面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、目錄與元數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)[6]。2.1面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括地理實(shí)體、地形圖、地名地址、遙感影像、三維景視等[7]。地理實(shí)體、地形圖測繪采用全野外數(shù)字化成圖法進(jìn)行1∶500全要素地形圖測繪,并編輯成DLG數(shù)字線劃地形圖;地名地址數(shù)據(jù)是在1∶500地形圖的基礎(chǔ)上,通過外業(yè)實(shí)地調(diào)查,查清范圍內(nèi)的行政區(qū)域地名、街巷名、小區(qū)名、門(樓)址、標(biāo)志物和興趣點(diǎn)等信息,并完成地名地址圖件及屬性信息電子數(shù)據(jù)的制作[8];遙感影像數(shù)據(jù)包括DEM和DOM的制作;三維景視數(shù)據(jù)包括特征線的采集、三維模型提取、外業(yè)紋理采集、紋理照片處理、紋理映射等[9]。2.2目錄與元數(shù)據(jù)。目錄管理包括邏輯目錄管理和基礎(chǔ)目錄管理,分別對邏輯目錄和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)目錄進(jìn)行管理操作。元數(shù)據(jù)主要在國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和政策的基礎(chǔ)上,制定《數(shù)字任丘地理空間框架:服務(wù)元數(shù)據(jù)規(guī)定》。2.3專題數(shù)據(jù)。專題數(shù)據(jù)包括國土數(shù)據(jù)、住建數(shù)據(jù)、安監(jiān)數(shù)據(jù)、公安數(shù)據(jù)、城市管理數(shù)據(jù)等。國土數(shù)據(jù)以數(shù)字基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),整合國土資源局已有的征地數(shù)據(jù)、城鎮(zhèn)地籍、地類圖斑、線狀地物、規(guī)劃基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)和有條件建設(shè)用地區(qū)等數(shù)據(jù),在系統(tǒng)進(jìn)行疊加展示。以可視化、空間化的方式實(shí)現(xiàn)了對國土業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的直觀查詢、展示與分析;住建數(shù)據(jù)以影像電子地圖、矢量電子地圖、總規(guī)數(shù)據(jù)以及地形圖中建筑物圖層數(shù)據(jù)為依據(jù),構(gòu)建地理信息平臺,將復(fù)雜的各建筑物數(shù)據(jù)以圖層屬性的形式呈現(xiàn)在電子地圖上,直觀地表述了各建筑物的空間信息和屬性信息;安監(jiān)數(shù)據(jù)以影像電子地圖、矢量電子地圖、地名地址數(shù)據(jù)以及路名路網(wǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),構(gòu)建地理信息平臺,將各類企業(yè)的空間信息和屬性信息直觀地呈現(xiàn)在電子地圖上,并提供危險源企業(yè)信息的增加、刪除、修改、查詢和定位等操作;公安數(shù)據(jù)將最新的高清影像電子地圖、矢量電子地圖的瓦片數(shù)據(jù),在公安局的前置機(jī)中進(jìn)行更新,提供高清影像電子地圖、矢量電子地圖數(shù)據(jù);城市管理數(shù)據(jù)采用前置機(jī)或者離線瓦片的方式提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
3地理信息公共平臺建設(shè)
3.1功能架構(gòu)。[10]地理信息管理平臺可以高效地進(jìn)行各種地理信息數(shù)據(jù)處理、分析、二三維制圖及等操作。平臺是通過.NET開發(fā)組件、桌面核心庫和.NETFramework4.0構(gòu)建的插件式GIS應(yīng)用,能夠滿足用戶的不同需求。平臺提供了涵蓋數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、地圖制圖、場景操作、布局排版和打印等所有常規(guī)的GIS功能;插件管理、空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析、緩存制作、地圖、海圖模塊等豐富GIS功能;具有工作環(huán)境設(shè)計、皮膚定制、服務(wù)、地圖分級配圖、自動化制圖等比較專業(yè)的工具功能,同時支持?jǐn)U展開發(fā),是一款可編程、可擴(kuò)展、可定制的運(yùn)行在桌面端的二三維一體化的云GIS產(chǎn)品。系統(tǒng)功能構(gòu)架如圖2所示。3.2平臺界面。本項(xiàng)目地理信息管理平臺的界面風(fēng)格采用功能區(qū)風(fēng)格,取代利用菜單和工具欄組織各個功能項(xiàng)和命令的傳統(tǒng)模式,將各種具有一定功能的控件放置在功能區(qū),直觀地呈現(xiàn)在用戶面前,便于功能的查找與利用。3.3功能模塊。本項(xiàng)目地理信息管理平臺提供了豐富的GIS功能,主要分為數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理、地圖制圖、三維應(yīng)用、空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析、擴(kuò)展開發(fā)極大模塊,每個功能模塊提供不同的功能[11]。系統(tǒng)功能模塊如圖3所示。
4結(jié)束語
數(shù)字任丘地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目由河北省地理信息局和任丘市人民政府共同投資建設(shè),按照“需求牽引、設(shè)計統(tǒng)一、共同投資、資源共享”的原則組織實(shí)施。本文以任丘市數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目為背景,介紹了地理信息公共平臺建設(shè)的總體設(shè)計、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)、地理信息公共平臺的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的設(shè)計與應(yīng)用。為充分發(fā)揮數(shù)字任丘地理空間框架的綜合效益,項(xiàng)目選擇國土、規(guī)劃、公安、城管、安監(jiān)和公眾服務(wù)領(lǐng)域,以地理信息公共平臺為基礎(chǔ),以應(yīng)用部門為主導(dǎo),以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享為目的,建設(shè)示范應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與對接。平臺建設(shè)達(dá)到了預(yù)期的效果,同時也為其他城市的地理空間框架建設(shè)提供理論和實(shí)踐參考。
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作者:陳麗佳 單位:廣東地下管網(wǎng)工程勘測公司