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基于ArcGIS的厦门空间地理基础信息数据库建设
Tags:    来源:本站整理    发布时间:2014-06-30 14:43:15        

1、引言

  当前世界各国信息化发展的一个重要方向是把与人类生存和发展有关的各种自然、社会、经济、人文、环境等要素信息化,按地理空间予以集成,构建数字城市、数字区域、数字国家乃至数字地球。2007年,《国务院关于加强测绘工作的意见》指出并要求“构建数字中国地理空间框架,加强测绘公共服务,发展地理信息产业,努力建设服务型测绘”。

  顺应这个发展趋势,各城市兴起地理信息共享服务平台的热潮,其基本任务是提供基本的空间定位服务,通过集成和加载政府信息化综合信息以及各行业专题空间或非空间信息,在统一的地理空间框架数据上发布各类信息服务,为各类信息(空间或非空间)实现网络化服务建立一个基础平台。空间地理基础信息数据库是城市地理空间框架数据的来源,建设空间地理基础信息数据库是城市测绘主管部门的核心和主要任务。

  2、城市空间地理基础信息数据库需求分析

  空间地理基础信息数据是描述地表形态及其所附属的自然以及人文特征和属性的地理数据,具有基础性、普遍适用性和使用频率高等特点。其主要内容应包括:控制点、居民地、工业设施、管线垣栅、境界、交通、水系、地貌、植被和地名等基本要素信息。城市空间地理基础信息数据库为城市发展和信息化建设提  供统一的空间定位基础,进而服务城市信息资源的整合和共享。

  厦门空间基础地理信息数据库(以下简称“空间库”)作为国土资源和房产空间定位、空间分布、空间分析以及日常空间相关业务的办理的基础、背景数据来源,是厦门市国土资源与房产管理局的信息化工作的基石,也是厦门国土房产局作为测绘主管部门的主要任务之一。厦门空间基础地理信息数据库的更新来源于厦门国土房产局所属的测绘与基础地理信息中心的日常工作,具体来源于成片基础测绘成果、地形图修补测成果、日常竣工测量、地籍修测等。

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  图1 厦门空间地理基础信息数据库的需求层次

  厦门市空间地理基础信息数据库的需求可分为三个层次:

  第一个层次,面向厦门国土房产局内部空间数据应用,作为厦门国土房产电子政务的数据基础,紧密结合厦门国土房产的日常政务应用。

  第二个层次,面向厦门各空间数据需求的政府部门(如民政局、规划局、建设局、市政园林局、环保局),满足其对空间地理信息基础数据以及相关地理信息系统的需求;侧重行业或专业GIS应用的需求;但这个层次,厦门市空间地理基础信息数据库并非直接满足,而是通过厦门市信息产业局牵头组织的“厦门城市地理共享数据库及其应用系统”实现。

  第三个层次,面向社会公,主要表现为三个方面,即公众WebGIS服务、位置服务、车辆监控导航。

  厦门国土房产局电子政务系统(金土工程)一期、二期正在实施中,迫切需要厦门市空间地理基础信息数据库为其日常的数据支持服务并建立常态日常更新机制;另一方面,厦门城市地理共享数据库的建设正在开展中,目前处于测试阶段,该共享库的长久更新主要来源于厦门市空间地理基础信息数据库。由于这些进行中需要空间基础数据支撑的项目,厦门市空间地理基础信息数据库的建设显得十分迫切。

  3、空间地理基础信息数据库内容

  根据上述需求分析,厦门市空间地理基础信息数据库是厦门国土房产局的空间数据核心库,需要满足其电子政务应用和日常测绘数据管理应用的需求,同时根据城市地理共享应用和公众的空间数据服务需求,对两者提供数据支持。

  厦门市空间地理基础信息数据库的基本内容是测绘类基础地形数据,主要内容有数字线划图(DLG)、数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM)、数字栅格地图(DRG),以及测绘类的支撑数据,包括接图表、测区、控制网等。此外,行政区划、建筑物、道路、水系、绿地等基础专题数据,可以通过测绘类数据加工生成。厦门空间地理基础信息数据库的内容构成图示如下:

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  图2 厦门空间地理基础信息数据库的内容构成图

  4、空间地理基础信息数据库的逻辑组织

  厦门市空间地理基础信息数据库应实现对多数据源、多比例尺、多分辨率、多时相的数据内容进行有效的整合,通过对空间地理基础数据及其对应元数据的管理和检索,达到方便的存储管理和分发服务的目的。

  4.1 数据编码与规范化

  厦门市空间地理基础信息数据库的组织设计中,在遵循相关的国家标准和技术规范的基础上,参考其他单位数据库建设的经验,结合现有数据的情况,制定数据编码的标准和规范。

  4.2 数据的分类与分层组织

  厦门市空间地理基础数据的类型多,内容复杂,分类和分层组织有利于数据的管理与应用。在数据库设计中,首先根据空间地理基础数据的内容进行分类,建立空间数据集(FeatureDataSet);然后根据每类数据中的要素进行分层,建立要素类(FeatureClass);由此建立空间数据的分层与分类组织结构。

  4.3基于GeoDatabase的数据库逻辑设计

  根据厦门市空间地理基础数据的逻辑结构和GeoDataBase的数据模型,厦门空间地理基础信息数据库的逻辑层次结构划为四级:总库—分库—逻辑层—物理层。

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  图3厦门市空间地理基础信息数据库逻辑层次结构示意图

  5、空间地理基础信息数据库的物理设计

  厦门空间地理基础信息数据库作为面向海量空间数据的管理与应用,选用了Oracle数据库和ArcSDE空间数据引擎作为空间数据管理的平台。

  ArcSDE是基于关系型数据库的空间数据管理中间件,实现了连续无缝的,图形、属性、DEM、影像一体化的空间数据管理机制。ArcSDE的主要特点有:① 空间数据存储于关系型数据库中;② 连续无缝的空间数据管理;③ 快速的空间数据存取;④ 多层体系结构;⑤ 方便的多用户共享,减少数据冗余;⑥ 灵活的配置和应用开发机制,便于专题应用的实现。

  ArcSDE基于GeoDatabase数据模型,实现各种地理要素及其空间关系的存储与管理,提高了空间数据应用的效率,保证数据的完整性和一致性。它包括矢量和栅格两种数据类型,可以按照要素集、要素类等组织成多个层次。矢量要素对应有要素集(FeatureDataset)和要素类(FeatureClass);栅格要素对应有栅格集(Raster Dataset)等。

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  图4基于ArcSDE的空间地理基础信息数据组织模型

  6、空间地理基础信息数据库更新

  厦门市空间地理基础信息数据库的生命力依赖于数据的现势性,这要求建立完善的数据更新机制和手段,需要技术因素和非技术因素的结合。通过数据更新机制不断获得现势数据,并对数据库进行更新维护。

  厦门空间地理基础信息数据库阶段性更新可以依赖成片基础测绘的数据成果,其日常更新可以依赖竣工测量数据的归集处理,实现对基础地形数据库和基础专题数据库的日常更新,也可以通过地籍调查科在日常业务中汇集处理的地籍修测数据实现对基础地形数据库和基础专题数据库的日常更新,其总体流程如下图所示:

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  图5厦门市空间地理基础信息数据库数据更新示意图

  7、结语

  厦门空间地理基础信息数据库是一个多比例尺、多数据源、多时相、多分辨率、无缝的空间数据库,其建设立足于现状数据的管理,面向国土房产业务应用、支持城市地理信息共享平台、城市公众地理信息服务,涉及的数据形式多、内容复杂,是一个综合性的基础性空间数据库。厦门空间地理基础信息数据库建设,可促进厦门城市基础信息资源的整合,增强地理信息资源的综合使用和保障能力,为全方位的城市管理和综合决策提供基础服务。

  如本文前述,城市空间地理基础信息能够结合基础测绘、工程竣工测量等测绘业务有序开展、持续进行。所以,城市空间地理基础信息数据库的建设应由城市测绘主管部门负责,根据当前国家测绘局统一部署的数字城市地理空间框架的要求、城市地理信息共享平台的需求进行分阶段建设,才能有效结合城市测绘主管部门日常工作,基于城市测绘主管部门的业务,为城市地理信息共享平台提供长效的数据更新支持。

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