数字城市地理空间框架的设计与应用

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摘要:数字城市地理空间框架是空间信息基础设施的重要组成部分，是经济社会信息化发展的基础平台。本文以任丘市数字城市地理空间框架建设项目为背景，介绍了地理信息公共平台建设的总体设计、基础地理信息数据库建设、地理信息公共平台的应用，实现了数字城市地理空间框架建设的设计与应用。平台建设达到了预期效果，促进了当地地理空间信息的广泛深入应用，为政府科学决策和高效服务提供了基础平台，为其他城市地理空间框架建设提供理论和实践参考。

关键词:数据城市;地理空间框架;基础地理信息数据库;地理信息公共平台

数字城市地理空间框架是城市地理信息数据及其采集、加工、交换、服务所涉及的政策、法规、标准、技术、设施和人力资源的总称［1］。数字城市地理空间框架是空间信息基础设施的重要组成部分，是经济社会信息化发展的基础平台［2］。数字城市地理空间框架建设是在已有的地理空间数据基础上，整合各专题数据，构建一个能够提供权威、统一、标准的地理信息服务公共平台，并基于这个平台统一服务、免费提供应用，各部门、企事业单位和社会公众都可以使用的数据和服务，此平台最大程度地避免重复建设，消除信息孤岛，实现共建共享［3］。本文以任丘市数字城市地理空间框架建设项目为背景，介绍了地理信息公共平台建设的总体设计、基础地理信息数据库建设、地理信息公共平台的应用，平台的建设促进了当地地理空间信息的广泛深入应用，为政府的科学决策和高效服务提供基础平台。

1地理信息公共平台建设总体设计

1．1总体目标。数字城市总体目标为服务标准开放、平台功能齐备、共享分布集中、网络横纵互联、应用方便快捷、运行实时安全［4］。服务标准开放。符合OGC规范，采用SOA架构体系，具有良好的可扩展性;平台功能齐备。不仅提供数据共享服务，还提供功能共享服务，满足各类用户的需求;共享分布集中。支持分布式的数据和功能共享服务，也支持集中式的数据和功能共享服务;网络横纵互联。平台纵向上和国家、地市互联互通，横向上和各级政府部门互联互通。在政务网和公众网上以同样的模式各自独立运行;应用方便快捷。用户使用平台提供的服务是非常方便和快捷的;运行实时安全。平台应能够提供全天候在线地理信息服务，快速、高效、安全。1．2总体框架。地理信息公共平台由数据库和软件系统(数据管理系统、运维管理系统、共享服务与交换系统、平台门户网站)组成，地理信息公共平台总体框架如图1所示。1．3总体技术路线。系统设计采用B/S和C/S结构的运行模式，C/S系统采用插件技术(PlugIn)。采用MyEclipse和．Net开发平台，使用Java和C#语言进行开发，Java开发B/S结构的服务系统，方便将平台移植到Unix操作系统;C#开发C/S结构的管理子系统，方便管理员对数据库进行更新维护。采用SuperMap7C系列产品作为系统的地理信息平台，SuperMapiServer7C作为SuperMapService服务端开发平台，SuperMapObjects作为C/S系统的开发平台［5］。

2基础地理信息数据库建设

基础地理信息数据库包括面向服务的产品数据、目录与元数据和专题数据［6］。2．1面向服务的产品数据。面向服务的产品数据包括地理实体、地形图、地名地址、遥感影像、三维景视等［7］。地理实体、地形图测绘采用全野外数字化成图法进行1∶500全要素地形图测绘，并编辑成DLG数字线划地形图;地名地址数据是在1∶500地形图的基础上，通过外业实地调查，查清范围内的行政区域地名、街巷名、小区名、门(楼)址、标志物和兴趣点等信息，并完成地名地址图件及属性信息电子数据的制作［8］;遥感影像数据包括DEM和DOM的制作;三维景视数据包括特征线的采集、三维模型提取、外业纹理采集、纹理照片处理、纹理映射等［9］。2．2目录与元数据。目录管理包括逻辑目录管理和基础目录管理，分别对逻辑目录和基础数据目录进行管理操作。元数据主要在国家相关技术标准规范和政策的基础上，制定《数字任丘地理空间框架:服务元数据规定》。2．3专题数据。专题数据包括国土数据、住建数据、安监数据、公安数据、城市管理数据等。国土数据以数字基础地理空间数据为基础，整合国土资源局已有的征地数据、城镇地籍、地类图斑、线状地物、规划基本农田保护区和有条件建设用地区等数据，在系统进行叠加展示。以可视化、空间化的方式实现了对国土业务数据的直观查询、展示与分析;住建数据以影像电子地图、矢量电子地图、总规数据以及地形图中建筑物图层数据为依据，构建地理信息平台，将复杂的各建筑物数据以图层属性的形式呈现在电子地图上，直观地表述了各建筑物的空间信息和属性信息;安监数据以影像电子地图、矢量电子地图、地名地址数据以及路名路网数据为基础，构建地理信息平台，将各类企业的空间信息和属性信息直观地呈现在电子地图上，并提供危险源企业信息的增加、删除、修改、查询和定位等操作;公安数据将最新的高清影像电子地图、矢量电子地图的瓦片数据，在公安局的前置机中进行更新，提供高清影像电子地图、矢量电子地图数据;城市管理数据采用前置机或者离线瓦片的方式提供基础数据。

3地理信息公共平台建设

3．1功能架构。［10］地理信息管理平台可以高效地进行各种地理信息数据处理、分析、二三维制图及等操作。平台是通过．NET开发组件、桌面核心库和．NETFramework4．0构建的插件式GIS应用，能够满足用户的不同需求。平台提供了涵盖数据管理、数据转换、数据处理、地图制图、场景操作、布局排版和打印等所有常规的GIS功能;插件管理、空间分析、网络分析、缓存制作、地图、海图模块等丰富GIS功能;具有工作环境设计、皮肤定制、服务、地图分级配图、自动化制图等比较专业的工具功能，同时支持扩展开发，是一款可编程、可扩展、可定制的运行在桌面端的二三维一体化的云GIS产品。系统功能构架如图2所示。3．2平台界面。本项目地理信息管理平台的界面风格采用功能区风格，取代利用菜单和工具栏组织各个功能项和命令的传统模式，将各种具有一定功能的控件放置在功能区，直观地呈现在用户面前，便于功能的查找与利用。3．3功能模块。本项目地理信息管理平台提供了丰富的GIS功能，主要分为数据管理、数据处理、地图制图、三维应用、空间分析、网络分析、扩展开发极大模块，每个功能模块提供不同的功能［11］。系统功能模块如图3所示。

4结束语

数字任丘地理空间框架建设项目由河北省地理信息局和任丘市人民政府共同投资建设，按照“需求牵引、设计统一、共同投资、资源共享”的原则组织实施。本文以任丘市数字城市地理空间框架建设项目为背景，介绍了地理信息公共平台建设的总体设计、基础地理信息数据库建设、地理信息公共平台的应用，实现了数字城市地理空间框架建设的设计与应用。为充分发挥数字任丘地理空间框架的综合效益，项目选择国土、规划、公安、城管、安监和公众服务领域，以地理信息公共平台为基础，以应用部门为主导，以实现数据共享为目的，建设示范应用系统的开发与对接。平台建设达到了预期的效果，同时也为其他城市的地理空间框架建设提供理论和实践参考。

参考文献:

［1］邓力．数字城市地理空间基础框架整体建设模式探讨［J］．北京测绘，2010，24(4):8－10，29．

［2］朱雪坚，刘翔，方剑强．县级数字城市建设和应用现状的思考与建议———以浙江省为例［J］．测绘与空间地理信息，2015，38(5):155－157．

［3］王玲燕．数字抚州地理信息公共平台建设及其应用［J］．测绘通报，2018(8):136－141．

［4］卢彬源．区县地理空间框架建设的研究与设计———以增城市为例［J］．北京测绘，2015，29(4):11－15．

［5］郝明，张建龙，邓昌荣，等．四川省普格县级基础地理信息服务应用平台建设［J］．地理空间信息，2016，14(9):9－11，6．

［6］黄峥．关于数字城市地理空间框架建设的研究［J］．测绘与空间地理信息，2012，35(10):159－160，166．

［7］蒋爱华．智慧城市地理信息数据体系研究［J］．地理空间信息，2016，14(3):15－17，25．

［8］郭子敏．浅谈数字大庆地理信息公共服务平台建设［J］．测绘与空间地理信息，2014，37(2):113－115．

［9］李全．城市空间基础地理信息框架数据库建库研究［D］．武汉:武汉大学，2004．

［10］赵跃．数字城市地理空间框架建设实践与研究［J］．北京测绘，2017，31(1):9－12，31．

［11］吴万水．在线公众空间地理信息数据采集系统设计与研究［D］．重庆:重庆交通大学，2016．

作者:陈丽佳 单位:广东地下管网工程勘测公司