發(fā)布時(shí)間:2022-03-19 06:08:55
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇城市地理論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
城市地形的多樣性易使作戰(zhàn)中的態(tài)勢感知和威脅辨識(shí)變得異常復(fù)雜,需要作戰(zhàn)人員進(jìn)行更加細(xì)致的戰(zhàn)場空間情報(bào)準(zhǔn)備工作;與此同時(shí),城市地形特有的人文屬性以及現(xiàn)今交戰(zhàn)規(guī)則的嚴(yán)格規(guī)范,均要求盡可能控制本方火力和降低附帶損傷的風(fēng)險(xiǎn),這就需要掌握大量精致數(shù)據(jù)和找到新型解決方法。新的解決方法不同于傳統(tǒng)的地理空間信息生成過程,它可利用2D/3D數(shù)據(jù)處理技術(shù)對復(fù)雜的城市地形進(jìn)行測繪。
城市戰(zhàn)場空間情報(bào)信息需求
城市地形會(huì)對軍事作戰(zhàn)行動(dòng)構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn),回顧斯大林格勒戰(zhàn)役,以及在貝魯特、摩加迪沙、格羅茲尼、寧和費(fèi)盧杰進(jìn)行的戰(zhàn)斗,交戰(zhàn)雙方均付出了巨大代價(jià),這揭示了共同的道理――充分掌握錯(cuò)綜復(fù)雜、分隔阻塞的城市地形,對確保在城區(qū)進(jìn)行的作戰(zhàn)行動(dòng)成功至關(guān)重要。城市地圖測繪是人文地理的分支之一,但要想達(dá)到接近人類理想尺度的大比例尺仍有困難(理想狀況應(yīng)為1:10000至1:50000),大多數(shù)軍用地圖的比例尺分為戰(zhàn)略級(jí)、戰(zhàn)役級(jí)和戰(zhàn)術(shù)級(jí)。需要測量的不僅有城市人口和聚居地,還包括交通基礎(chǔ)設(shè)施、高樓大廈等建筑,以及日趨復(fù)雜的公共設(shè)施網(wǎng)絡(luò)――水源、污水處理設(shè)施、供電設(shè)施和電話線,還有基于地面電纜或無線電中繼站的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。
這些信息的儲(chǔ)存有據(jù)可查,其格式常常更新,構(gòu)成了城市設(shè)計(jì)、地址編撰和設(shè)施布局的基礎(chǔ)。不過,這些數(shù)據(jù)來源多樣而零散,從考古調(diào)查報(bào)告到電力分配圖,有時(shí)還包括紙質(zhì)城市地圖。但與地面測量以及海圖和航空圖繪制相比,這些數(shù)字化信息在城市地圖繪制信息中所占比例非常小,城市信息的標(biāo)準(zhǔn)化和一體化建設(shè)仍處于萌芽階段。在歷次災(zāi)難救援行動(dòng)中,這些都令人遺憾,如近年來在新奧爾良、曼谷等地發(fā)生的危機(jī)。每到此時(shí),救援者總會(huì)想方設(shè)法從各個(gè)渠道搜集數(shù)據(jù)。在城區(qū)進(jìn)行的作戰(zhàn)行動(dòng)中,無論這些城市是有序規(guī)劃還是無序發(fā)展,上述數(shù)據(jù)都極為缺乏。
正因?yàn)槿绱耍乩硇畔⑾到y(tǒng)(GIS)的大多數(shù)供應(yīng)商建議使用專用工具進(jìn)行城市地圖繪測,包括光柵編輯和數(shù)字化建模,或是用于增加附加信息的矢量編輯。早期的模塊主要針對城市規(guī)劃應(yīng)用;新型模塊則可應(yīng)用先進(jìn)技術(shù),為導(dǎo)航、平面及立體規(guī)劃或公共設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的合理化布局提供精密信息。在此過程中,傳統(tǒng)的2D演示技術(shù)正逐漸讓位于更具創(chuàng)新性的3D技術(shù),從而能夠展示出具有更高分辨率、融合更多傳感器的圖像、模型和仿真系統(tǒng),以及多層語義信息――從簡單的郵政數(shù)據(jù)到聚居區(qū)、商業(yè)和居民生活等方面的定性特征。
盡管城市地理信息量日漸豐富,但城市作戰(zhàn)戰(zhàn)場空間的情報(bào)準(zhǔn)備工作卻幾乎無法從中受益。鑒于作戰(zhàn)或?yàn)?zāi)難救援行動(dòng)常在貧窮國家、動(dòng)蕩國家進(jìn)行,幾乎無法獲得當(dāng)?shù)匦姓?dāng)局的合作,這使得現(xiàn)代化作戰(zhàn)力量不得不將大量精力用于在極度受限的環(huán)境中進(jìn)行地圖測繪,這種測繪過程曠日持久,與作戰(zhàn)行動(dòng)的快速性極不相稱,因此越來越讓位于更趨自動(dòng)化的城市地理信息測繪手段,需要應(yīng)用載荷微型化技術(shù)、多傳感處理技術(shù)和大數(shù)據(jù)開發(fā)技術(shù)。
當(dāng)前的技術(shù)手段
城區(qū)地形概貌主要通過遙感技術(shù)進(jìn)行測繪。在和平時(shí)期,航空成像在地面高分辨率與廣域覆蓋方面達(dá)到了最佳平衡,并可通過地面測量得到進(jìn)一步修正。在行動(dòng)受限地區(qū),衛(wèi)星通過多次測量,能對城市地區(qū)進(jìn)行精確拍攝,使用合成孔徑雷達(dá)和全色成像技術(shù),生成中精度和高精度高程數(shù)據(jù)。城市影像的地圖格式是城市地圖基礎(chǔ)層的基礎(chǔ);隨后,GIS對地圖進(jìn)行編輯,標(biāo)注街道名稱、區(qū)域劃分、重要建筑、公共設(shè)施和障礙物;其他模塊則提供城市地形說明,特別是計(jì)算機(jī)輔助3D技術(shù)將計(jì)算和顯示建筑物的形狀。例如,美國Exri公司的Exri City Engine軟件作為三維城市建模的首選軟件,完美支持ArcGIS,具備計(jì)算機(jī)輔助成像功能,包括將激光雷達(dá)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)云數(shù)據(jù),從而生成數(shù)百萬個(gè)精確的三維地理坐標(biāo)。
城市地理分析軟件綜合運(yùn)用各種地理特征提取與測量工具,進(jìn)行地形分析。商用GIS桌面項(xiàng)目就能提供這種軟件,如薩爾諾夫公司的Maplt軟件,經(jīng)認(rèn)證更適用于防務(wù)安全領(lǐng)域。這種軟件結(jié)合圖像與激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù),可生成高分辨率數(shù)字高程模型;產(chǎn)生的內(nèi)嵌圖形和3D站點(diǎn)模型可用于城市地區(qū)的情報(bào)監(jiān)視偵察行動(dòng)以及目標(biāo)定位和毀損評(píng)估。此外,英國BAE數(shù)字?jǐn)z影測量軟件增加了新一代自動(dòng)地形提取功能,使用專門的算法從圖像中建立精確數(shù)字高程模型。
3D城市模型的應(yīng)用
高保真3D城市模型的制作已成為一種常態(tài)。這種源于城市規(guī)劃需求的專業(yè)性行業(yè),如今正致力于防務(wù)安全領(lǐng)域的地理空間類產(chǎn)品研發(fā)。美國PLW模型制造公司研發(fā)制作的3D模型內(nèi)容詳盡,涉及世界21個(gè)國家的450多個(gè)地方,包括體育場、機(jī)場、冶煉廠等設(shè)施乃至整座城市,以及海地太子港和日本石卷等受災(zāi)地區(qū)在受災(zāi)前后的地理對比模型。
法國的虛擬城市公司制作的3D模型規(guī)模相對有限,其原型包括阿布扎比等城市以及克里姆林宮等重要場所。根據(jù)相關(guān)合同,這些產(chǎn)品為用戶專有。不過,其使用的工具和技術(shù)為GIS所兼容,可滿足為保障關(guān)鍵性任務(wù)進(jìn)行的城市地形分析要求。城市模型的地理坐標(biāo)3D數(shù)據(jù)還可為戰(zhàn)術(shù)通信和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航的相關(guān)工作提供支持。此外,高度專業(yè)化的軟件模塊能夠計(jì)算出無線電波或者全球定位系統(tǒng)信號(hào)在建筑物之間的回波與強(qiáng)度。在軍事和安全行動(dòng)中,城市模型的這種功能常常被忽視。過去,頻譜規(guī)劃不足曾經(jīng)引發(fā)嚴(yán)重后果。例如,俄軍1994年在格羅茲尼進(jìn)行的首次作戰(zhàn)行動(dòng)中,“城市峽谷”形成的偽裝和多聲路對戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)的通信造成了災(zāi)難性影響。盧西亞德公司考慮到這一情況,在設(shè)計(jì)中確保斷開的移動(dòng)設(shè)備能夠利用大型城市數(shù)據(jù)集。同時(shí),在高樓林立的城市,全球定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)常常受到玻璃外墻和金屬結(jié)構(gòu)的影響,這就需要采取革新措施,以提供高精度的定位信息。
澳大利亞洛卡塔公司的定位技術(shù)適用于全球定位系統(tǒng)信號(hào)較差的環(huán)境,在美國空軍的白沙導(dǎo)彈靶場,該公司設(shè)計(jì)的洛卡塔網(wǎng)絡(luò)使用陸基地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)收發(fā)器,使空中作戰(zhàn)可在無法接收到全球定位系統(tǒng)信號(hào)的條件下繼續(xù)進(jìn)行。美國空軍746試驗(yàn)中隊(duì)有望從該項(xiàng)目中獲得戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航的重要經(jīng)驗(yàn)。在烏克蘭危機(jī)中,俄羅斯和美國的衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)均遭遇保障不力的情況,從而清楚地表明定位、導(dǎo)航與授時(shí)信號(hào)可能會(huì)成為未來作戰(zhàn)行動(dòng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。這就要求美軍對地面導(dǎo)航予以更多的關(guān)注,特別是在導(dǎo)航定位衛(wèi)星被摧毀或壓制情況下。
新型機(jī)載傳感器的作用
在生成有效的地理空間信息方面,傳統(tǒng)設(shè)備很難適用于當(dāng)前戰(zhàn)場的資源配置和作戰(zhàn)節(jié)奏。從而催生出臨時(shí)性的應(yīng)急措施,為部隊(duì)提供戰(zhàn)場地理空間信息支持。不過,這種應(yīng)急措施同樣無法滿足部隊(duì)持續(xù)實(shí)施監(jiān)視行動(dòng)和實(shí)時(shí)獲取地理信息的需求。
隨著美軍在阿富汗和伊拉克戰(zhàn)場首次部署長航時(shí)無人機(jī),相關(guān)的解決方法也應(yīng)運(yùn)而生。通過原子公司的MQ-1“捕食者”無人機(jī)及其攜載的傳感器載荷能夠向地面站以及L-3“漫游者”等便攜式終端發(fā)送全動(dòng)態(tài)視頻數(shù)據(jù);與此同時(shí),美軍開始為改進(jìn)型商務(wù)飛機(jī)裝備激光雷達(dá)等高分辨率成像載荷。這是在美國陸軍地理空間中心的“七葉樹”項(xiàng)目下進(jìn)行的,該項(xiàng)目自2004年以來已經(jīng)恢復(fù)了戰(zhàn)場制圖能力。
“七葉樹”項(xiàng)目率先在非交戰(zhàn)環(huán)境中進(jìn)行高分辨率3D圖像的收集,并將分辨率0.1米的彩色圖像和柱距1米的激光雷達(dá)圖像定為非保密材料,可由盟國共享。由此生成的高分辨率3D圖像,能立即為特種作戰(zhàn)部隊(duì)掌握,并用于在城市地區(qū)的行動(dòng)規(guī)劃和實(shí)施小規(guī)模直接行動(dòng)。障礙物、掩蔽物、隱蔽點(diǎn)、武器部署位置、進(jìn)出路線等,均成為作戰(zhàn)部隊(duì)實(shí)時(shí)掌握的有關(guān)城市目標(biāo)地理空間信息的重要內(nèi)容。這種高分辨率彩色圖像和精確高程數(shù)據(jù)有助于實(shí)現(xiàn)對“城市峽谷”的深度理解,現(xiàn)已成為阿富汗和伊拉克戰(zhàn)場的非常規(guī)情報(bào)監(jiān)視偵察和反暴亂作戰(zhàn)行動(dòng)的重要保障。“七葉樹”項(xiàng)目以及相關(guān)的激光雷達(dá)開發(fā)組件與地形建模軟件,很快就被美國及其盟國用于軍事情報(bào)、特種作戰(zhàn)和地形/地理空間行動(dòng)。有應(yīng)用圖像軟件創(chuàng)建的3D基礎(chǔ)層級(jí),能夠支持狙擊/反狙擊行動(dòng)后清理路邊炸彈行動(dòng)。經(jīng)過十多年的實(shí)踐,“七葉樹”項(xiàng)目已經(jīng)能夠繪制阿富汗和伊拉克人口聚集區(qū)和交通線地圖。2014年初,隨著美軍開始從伊拉克撤軍,整個(gè)“七葉樹”數(shù)據(jù)群被轉(zhuǎn)交給伊新政府,并于當(dāng)年年中在伊北部地區(qū)打擊“伊斯蘭國”極端武裝的行動(dòng)中發(fā)揮了重要作用。
傳統(tǒng)無人機(jī)傳感器發(fā)送的全動(dòng)態(tài)視頻數(shù)據(jù)要么呈低分辨率寬視場,要么呈高分辨率窄視場,從而形成了“透視飲料吸管”效應(yīng),無法適應(yīng)大規(guī)模的復(fù)雜城市地區(qū)作戰(zhàn)行動(dòng),因?yàn)橛脩艉芸炀蜁?huì)離開當(dāng)前環(huán)境。塞拉?內(nèi)華達(dá)公司設(shè)計(jì)的“戈?duì)栘暷暋毕到y(tǒng)――最新型廣域長航時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)能夠解決這一問題。該系統(tǒng)的首批“增量1”型配備在美國通用原子公司生產(chǎn)的MQ-9“死神”無人機(jī)上。這種由Exelis公司研發(fā)的吊艙傳感器系統(tǒng),將9臺(tái)攝像機(jī)結(jié)合使用。該系統(tǒng)與2011年3月在阿富汗戰(zhàn)場投入使用。此前,該系統(tǒng)在佛羅里達(dá)州埃格林空軍基地進(jìn)行的初始測試中表現(xiàn)不佳,之后采取了應(yīng)急性改進(jìn)措施。
“戈?duì)栘暋钡目梢姽馀c紅外傳感器系統(tǒng)監(jiān)測的16平方千米區(qū)域能夠同時(shí)拆分為多個(gè)小塊監(jiān)測區(qū),向地面的10個(gè)用戶提供信息。這些用戶裝備了便攜式地面終端,與“戈?duì)栘暋毕到y(tǒng)地面站網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)接。無人機(jī)吊艙內(nèi)的先進(jìn)機(jī)載壓縮與儲(chǔ)存系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)機(jī)載處理器的局限性以及空地通信的瓶頸。“戈?duì)栘暋毕到y(tǒng)“增量1”型自從應(yīng)用于阿富汗戰(zhàn)場以來,工作時(shí)間已接近12000飛行小時(shí);此后的“增量2”型于2014年7月通過了空軍的初始作戰(zhàn)能力測試,其覆蓋面積擴(kuò)大了4倍,分辨率提高了2倍。基于美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局與BAF公司聯(lián)合研發(fā)的“百眼巨人”技術(shù)制造的光電傳感器,與當(dāng)今世界上體積最大的紅外傳感器陣列相結(jié)合,能使單架無人機(jī)在數(shù)小時(shí)內(nèi)監(jiān)視100平方千米的地域。最終生成的場景融合了368幅圖像,能以每秒12幅圖像的速度形成18億像素的合成視頻圖像。成像能力的增強(qiáng),使用戶能夠在更大的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)更小的目標(biāo)。“七葉樹”和“戈?duì)栘暋表?xiàng)目具有力量倍增器的作用,使單架飛機(jī)能夠進(jìn)行大面積城市區(qū)域的近實(shí)時(shí)探測和制圖。
先進(jìn)的開發(fā)工具
高分辨率3D數(shù)據(jù)實(shí)用性和精確性的提高,使得三維制圖技術(shù)能夠延伸至戰(zhàn)術(shù)層次,從而使用戶更深刻地理解復(fù)雜城市環(huán)境。這些技術(shù)需要有新的可視化處理方式,以實(shí)現(xiàn)更好的態(tài)勢感知。用圖像覆蓋高層數(shù)據(jù),常常是在2D技術(shù)中體現(xiàn)3D特征的方式,目前正在接近城市地理中地形與人文特征相結(jié)合的深度。在這種新型應(yīng)用方式中,3D數(shù)據(jù)將更具動(dòng)態(tài)性和仿真性,能更好地進(jìn)行物理信息與語義信息的融合,在實(shí)現(xiàn)城市環(huán)境可視化方面是一項(xiàng)引人矚目的優(yōu)勢。這些應(yīng)用方式能夠促進(jìn)各種各樣的3D技術(shù)發(fā)展,將地圖轉(zhuǎn)變?yōu)槿D像。
美國陸軍戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)場可視化項(xiàng)目使用德克薩斯州斑馬成像公司研發(fā)的技術(shù),主要生成全息化地圖。這種城市地形表示方式彌補(bǔ)了地理空間行業(yè)與作戰(zhàn)用戶之間的“跨行業(yè)鴻溝”。使得未經(jīng)專門訓(xùn)練的人員也能理解復(fù)雜的地理環(huán)境。斑馬成像公司的全息化地圖能夠進(jìn)行打印,閱讀者無需佩戴眼鏡觀測3D圖像,并能將這種為用戶定制的全息化地圖帶上戰(zhàn)場。下一步計(jì)劃將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)輸入到全息地圖之中,從而能夠觀測實(shí)時(shí)的2D/3D圖像。
泰利斯公司2014年的創(chuàng)新項(xiàng)目計(jì)劃中也在研發(fā)另一種新技術(shù),以綜合運(yùn)用高分辨率3D技術(shù)與其他信息層(例如指揮控制類戰(zhàn)術(shù)形勢,空間容積或是傳感器監(jiān)測范圍)。當(dāng)年3月在巴黎舉行的科技日活動(dòng)中,該公司的“作戰(zhàn)空間遠(yuǎn)景”項(xiàng)目展示了這項(xiàng)技術(shù),這是一種先進(jìn)概念技術(shù)演示,主要針對阿富汗戰(zhàn)場的空地一體化作戰(zhàn)。“作戰(zhàn)空間遠(yuǎn)景”項(xiàng)目將泰利斯公司的綜合C4I技術(shù)與商用軟件相結(jié)合,展示出具有浸入式和互動(dòng)式特點(diǎn)的敵我雙方地形信息、戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢和語義信息,并可延伸至單兵層級(jí)。諾斯羅普?格魯曼公司的信息技術(shù)部也正在研究將類似技術(shù)手段應(yīng)用到更低層級(jí),并在定位視頻流與地理空間信息的相結(jié)合方面獲得了專利。
鑒于上述在技戰(zhàn)術(shù)方面取得的最新突破,城市地形展示方式正在邁向更新更高的層次,使得非地理空間專業(yè)人士僅需花費(fèi)少量時(shí)間和精力,便可獲得構(gòu)建傳統(tǒng)城市地圖所需的態(tài)勢感知。城市地理特征與戰(zhàn)術(shù)地理特征正在進(jìn)行融合,以展現(xiàn)出主題清晰、層次分明的戰(zhàn)場態(tài)勢,從而最大程度地滿足任務(wù)需求。這將進(jìn)一步推動(dòng)源自民用和軍用渠道的豐富城市信息進(jìn)行整合。
[摘 要]城市地理信息系統(tǒng)(UGIS)是當(dāng)前城市信息建設(shè)的熱點(diǎn)。數(shù)字城(Digital City)是從整體性、一體性角度整合城市各方面信息的綜合體系, 是城市地理信息系統(tǒng)的深化和進(jìn)一步發(fā)展, 對城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展具有指導(dǎo)作用。
[關(guān)鍵詞]數(shù)字城市;城市地理系統(tǒng);城市信息建設(shè);智慧城市
1.引言
數(shù)字地球(DigitalEarth)這一概念是1998年l月美國副總統(tǒng)戈?duì)栐凇稊?shù)字地球―認(rèn)識(shí)21世紀(jì)我們這顆星球》的報(bào)告中提出的。“數(shù)字地球?qū)嵸|(zhì)上是信息化的地球,包括地球大部分要素的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、可視化的全部過程。建立數(shù)字地球就是采集地球上多層次、多源、多時(shí)相和多種格式的空間信息,按照地球上的地理坐標(biāo),建立一個(gè)完整的信息模型,包括資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等在內(nèi)的多維數(shù)字化描述。它的優(yōu)秀是要充分利用全球海量空間數(shù)據(jù)和信息資源,實(shí)現(xiàn)信息共享。
數(shù)字城市是數(shù)字地球的重要組成部分。城市是區(qū)域政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事、信息和物流的中心,它在整個(gè)社會(huì)發(fā)展過程中起著舉足輕重的作用。現(xiàn)代化城市是一個(gè)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能綜合、因素繁多、動(dòng)態(tài)發(fā)展的區(qū)域空間。數(shù)字城市是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ),以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶,綜合運(yùn)用3S(RS、GPS、GIS)、遙測、模擬等技術(shù)對城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行信息自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)閉。數(shù)字城市是信息社會(huì)的重要部分,同時(shí)也是數(shù)字地球技術(shù)的集中表現(xiàn)。
當(dāng)前, 城市地理信息系統(tǒng)(UGIS)是城市信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。數(shù)字城市對UGIS的發(fā)展提供了一個(gè)整體性的思路,是UGIS的深化與發(fā)展。UGIS要以數(shù)字城市思想為指導(dǎo), 在開發(fā)建設(shè)中面向UGIS。
2.城市地理信息系統(tǒng)現(xiàn)狀
UGIS 主要對城市空間各種信息按地理坐標(biāo)空間位置的形式采集、存儲(chǔ)、管理、更新、分析,是為城市信息管理、規(guī)劃、建設(shè)、科學(xué)決策提供服務(wù)的先進(jìn)的科技手段。目前,全國許多城市都建成了城市地理信息系統(tǒng)。多數(shù)城市是首先建設(shè)城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的,然后根據(jù)需要建設(shè)專業(yè)地理信息系統(tǒng),如城市規(guī)劃、地下管線、電信等地理信息系統(tǒng),都取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。隨著城市信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn),人們對城市地理信息系統(tǒng)提出了新的要求。如UGIS服務(wù)于各行各業(yè)、各個(gè)層次,需要地理信息數(shù)據(jù)能共享和互操作;人們對地理信息的認(rèn)識(shí)、理解和需求越來越高,要求提高地理信息的可視化水平,加快三維地理信息系統(tǒng)(3D-GIS)、虛擬地理信息系統(tǒng)(VR-GIS)的開發(fā)。UGIS 正迫切需要向集成化和整體化方向發(fā)展。
3.城市地理信息系統(tǒng)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的作用
基礎(chǔ)測繪是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可缺少的一項(xiàng)基礎(chǔ)性、前期性的公益事業(yè),是我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力所在。數(shù)字測繪是測繪先進(jìn)生產(chǎn)力的重要內(nèi)容之一。其服務(wù)范圍涉及與地理信息有關(guān)的國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展諸多領(lǐng)域,數(shù)字測繪成果和地理信息技術(shù)在政府宏觀管理、科學(xué)決策和社會(huì)信息化建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前,一提到城市建設(shè)、工程建設(shè),就反射性地想到“規(guī)劃是龍頭”,但很少有人知道和重視,作為規(guī)劃的必要前提和載體之一的城市地理信息,是“規(guī)劃設(shè)計(jì)”的保障。一座城市在編制或修編城市總體規(guī)劃時(shí),基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的支持就顯得尤為重要了。為了提供有效的基礎(chǔ)地理息數(shù)據(jù),測繪部門以目前各種基礎(chǔ)地理信息作為基礎(chǔ),進(jìn)行專題數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì),建設(shè)數(shù)字城市,為專項(xiàng)規(guī)劃研究和最終的規(guī)劃修訂提供科學(xué)可信的技術(shù)支持。
4.城市地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的作用
伴隨網(wǎng)絡(luò)帝國的崛起、移動(dòng)技術(shù)的融合發(fā)展以及創(chuàng)新的民主化進(jìn)程,知識(shí)社會(huì)環(huán)境下的智慧城市是繼數(shù)字城市之后信息化城市發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。智慧城市以新一代信息技術(shù)為支撐,面向知識(shí)社會(huì)環(huán)境下的創(chuàng)新,通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)以及維基、社交網(wǎng)絡(luò)、FabLab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,信息化建設(shè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益突出,已經(jīng)成為國內(nèi)外普遍關(guān)注和競相投資的焦點(diǎn)。我們必須充分認(rèn)識(shí)加快信息化建設(shè)的重大意義,認(rèn)清加快信息化建設(shè)對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性。應(yīng)當(dāng)看到,目前我們國家的信息化建設(shè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
我們要對信息化建設(shè)予以高度重視,把信息工作和經(jīng)濟(jì)建設(shè)有機(jī)地結(jié)合起來,推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、健康地發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)展越快,對基礎(chǔ)測繪需求就越大,要求越高。無論是對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、優(yōu)化和升級(jí),還是政府宏觀管理決策、社會(huì)公共服務(wù),加快電子政務(wù)、電子商務(wù)、智能交通等建設(shè)都需要地理空間信息的支撐。推進(jìn)智慧城市建設(shè),必須加快基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè),從而為其提供堅(jiān)實(shí)的空間基礎(chǔ)。
5.數(shù)字城市對UGIS 提出了新的挑戰(zhàn)
數(shù)字城市是知識(shí)與技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果,它的建設(shè)與實(shí)施依賴多項(xiàng)技術(shù)作為支撐。首先它需要數(shù)字地球的一系列關(guān)鍵技術(shù)。如空間數(shù)據(jù)獲取、空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理、超媒體空間信息系統(tǒng)、地理信息的分布式計(jì)算、無級(jí)比例尺數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)融合、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、元數(shù)據(jù)(Metadata)等。此外,它還應(yīng)側(cè)重于下列技術(shù):真三維地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)地理信息系統(tǒng)、數(shù)字城市的結(jié)構(gòu)與體系模型、數(shù)字城市的運(yùn)行管理技術(shù)、數(shù)字城市的功能體系等。就當(dāng)前來說,數(shù)字城市依賴城市信息科學(xué)發(fā)展的一系列技術(shù),如遙感技術(shù)、空間定位技術(shù)、遙測技術(shù)、UGIS 技術(shù)等,而且對它們具有新的要求。
6.UGIS建設(shè)應(yīng)具備數(shù)字城市的發(fā)展思路
在當(dāng)前UGIS建設(shè)中,由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),管理立法、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定比較落后,UGIS成果難以滿足數(shù)字城市建設(shè)的需要。實(shí)際上,數(shù)字城市中的許多思路與工作在UGIS 中已加以考慮或付諸實(shí)施,但其中有許多困難,有許多地方不能令人滿意,有許多問題有待解決。其更主要的原因是缺少數(shù)字城市這樣的高層次發(fā)展思路和戰(zhàn)略目標(biāo)。目前從城市整體的層次上整合城市地理信息的時(shí)機(jī)已成熟,UGIS在其中充當(dāng)基礎(chǔ)工作,在自身發(fā)展的同時(shí)要考慮到數(shù)字城市的需要,對有些問題應(yīng)首先考慮解決。
(1) 數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。
(2) 三維地理信息系統(tǒng)的建設(shè)。
(3) 元數(shù)據(jù)庫的建立。
(4) 歷史數(shù)據(jù)的保存。
7.結(jié)束語
UGIS發(fā)展至今,在技術(shù)與應(yīng)用方面已逐漸成熟,數(shù)字城市為它躍上新臺(tái)階提供了契機(jī)。建設(shè)數(shù)字城市是UGIS 發(fā)展的必然趨勢,是UGIS的深化與提高。探討數(shù)字城市與UGIS的關(guān)系,有助于UGIS在開發(fā)建設(shè)中,面對數(shù)字城市提出的新挑戰(zhàn)和更高要求,及早具備數(shù)字城市這樣高層次的思路, 用數(shù)字城市整體戰(zhàn)略思想指導(dǎo)自己的發(fā)展, 并抓住數(shù)字城市拓展的城市地理信息產(chǎn)業(yè)化的新機(jī)遇, 在產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中求發(fā)展、求創(chuàng)新, 為早日建成數(shù)字城市, 實(shí)現(xiàn)城市信息化打好基礎(chǔ)。
摘 要 以地理類教學(xué)為例,探討地理類課程教學(xué)實(shí)踐中利用3D打印技術(shù)的過程和方法,闡述該教學(xué)理念在高校實(shí)踐教學(xué)中的作用和成效。
關(guān)鍵詞 3D打印技術(shù);城市地理學(xué);實(shí)踐教學(xué)
1 3D打印技術(shù)概述
3D打印技術(shù)發(fā)明于20世紀(jì)80年代,是通過電子制圖、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化等一系列技術(shù),使特定金屬粉或者記憶材料熔化,并按照電子模型圖的指示一層層重新疊加起來,最終把電子模型圖變成實(shí)物的技術(shù)。該技術(shù)具有環(huán)境污染小、提高材料的使用率等特點(diǎn)。有關(guān)專家表示,這種技術(shù)代表了制造業(yè)發(fā)展新趨勢。
3D打印機(jī)的應(yīng)用對象非常廣泛,應(yīng)用范圍最廣的主要集中在四個(gè)方面:一是概念模型;二是結(jié)構(gòu)和外觀的測試或者實(shí)驗(yàn);三是一些功能性的測試;四是直接制造。
2 教學(xué)實(shí)施過程及應(yīng)用
目前3D打印技術(shù)在高校的實(shí)踐教學(xué)中尚處于探索和嘗試階段。筆者以“城市地理學(xué)”教學(xué)為例,總結(jié)利用3D打印技術(shù)開展地理類教學(xué)的步驟和方法。
明確教學(xué)目標(biāo) 教師要在深入鉆研教材的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生利用3D打印模型了解城市的特點(diǎn),依據(jù)城市3D打印模型了解掌握地域城鎮(zhèn)綜合體的分布特征和功能、規(guī)模結(jié)構(gòu),可以運(yùn)用3D打印設(shè)計(jì)軟件對城市進(jìn)行規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)城市的最優(yōu)化布局。
實(shí)物測繪、軟件建模 教學(xué)活動(dòng)遵循“提出問題、3D設(shè)計(jì)、3D打印、知識(shí)形成”的過程,采取項(xiàng)目化教學(xué)方法,按主題的不同將學(xué)生分成若干小組,要求小組成員利用3D打印機(jī)打印出3D作品。要想完成這個(gè)項(xiàng)目,第一項(xiàng)就是建立城市3D模型,需要學(xué)生照顧到每一個(gè)細(xì)節(jié),建筑、橋梁、馬路、人行道都不可以放過,因?yàn)槊恳粋€(gè)細(xì)節(jié)都是讓城市活起來的要素。小組內(nèi)的成員合作討論該城市的設(shè)計(jì)方案,對各項(xiàng)設(shè)施和資源進(jìn)行合理布局,形成初步方案;之后將搜集到的數(shù)據(jù)及設(shè)置好的數(shù)據(jù)庫參數(shù)輸入3D打印設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行三維建模。
打印3D模型 學(xué)生在得出滿意的三維模型后,將模型輸入3D打印機(jī)中,不同的3D打印機(jī)操作過程是不同的。以RepRap Pro Ormerod2打印機(jī)為例,其打印格式是G文件,如果文件格式是G文件,就可直接打印;如果是STL格式,就需要轉(zhuǎn)化格式,方可打印。通過“窗口”“系統(tǒng)設(shè)置”“擴(kuò)展”“安裝擴(kuò)展程序”,從Slicr軟件程序中選擇G-code格式,將三維地形模型轉(zhuǎn)化為適合RepRap Pro 0M2打印機(jī)識(shí)別的G-code格式,即可進(jìn)行打印。在打印過程中由于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)不夠,可能會(huì)產(chǎn)生三維數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,出現(xiàn)方向反轉(zhuǎn)、產(chǎn)生縫隙等問題。針對這種情況,教師要及時(shí)進(jìn)行分析和講解,使學(xué)生明白精確繪圖的意義。
成品展示 各小組將打印組裝好的3D城市規(guī)劃模型進(jìn)行展示,向教師和其他組的學(xué)生匯報(bào)設(shè)計(jì)思路,闡述規(guī)劃理念,說明規(guī)劃中的亮點(diǎn),表達(dá)設(shè)計(jì)過程中的感悟與思考。其余小組在聽取該城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方案后提出問題,匯報(bào)小組針對這些問題進(jìn)行答辯。待所有小組作品匯報(bào)展示完畢后,教師對這些方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。最初教師可讓學(xué)生制作簡單的社區(qū)規(guī)劃圖,隨后可通過讓學(xué)生設(shè)計(jì)和制作大型的城市規(guī)劃模型,讓學(xué)生逐漸熟練和掌握繪圖、打印的方法,逐步提升學(xué)生的3D打印作品的水平。對于小型社區(qū)規(guī)劃,教師以是否精確來作為重要的衡量標(biāo)準(zhǔn);對于大型城市規(guī)劃,教師要以城區(qū)布局是否合理來作為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。這樣多元化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自信心,使他們更加投入到3D打印技術(shù)的學(xué)習(xí)中去。
3 3D 打印技術(shù)的作用和成效
有利于培養(yǎng)學(xué)生的地理能力 對于學(xué)生來說,在進(jìn)行城市規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),需要了解城市的體形機(jī)構(gòu)與各個(gè)要素之間的關(guān)系,包括城市的天際線、制高點(diǎn)、邊緣和入口、建筑物、街道、廣場等,這些在設(shè)計(jì)過程中需要進(jìn)行大量的空間形象思維。傳統(tǒng)的地理實(shí)踐中采用的是沙盤制作的方法,學(xué)生根據(jù)教師提供的圖片和圖表來設(shè)計(jì)沙盤,使學(xué)生很難直觀地判斷出設(shè)計(jì)方案的實(shí)際效果。3D打印技術(shù)的使用可以使學(xué)生對設(shè)計(jì)方案的總體規(guī)劃指標(biāo)進(jìn)行分析,直觀查看效果,不斷調(diào)整城市布局,實(shí)現(xiàn)城市空間結(jié)構(gòu)的合理利用,有利于培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐,發(fā)展學(xué)生立體空間思維。為了驗(yàn)證3D打印技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)對于學(xué)生空間能力的培養(yǎng)有著積極意義,筆者選定兩組學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對象,分別采用3D教育和普通教學(xué)方法,通過比較發(fā)現(xiàn),3D教育下的學(xué)生立體感更強(qiáng),興趣也更濃厚。
由于城市規(guī)劃的日益復(fù)雜,傳統(tǒng)的手工模型制作已經(jīng)無法滿足教學(xué)的需要。3D打印技術(shù)的應(yīng)用可以使學(xué)生的觀察能力、獨(dú)立思考能力、動(dòng)手能力得到很好的鍛煉。一個(gè)城市不可能憑空建設(shè)出來,它總是有背景的,一項(xiàng)好的設(shè)計(jì)必然將背景因素考慮在內(nèi),并且對此做出處理。使用3D打印技術(shù)可以在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)制作城市全景式模型,比如可以隨意轉(zhuǎn)換組合的模型。這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于,只需要通過不同的組合來改變設(shè)計(jì)規(guī)劃,不需要反復(fù)從頭開始。隨著建筑項(xiàng)目進(jìn)度的不斷深入,3D模型的性質(zhì)也變了。之前已經(jīng)確定了初步的宏觀想法,緊接著便要優(yōu)化細(xì)節(jié)了。城市規(guī)劃涵蓋了商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等多種設(shè)施,學(xué)生只需要使用3D打印機(jī)就可制作出1:1的等比例的模型。
促進(jìn)學(xué)生的研討與合作 具有合作能力是當(dāng)今社會(huì)對人才的基本要求。3D打印技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中,學(xué)生之間形成合作團(tuán)隊(duì),自然而然地引進(jìn)監(jiān)督機(jī)制、競爭機(jī)制和評(píng)價(jià)機(jī)制,每個(gè)個(gè)體都處于集體的監(jiān)督之下和評(píng)價(jià)之中,小組之間、小組中的個(gè)體之間形成一種競爭,這樣學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng),實(shí)踐能力顯著提高。另外,教師可以和學(xué)生一起合作,使學(xué)生感到有一種安全感、親近感,師生之間更能產(chǎn)生一種融洽感,教師也能更直接、更進(jìn)一步地了解學(xué)生,便于更及時(shí)、更有針對性地指導(dǎo)學(xué)生訓(xùn)練。在3D模型制作過程中,凸顯了學(xué)生的主體地位,促進(jìn)了人與人的交流與溝通,形成問題解決的過程與思維。
增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)效性 在傳統(tǒng)的城市地理教學(xué)過程中,教師在講解城市規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),利用多媒體技術(shù)向?qū)W生展示城市規(guī)劃的圖片,或者拿著一個(gè)手工制作的城市規(guī)劃模型給全班學(xué)生講解,對學(xué)生理解科學(xué)合理的布局城市有著較大難度。3D打印技術(shù)只需學(xué)生輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)就可得到滿意的三維模型。過去的實(shí)踐訓(xùn)練中,需要制作手工比例模型來展示自己的城市規(guī)劃成果,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且成本高昂;使用3D打印技術(shù)過程中就可以完整展現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際理念,做出一個(gè)與3D圖一模一樣的模型,更加直觀地展現(xiàn)在大家面前。而且在制作過程中,學(xué)生可隨時(shí)修正數(shù)據(jù),能很大程度上縮短制作時(shí)間,節(jié)省費(fèi)用,有效提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。
4 結(jié)語
3D打印在醫(yī)療、航天航空、藝術(shù)等眾多領(lǐng)域都已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,將3D打印技術(shù)應(yīng)用于高校實(shí)踐教學(xué)中是一項(xiàng)新興而具有挑戰(zhàn)性的工作,需要高校領(lǐng)導(dǎo)高度重視,在吸取國外高校3D打印技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上,探索出適合本校的教學(xué)模式,以培養(yǎng)出適合社會(huì)需要的應(yīng)用型人才。
摘 要:數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)是數(shù)字城市建設(shè)的優(yōu)秀任務(wù)之一,其目的是為了實(shí)現(xiàn)地理信息的交換和共享,為政府宏觀決策和社會(huì)公眾提供地理信息服務(wù)。該文基于筆者從事數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn),探討了數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)和應(yīng)用的相關(guān)思路,論文首先分析了建設(shè)的目標(biāo)和意義,進(jìn)而對建設(shè)的主要內(nèi)容和方法進(jìn)行了詳細(xì)的論述,最后提出建設(shè)過程中應(yīng)至少選用4個(gè)示范系統(tǒng)對框架進(jìn)行檢驗(yàn)和推廣,相信對從事相關(guān)工作的同行能有所裨益。
關(guān)鍵詞:數(shù)字城市 地理空間基礎(chǔ)框架 地理信息公共服務(wù)平臺(tái) 軟件體系
數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的主要內(nèi)容包括基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、地理信息公共平臺(tái)、支撐體系及應(yīng)用示范系統(tǒng)等4個(gè)方面的建設(shè)內(nèi)容。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是地理空間框架的優(yōu)秀;地理信息服務(wù)平臺(tái)是地理空間框架應(yīng)用服務(wù)的表現(xiàn);支撐體系是地理空間框架建設(shè)與服務(wù)的支撐和保障;應(yīng)用示范系統(tǒng)是地理空間框架的應(yīng)用和推廣。
1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)
基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)提供了有關(guān)自然、人文、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等要素的幾何位置、形態(tài)特征和相關(guān)關(guān)系,使用戶可以以地理坐標(biāo)或空間位置集成、檢索、展示各種城市信息,進(jìn)行空間分布特征、運(yùn)行狀態(tài)、變化趨勢等的查詢分析和模擬。
1.1 測繪基準(zhǔn)
測繪基準(zhǔn)包括大地基準(zhǔn)和高程基準(zhǔn)。數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)必須規(guī)范基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)所采用的測繪基準(zhǔn),以保證各類地理信息數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)的大地基準(zhǔn)和高程基準(zhǔn)的統(tǒng)一,便于地理信息數(shù)據(jù)及其服務(wù)的廣泛推廣和深入應(yīng)用。
1.2 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫
基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是按照統(tǒng)一的測繪基準(zhǔn)整合和集成部級(jí)1∶1 000 000、1∶250 000、1∶50 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),省級(jí)1∶10 000、1∶5 000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及市級(jí)1∶2 000、1∶1 000和1∶500的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),形成多源、多尺度的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫;開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫構(gòu)成如圖1所示。
1.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)的建庫、管理、更新、制圖、輸出等操作提供軟件工具支撐。其功能需滿足《基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基本規(guī)定》(CH/T9005―2009)的要求,具備數(shù)據(jù)的處理、輸入、輸出、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析,以及歷史數(shù)據(jù)管理、元數(shù)據(jù)管理、安全管理等多方面的功能。
2 地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)
在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基礎(chǔ)上,按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則,對基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、整合和重組,生成滿足政府部門和社會(huì)公共需求的地理空間框架要素?cái)?shù)據(jù);通過建立要素和瓦片數(shù)據(jù)的一體化索引,實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的無縫集成;研制開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用服務(wù)與運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng),形成唯一的、權(quán)威的數(shù)字城市地理信息公共平臺(tái)。地理信息公共平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容包括1套數(shù)據(jù)庫和4個(gè)軟件系統(tǒng)。
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)主要包括在基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)上通過數(shù)據(jù)提取、擴(kuò)充和重組等加工處理形成的框架要素?cái)?shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、電子地圖數(shù)據(jù)、三維景觀數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)等面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù),以及其他部門或單位的專題數(shù)據(jù),還有目錄和元數(shù)據(jù)等。針對不同的應(yīng)用和保密要求,面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)可分為基礎(chǔ)版、政務(wù)版和公眾版3種形式。基礎(chǔ)版數(shù)據(jù)主要面向?qū)I(yè)用戶;政務(wù)版數(shù)據(jù)主要面向政務(wù)用戶;公眾版數(shù)據(jù)主要面向社會(huì)公眾。根據(jù)數(shù)據(jù)自身的特點(diǎn),多個(gè)版本可共用1套數(shù)據(jù)。
2.2 地理信息公共平臺(tái)軟件體系
地理信息公共平臺(tái)軟件體系主要包括門戶網(wǎng)站、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)、地理信息服務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)運(yùn)維管理系統(tǒng)和平臺(tái)運(yùn)維管理系統(tǒng)5個(gè)方面。
(1)門戶網(wǎng)站是地理信息公共平臺(tái)的統(tǒng)一訪問界面,提供地理信息瀏覽、地理信息數(shù)據(jù)存取與分析處理等多種服務(wù),是在線服務(wù)系統(tǒng)的集中表現(xiàn),為用戶提供一站式地理信息服務(wù)。(2)數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)面向服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)的集中管理以及相互之間的交換。(3)地理信息在線服務(wù)系統(tǒng)采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)(SOA)設(shè)計(jì)理念,通過服務(wù)的方式對外提供地理信息公共服務(wù),以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的分離。(4)數(shù)據(jù)運(yùn)維管理系統(tǒng)是用來實(shí)現(xiàn)多種類、多尺度、多坐標(biāo)系統(tǒng)的具有穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的數(shù)據(jù)的入庫、更新和維護(hù),應(yīng)具有數(shù)據(jù)的采集、生產(chǎn)、更新、整合、、維護(hù)等功能。(5)平臺(tái)運(yùn)維管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對用戶和服務(wù)的全過程監(jiān)控,以保障平臺(tái)的正常、安全和穩(wěn)定的運(yùn)行,應(yīng)具有用戶注冊、權(quán)限配置、交換配置監(jiān)控、數(shù)據(jù)運(yùn)維監(jiān)控等功能。
3 支撐體系建設(shè)
支撐體系建設(shè)包括政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)、組織機(jī)構(gòu)建設(shè)、機(jī)房環(huán)境、軟硬件環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和人才隊(duì)伍建設(shè)等多個(gè)方面的內(nèi)容,是數(shù)字城市地理空間框架項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行和服務(wù)的支撐和保障。在進(jìn)行軟硬件環(huán)境建設(shè)時(shí)應(yīng)考慮和數(shù)字省區(qū)地理空間框架的一致性和兼容性,充分利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施條件,但同時(shí)也要關(guān)注各種環(huán)境條件的先進(jìn)性、可擴(kuò)展性及可伸縮性。
4 應(yīng)用推廣思路
數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的主要目的是要建立一個(gè)多尺度、信息豐富、現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)的基礎(chǔ)地理信息框架,實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的交換和共享,為城市信息化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。因此,在項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)高度重視應(yīng)用示范系統(tǒng)的建設(shè),選擇至少4個(gè)典型示范應(yīng)用,以檢驗(yàn)數(shù)字城市地理空間框架的建設(shè)成效。
5 結(jié)語
數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)是數(shù)字城市建設(shè)的優(yōu)秀任務(wù)之一,其目的是為了實(shí)現(xiàn)地理信息的交換和共享,為政府宏觀決策和社會(huì)公眾提供地理信息服務(wù)。因此,項(xiàng)目建設(shè)必須以政府為主導(dǎo),立足于當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和應(yīng)用需求。
數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,涉及眾多領(lǐng)域及多個(gè)專業(yè)職能部門。在項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)加強(qiáng)不同行業(yè)部門之間的協(xié)調(diào)和溝通,同時(shí)制定相應(yīng)的政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,尤其是政策層面上的政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建設(shè),以支撐項(xiàng)目的實(shí)施與推廣應(yīng)用及今后的運(yùn)行維護(hù),從而真正實(shí)現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)的交換和共享,促進(jìn)城市信息化的建設(shè)。
[摘 要]隨著社會(huì)的進(jìn)步,物質(zhì)文明已經(jīng)發(fā)展到一定高度,人們開始逐漸重視城市空間信息化的建設(shè)。城市地理新系統(tǒng)的成長是以數(shù)字化城市系統(tǒng)的建立與完善為結(jié)果導(dǎo)向的。本文從整體把握,分析了數(shù)字化城市與城市地理系統(tǒng)之間的聯(lián)系,探析了城市地理新系統(tǒng)的發(fā)展策略,力求構(gòu)造數(shù)字城市綜合體系,以期進(jìn)一步發(fā)展深化城市地理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)城市地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展過程。
[關(guān)鍵詞]數(shù)字化城市;地理新系統(tǒng);發(fā)展與規(guī)劃
一、引言
目前可推測的最早的地理信息系統(tǒng)被稱為數(shù)字地球。它是二十世紀(jì)末由美國副總統(tǒng)戈?duì)柼岢龅模瑪?shù)字地球是一種實(shí)用的、具有網(wǎng)絡(luò)特性的地理信息系統(tǒng)。數(shù)字地球的提出讓世界各國的地學(xué)專家開始認(rèn)識(shí)到建設(shè)數(shù)字地球城市發(fā)展戰(zhàn)略將是推動(dòng)各國信息化建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及自然資源可持續(xù)發(fā)展的重要手段,地理信息系統(tǒng)經(jīng)過不斷發(fā)展數(shù)字地球中投入了一個(gè)全新的科學(xué)工程項(xiàng)目――數(shù)字城市,數(shù)字城市從環(huán)境、資源、自然、社會(huì)等各方面集中收集信息,集中應(yīng)用數(shù)字地球技術(shù)于城市,因此現(xiàn)代城市是由環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)共同構(gòu)成的綜合性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。準(zhǔn)確的信息為城市的建設(shè)提供了有效支持,促進(jìn)了城市的可持續(xù)發(fā)展。國際上數(shù)字城市的建設(shè)相繼拉開了序幕,例如說我國浙江省義烏市編制了“數(shù)字義烏”的設(shè)計(jì)方案,啟動(dòng)了“數(shù)字義烏”的城市建設(shè)。
就當(dāng)前地理系統(tǒng)發(fā)展情況來看,城市地理信息系統(tǒng)是城市信息領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。數(shù)字城市體系的提出,為城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向,提供了一條明亮的道路。從某種角度來看數(shù)字化城市是城市地理信息系統(tǒng)的深入發(fā)展,是以城市信息系統(tǒng)要以數(shù)字化城市為前提,建設(shè)城市地理信息新系統(tǒng)。
二、 數(shù)字化城市特點(diǎn)以及城市地理信息系統(tǒng)的目前狀況
數(shù)字化城市相當(dāng)于是一個(gè)空間信息虛擬化城市,它利用信息技術(shù)連接各種數(shù)字信息形成信息系統(tǒng)。信息系統(tǒng)對轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式的城市基礎(chǔ)設(shè)施、社會(huì)資源、人文經(jīng)濟(jì)等進(jìn)行宏觀的管理以及調(diào)控,它具有數(shù)字化、智能化、可視化以及網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。數(shù)字化城市地理信息系統(tǒng)通過對空間信息進(jìn)行虛擬,將城市空間具體化,并建立相關(guān)數(shù)據(jù)關(guān)系網(wǎng),這是數(shù)字化城市最顯著的特點(diǎn)。網(wǎng)上商務(wù)、自動(dòng)化辦公、電子金融、網(wǎng)上教育、網(wǎng)絡(luò)購物、網(wǎng)上娛樂等屬于數(shù)字化城市智能化建設(shè)不可或缺的一部分。可視化就是將信息轉(zhuǎn)化為肉眼可見的具體實(shí)物,數(shù)字化城市系統(tǒng)通過把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形等形式,有利于更好地理解城市化信息和數(shù)據(jù)的內(nèi)涵與現(xiàn)實(shí)意義。數(shù)字城市的可視化通過三維圖形技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn),它幫助人們更好地理解信息和數(shù)據(jù)的重要,數(shù)字化城市不斷提高可視化水平,便于人們加強(qiáng)對地理信息的認(rèn)知和需要。而數(shù)字化城市信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫、信息能相互連接,要求數(shù)字化城市系統(tǒng)必須網(wǎng)絡(luò)化,在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)的共享等,為各行業(yè)的便捷交流提供一個(gè)很好的平臺(tái),數(shù)字化城市地理新系統(tǒng)的優(yōu)勢才能夠得到充分發(fā)揮。數(shù)字城市的實(shí)質(zhì)就是將具體設(shè)施數(shù)字化,抽象空間與具體數(shù)字有機(jī)融合,使城市信息數(shù)據(jù)最大限度地得到利用及更好地管理與處理。
城市地理信息系統(tǒng)主要是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對城市空間各種數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)、訪問、管理、更新、分析、顯示來實(shí)現(xiàn)對城市實(shí)體的宏觀管理以及調(diào)控。它是一種先進(jìn)的科技技術(shù),通過不同地理坐標(biāo)空間位置為城市信息管理、規(guī)劃、建設(shè)提供良好地幫助。隨著城市地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展與普遍應(yīng)用,國內(nèi)許多城市也相繼籌劃創(chuàng)建、完善城市地理信息系統(tǒng)。特別是很多城市已經(jīng)在建設(shè)城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,建設(shè)了專業(yè)的地理信息系統(tǒng),如部分城市實(shí)行的城市規(guī)劃、地下管線、電信等地理信息系統(tǒng),都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)收益。隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,人們對城市信息化的需求越來越大,城市地理信息系統(tǒng)的功能也越來越全面。如城市地理信息系統(tǒng)已經(jīng)逐漸深入到各行各業(yè)、各個(gè)層次,因此產(chǎn)生了空間位置數(shù)據(jù)能共享以及交互應(yīng)用等需求。此外人們對地理信息的認(rèn)知、理解越來越深入,這也要求城市地理信息系統(tǒng)需要加快發(fā)展的步伐,城市地理信息系統(tǒng)正迫切需要向集成化和整體化方向發(fā)展。
三、 數(shù)字化城市地理新系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃
1.數(shù)字化城市與城市地理新系統(tǒng)的融合
城市地理信息系統(tǒng)技術(shù)被應(yīng)用到空間信息虛擬化的數(shù)字化城市系統(tǒng),包括虛擬城市技術(shù)、三維模型城市、網(wǎng)絡(luò)化地理信息系統(tǒng)技術(shù)等對數(shù)字城市的創(chuàng)建和發(fā)展有促進(jìn)作用。數(shù)字城市是一個(gè)分階段發(fā)展的,它是由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展,在不同的時(shí)間有一個(gè)具體的目標(biāo)。數(shù)字化城市還處在慢慢發(fā)展的過程中,它的主要技術(shù)手段是集成。立足于城市地理信息系統(tǒng)技術(shù)和結(jié)果,當(dāng)前建立的數(shù)字化城市地理新系統(tǒng)發(fā)展為時(shí)空數(shù)據(jù)庫,并把各種專題地理信息加載在空問基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架上;把各分布式空問地理信息系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)集成,包括建立網(wǎng)站服務(wù),建立動(dòng)態(tài)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫訪問,查詢,空間分析,決策系統(tǒng),建立元數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化。
數(shù)字城市的建設(shè)首先要建立空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架,作為其他地理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)參考框架,以上傳、整合各類數(shù)字化信息。空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架包含框架數(shù)據(jù)和框架服務(wù),框架數(shù)據(jù)基本提取自城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。城市各種數(shù)字化地理信息系統(tǒng)空間定位、空間分析的建立必須依靠城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)包括利用航空影像、衛(wèi)星遙感影像與地圖數(shù)據(jù)制作DEM數(shù)字高程模型,此外還有4D圖像包括數(shù)字正射影像(DOM)、數(shù)字柵格地圖(DRG)、數(shù)字線劃地圖(DLG)等。對此類數(shù)據(jù)進(jìn)行改造之后,數(shù)據(jù)可以重新被啟用并以此建造數(shù)字城市的空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架。
2.數(shù)字化城市與城市地理信息系統(tǒng)
在當(dāng)前城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)中,由于缺少統(tǒng)籌規(guī)劃,并且也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),管理立法、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定比較落后城市地理信息系統(tǒng)成果難以滿足數(shù)字城市建設(shè)的需求。實(shí)際上,數(shù)字城市中的許多思路與工作在城市地理信息系統(tǒng)中已加以考慮或付諸實(shí)施,最主要的原因是缺少數(shù)字城市這樣的高層次發(fā)展思路和戰(zhàn)略目標(biāo)。當(dāng)前,從把握城市建設(shè)的總體層面上說,整合城市地理信息的時(shí)機(jī)已經(jīng)十分成熟。但需要注意的一點(diǎn)就是信息的分類、信息的格式、系統(tǒng)配置、技術(shù)流程等方面要嚴(yán)格要求,務(wù)必保證數(shù)據(jù)的規(guī)范。城市地理信息系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展、建設(shè),已采集、積累了大量地理信息數(shù)據(jù),建立了各方面、各行業(yè)地理信息系統(tǒng)。由于統(tǒng)一地理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失,各專業(yè)部門在開發(fā)建設(shè)地理信息系統(tǒng)時(shí)無法整體把握,更多的是站在本專業(yè)本部門的角度考慮,在系統(tǒng)軟件選用、數(shù)據(jù)建模方法、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)等方面各不相同,所采集的數(shù)據(jù)與建立的系統(tǒng)各不相干無法有效融合,不能共享和互操作。其次,目前城市地理新系統(tǒng)在采集、存儲(chǔ)、操作、分析數(shù)據(jù)時(shí)多采用空間度不夠的二維方法,無法滿足用戶重現(xiàn)地表特征以及恢復(fù)特征等需求,因此數(shù)字化系統(tǒng)還應(yīng)該將三維技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)建設(shè)中,完善三維城市地理信息系統(tǒng)。運(yùn)用三維技術(shù)在計(jì)算機(jī)上建立城市三維景觀模型,地理空間數(shù)據(jù)呈現(xiàn)直觀性,人們對數(shù)據(jù)的理解認(rèn)識(shí)也更為的理解簡單容易,在工程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場模擬、決策支持等方面具很高的實(shí)用價(jià)值。
3.城市地理新系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)
數(shù)字化城市地理信息系統(tǒng)需要不斷的建設(shè)以及完善,因此數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)維護(hù)與更新十分重要。數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)維護(hù)包括系統(tǒng)硬件設(shè)施的完善、軟件的革新和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新。系統(tǒng)在建設(shè)的過程也是系統(tǒng)在不斷老化的過程,如果系統(tǒng)保持原狀態(tài)不變,很容易導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)送錯(cuò)誤的信息數(shù)據(jù),系統(tǒng)也失去了原本的意義。因此,因此為了系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展,必須加強(qiáng)更新機(jī)制的研究、完善地理信息新系統(tǒng)。這里還要了解一個(gè)概念就是元數(shù)據(jù),元數(shù)據(jù)有利于用戶了解空間信息,元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量非常的大,因此一定要加強(qiáng)對元數(shù)據(jù)的重視,建立元數(shù)據(jù),通過元數(shù)據(jù)對地理空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、定義、條件和其他特征的詳盡描述,使得空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容易于理解和操作。此外要加強(qiáng)對歷史數(shù)據(jù)的保存。歷史數(shù)據(jù)作為科學(xué)研究的必要依據(jù),加強(qiáng)對數(shù)據(jù)的控制十分必要。隨著現(xiàn)代城市建設(shè)日新月異,地理數(shù)據(jù)變化更新也非常迅速。歷史數(shù)據(jù)必須加以保存,以便進(jìn)行時(shí)空模擬及事件的逆時(shí)空反演的操作,并且該方法也有利于對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢分析,一旦信息出現(xiàn)錯(cuò)誤、缺失,還可以對信息進(jìn)行及時(shí)修正、恢復(fù)處理。目前城市地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新在處理新的信息和過時(shí)的信息時(shí),新的信息添加到數(shù)據(jù)庫中,刪除、替換掉原有數(shù)據(jù),這顯然違背了數(shù)字化城市地理新系統(tǒng)的發(fā)展初衷。在數(shù)據(jù)更新時(shí),建立專門的歷史數(shù)據(jù)庫,將原始的信息保存起來。這樣不僅避免數(shù)據(jù)重復(fù)影響數(shù)據(jù)有效性,也實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化。
四、結(jié)論
總而言之,隨著城市地理信息系統(tǒng)的技術(shù)與運(yùn)用已日趨成熟,數(shù)字化城市作為城市信息系統(tǒng)的進(jìn)化,是城市地理信息系統(tǒng)的新的發(fā)展方向。在城市地理信息系統(tǒng)的建設(shè)中,必須以數(shù)字化城市為指導(dǎo)思想,實(shí)現(xiàn)數(shù)字化城市地理新系統(tǒng)的戰(zhàn)略方針,并切實(shí)把握數(shù)字城市、城市地理信息產(chǎn)業(yè)化的新機(jī)遇,在產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中求開拓、求進(jìn)步,為早日建成數(shù)字城市,實(shí)現(xiàn)城市信息化打好基礎(chǔ)。
[摘 要]目前,地理信息技術(shù)發(fā)展非常快,且被廣泛應(yīng)用于數(shù)字城市的建設(shè)中。但與此同時(shí),我國的城市信息化水平不高,因此,通過政府部門的嚴(yán)格管理,提高我國城市信息化水平是當(dāng)務(wù)之急。數(shù)字城市的建設(shè)能在一定程度上反映我國的城市信息化建設(shè)。
[關(guān)鍵詞]數(shù)字城市;地理空間框架;建設(shè);應(yīng)用項(xiàng)目設(shè)計(jì)
隨著我國測繪部門制定了數(shù)字城市地理空間的設(shè)計(jì)方案,目前我國大部分城市都進(jìn)行了數(shù)字城市地理空間建設(shè),而且這項(xiàng)建設(shè)將在2015年基本完成。本文通過分析城市數(shù)字地理空間的建設(shè),分析區(qū)域數(shù)字地理空間建設(shè)的目標(biāo)和技術(shù)、要遵守的規(guī)范及對建設(shè)數(shù)據(jù)的整合,從而建立起地理信息化公共服務(wù)平臺(tái),更好地促進(jìn)我國數(shù)字城市地理空間的建設(shè)。
1 數(shù)字城市地理空間建設(shè)的內(nèi)容和數(shù)據(jù)建設(shè)
1.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)
現(xiàn)在,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫主要有4種形式,包括DLG、DOM等,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集和管理,按照國家信息的格式,對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而規(guī)范地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè),將數(shù)據(jù)庫按照類型、尺寸等進(jìn)行分類,方便用戶通過索引直接搜索到需要的數(shù)據(jù)。
1.2 地理信息公眾服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)
地理信息公眾服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)能實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的不同管理,且能及時(shí)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線共享功能,用戶可直接在平臺(tái)上注冊,運(yùn)用API接口接收數(shù)據(jù),從而為用戶提供全面的地理信息服務(wù),方便用戶進(jìn)行準(zhǔn)確定位和數(shù)據(jù)分析。
1.3 地理信息的應(yīng)用和規(guī)范系統(tǒng)的建設(shè)
在地理信息的應(yīng)用和規(guī)范平臺(tái)的建立,可實(shí)現(xiàn)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)急處理,且能夠起到良好的示范作用,指揮系統(tǒng)運(yùn)作,實(shí)現(xiàn)對綜合管網(wǎng)的建設(shè),這項(xiàng)系統(tǒng)目前已被廣泛使用。
2 數(shù)字城市地理空間的數(shù)據(jù)建設(shè)
2.1 基本地理信息的建設(shè)
在對數(shù)字城市進(jìn)行建設(shè)的過程中,首先應(yīng)實(shí)現(xiàn)對基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè),以收集全面的數(shù)據(jù),在城市中一般都會(huì)有大型的基本空間數(shù)據(jù)庫,但這些數(shù)據(jù)庫并不能較好的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)勢性。因此,在收集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,及時(shí)更新信息,按照國家測繪局的相關(guān)要求建立信息數(shù)據(jù)庫,可借助先進(jìn)技術(shù)來收集數(shù)據(jù),如地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、雷達(dá)等,使測繪的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
2.1.1 航空攝像
在運(yùn)用航空攝像收集數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)分析好比例尺,確保航空攝像能全面收集信息,確保信息不被遺漏,按照國家航空測繪的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行,分步驟實(shí)現(xiàn),主要分為探區(qū)的勘測、區(qū)域的劃分、航線的設(shè)計(jì)和飛行攝像這4個(gè)步驟。
2.1.2 比例尺基本數(shù)據(jù)的整合與更新
運(yùn)用航空攝像拍攝到的數(shù)據(jù),借助遙感和地理信息系統(tǒng),確定好比例尺。
2.1.3 三維數(shù)據(jù)的收集
在收集三維數(shù)據(jù)的時(shí)候,可采用無人駕駛飛船拍攝城市圖像,要盡量提高圖像分辨率,并借助三維測繪軟件,實(shí)現(xiàn)對圖像的解析,然后分析圖像,提取城市內(nèi)建筑物的主要信息。
2.1.4 地下管線數(shù)據(jù)的收集
在收集地下管線數(shù)據(jù)的過程中,應(yīng)分析地形,完善地下管線信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。這樣,即使在城市改造過程中,需要大面積的改造,甚至改造建筑物,也可通過分析地下管線,借助對管網(wǎng)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用,在一定程度上完善城市空間系統(tǒng)的管理水平。在收集地下管線數(shù)據(jù)時(shí),可借助先進(jìn)的測繪器材,并通過軟件處理數(shù)據(jù),統(tǒng)一格式,盡量減少數(shù)據(jù)內(nèi)存,使數(shù)據(jù)庫能夠儲(chǔ)存更多數(shù)據(jù)。采用一體化模式進(jìn)行操作,根據(jù)已測得的資料,通過繪圖的方法,運(yùn)用儀器探測,確定城市的管線位置。運(yùn)用數(shù)字化的信息采集系統(tǒng),確定地下管網(wǎng)的位置,并以坐標(biāo)的形式呈現(xiàn)出來,運(yùn)用智能化的測繪技術(shù),繪制地圖,獲取地下管線的整體數(shù)據(jù)。
3 數(shù)字城市地理空間的數(shù)據(jù)建庫
在分析不同的格式的地理信息數(shù)據(jù)后,就可以將這些信息統(tǒng)一存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。
3.1 元數(shù)據(jù)庫
元數(shù)據(jù)庫的建設(shè)主要是能存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)的主要形式和內(nèi)容,確定數(shù)據(jù)是否可以滿足條件,并存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)。其作業(yè)在于對空間數(shù)據(jù)的管理,挖掘有效的數(shù)據(jù)資源,用戶可根據(jù)自身的需求按照語言、分類等尋找自己需要的數(shù)據(jù)。
3.2 DLG數(shù)據(jù)
DLG數(shù)據(jù)主要是存儲(chǔ)矢量數(shù)據(jù),分析水系和城市交通情況,并按照不同的比例尺進(jìn)行分類。
【摘 要】城市地理信息服務(wù)平臺(tái)是服務(wù)于城市管理的基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)運(yùn)行高效化、功能齊全的地理信息服務(wù)平臺(tái)對于公共職能部門管理效率的提高、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展均具有非常重要的作用。
【關(guān)鍵詞】服務(wù)平臺(tái);架構(gòu);關(guān)鍵技術(shù)
2011年7月通過國家驗(yàn)收并上線使用的西寧市地理信息公共服務(wù)平臺(tái),作為“數(shù)字西寧”的空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)施,是政府認(rèn)定的、全市統(tǒng)一的、具有權(quán)威性和規(guī)范性的地理信息公共服務(wù)平臺(tái),是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)。該平臺(tái)是以地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等信息技術(shù)為基礎(chǔ),集地理空間信息共享、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)、功能服務(wù)為一體的信息化平臺(tái)。整合了西寧市多尺度地理信息資源,實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行環(huán)境的地理信息資源互聯(lián)互通。提供多比例尺電子地圖、遙感影像地圖、數(shù)字高程模型等數(shù)據(jù)服務(wù)和信息瀏覽、專題查詢、信息加載等網(wǎng)絡(luò)化地理信息功能服務(wù);實(shí)現(xiàn)全市地理信息資源共享應(yīng)用,消除部門之間的信息孤島、數(shù)字鴻溝等信息共享方面的瓶頸問題,為城市規(guī)劃、建設(shè)、管理與決策以及社會(huì)各行各業(yè)提供完善、優(yōu)質(zhì)和高效的地理信息服務(wù),促進(jìn)了西寧市信息化建設(shè)及其可持續(xù)發(fā)展。
一、平臺(tái)架構(gòu)
從概念上理解,公共平臺(tái)由三大部分構(gòu)成,數(shù)據(jù)、軟件系統(tǒng)、支撐環(huán)境。數(shù)據(jù)方面,按數(shù)據(jù)類型不同,可分為線劃電子地圖數(shù)據(jù)、影像電子地圖數(shù)據(jù)、地理實(shí)體數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、地形三維景觀數(shù)據(jù)及城市精細(xì)模型數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是提供信息服務(wù)的主要來源,是地理信息公共平臺(tái)的優(yōu)秀內(nèi)容。軟件系統(tǒng)方面,平臺(tái)建設(shè)目的在于提供地理信息和空間定位、分析服務(wù),同時(shí)具備拓展應(yīng)用的二次開發(fā)能力。因此,平臺(tái)系統(tǒng)主要包括門戶網(wǎng)站、交換系統(tǒng)、在線服務(wù)基礎(chǔ)軟件。其中,門戶網(wǎng)站是用戶訪問地理信息的總?cè)肟冢梢詾g覽地圖,進(jìn)行定位搜索,可以獲得在線使用地圖服務(wù)的方法以及二次開發(fā)的技術(shù)文檔等。交換系統(tǒng)是地圖維護(hù)部門與其它部門交換數(shù)據(jù)的通道。在線服務(wù)基礎(chǔ)軟件是實(shí)現(xiàn)各類型地圖數(shù)據(jù)在線的管理軟件及工具軟件,同時(shí)包含了大量的二次開發(fā)接口。支撐環(huán)境是地理信息公共平臺(tái)提供服務(wù)的保障條件,包括服務(wù)器集群、存儲(chǔ)陣列、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。
二、平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則
1.標(biāo)準(zhǔn)化與開放性原則。省級(jí)地理信息公共服務(wù)平臺(tái),其優(yōu)秀是提供地理信息公共服務(wù),是一個(gè)公用性的服務(wù)平臺(tái),有著廣泛的應(yīng)用部門和需求,平臺(tái)除了要提供傳統(tǒng)系統(tǒng)要提供的靜態(tài)功能模塊以外,還要支持不同部門、不同系統(tǒng)、異構(gòu)GIS平臺(tái)與公共服務(wù)平臺(tái)的對接及二次開發(fā)需求這就決定了公共平臺(tái)在總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上必須遵守標(biāo)準(zhǔn)化與開放性原則,遵循國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
2.先進(jìn)性與實(shí)用性原則。平臺(tái)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面,采用成熟的軟件體系架構(gòu)和先進(jìn)的開發(fā)技術(shù),做到人機(jī)界面友好、操作簡便、維護(hù)方便,確保建成系統(tǒng)的生命力。軟件平臺(tái)的選用要面向以后地理信息服務(wù)的發(fā)展方向,所選用的軟件平臺(tái)必須是現(xiàn)階段同類產(chǎn)品中成熟的、主流的先進(jìn)產(chǎn)品;在軟件開發(fā)思想上,嚴(yán)格按照軟件工程的標(biāo)準(zhǔn)和面向?qū)ο蟮睦碚搧碓O(shè)計(jì),管理和開發(fā),保證系統(tǒng)開發(fā)的高起點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)立足長遠(yuǎn)發(fā)展的要求,計(jì)算機(jī)硬件和軟件、數(shù)據(jù)庫及軟件平臺(tái)支撐工具采用先進(jìn)、穩(wěn)定的、能滿足海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理的主流地理信息產(chǎn)品。平臺(tái)的服務(wù)顧及非專業(yè)地理信息用戶的需要,做到平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)合理,訪問速度快、實(shí)用性強(qiáng)。
3.可靠性與穩(wěn)定性原則。由于地理信息公共服務(wù)平臺(tái)需要支持實(shí)時(shí)運(yùn)行的專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng),因此,要求平臺(tái)的穩(wěn)定性極高。平臺(tái)的安全可靠是一個(gè)優(yōu)秀系統(tǒng)的必要待征,平臺(tái)的安全保護(hù)措施是否有效是地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的主要性能指標(biāo)之一。安全可靠性應(yīng)作為平臺(tái)建設(shè)的首要出發(fā)點(diǎn),為了保證平臺(tái)信息的安全可靠性,必須制定嚴(yán)格的權(quán)限管理規(guī)定和數(shù)據(jù)保密機(jī)制,以避免非法操作所造成的數(shù)據(jù)泄漏、修改或損壞。
4.平臺(tái)性與可擴(kuò)展性原則。地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)是一個(gè)長期的逐漸發(fā)展的過程,因此要求系統(tǒng)具有良好的可伸縮性。以后各行業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目的建設(shè)可能都需要地理信息公共服務(wù)平臺(tái)為其提供數(shù)據(jù)、功能等服務(wù)。在平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí),項(xiàng)目的統(tǒng)籌規(guī)劃、設(shè)計(jì)和開發(fā)等都需要站在全局的高度上,以充分發(fā)揮平臺(tái)在政務(wù)信息資源共享和提供公用性、基礎(chǔ)性信息服務(wù)方面的優(yōu)秀作用,基礎(chǔ)性和公用性數(shù)據(jù)庫的重復(fù)建設(shè)也會(huì)得以避免。
三、地理信息公共平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)
1.基于SOA體系的平臺(tái)系統(tǒng)框架。SOA(Service-OrientedArchitectures)是一個(gè)概念上的架構(gòu),基于一個(gè)以服務(wù)(Web 服務(wù))為優(yōu)秀的架構(gòu)樣式,用于解決分布式系統(tǒng)架構(gòu)下服務(wù)提供者和請求者之間的松散耦合關(guān)系。面向服務(wù)體系的架構(gòu)(SOA)支持將應(yīng)用作為鏈接服務(wù)或重復(fù)任務(wù)進(jìn)行集成,采用不同的技術(shù)和服務(wù)根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行組合與展現(xiàn),用戶感覺這些服務(wù)就安裝在本地一樣。平臺(tái)根據(jù)需要將這些服務(wù)組裝為按需的應(yīng)用程序,使應(yīng)用業(yè)務(wù)能夠適應(yīng)不斷變化的情況和需求。SOA帶來了“松散耦合”的應(yīng)用程序組件,在此類組件中代碼不一定綁定到某個(gè)特定的數(shù)據(jù)庫。得益于此特性才能夠?qū)⒎?wù)組合為各種應(yīng)用程序。這樣提高了代碼重用率,可以在增加功能的同時(shí)減少工作量。
2.采用B/S模式進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享體系是一種松散耦合的異構(gòu)式環(huán)境,應(yīng)用請求和服務(wù)是一種分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。為保證平臺(tái)架構(gòu)的可伸縮性及數(shù)據(jù)庫和防火墻等方面的安全限制,這種訪問連接和服務(wù)部署必須采用多層架構(gòu)的B/S結(jié)構(gòu)模式建設(shè),對性能和伸縮性有較高的要求。
為了提高響應(yīng)速度和用戶體驗(yàn)水平,系統(tǒng)開發(fā)將采用胖瘦客戶端相結(jié)合的混合WebGIS模式,為了提高服務(wù)器和客戶端的計(jì)算能力和網(wǎng)絡(luò)通信量,提高互操作性和系統(tǒng)性能,適當(dāng)?shù)脑谄脚_(tái)服務(wù)端和客戶端分布GIS任務(wù)。這種混合模式即不是把全部的空間處理功能模塊和數(shù)據(jù)下載到本地,也在客戶端進(jìn)行所有的空間操作,也不是把所有空間處理功能放置在服務(wù)器端,在服務(wù)器進(jìn)行所有的空間操作,而是根據(jù)不同的需求在客戶端和服務(wù)器端進(jìn)行空間處理功能的分配。
3.采用OpenGIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。OpenGIS的目標(biāo)是制定一個(gè)規(guī)范,使得應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者可以在單一的環(huán)境和單一的工作流中,使用分布于網(wǎng)絡(luò)上的任何地理數(shù)據(jù)和地理處理。基于該規(guī)范的GIS軟件將具有很好的可擴(kuò)展性、可升級(jí)性、可移植性、開放性、互操作性和易用性。在本項(xiàng)目的空間信息服務(wù)系統(tǒng)中遵循OGC的WMS(Web Map Service)網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)和WFS(Web Feature Service)網(wǎng)絡(luò)矢量服務(wù)等服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。
四、結(jié)束語
地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用是非常廣的,這樣就使得地理信息在很多的部門中都得到了很好的應(yīng)用,建設(shè)地理信息公共平臺(tái)能夠更好的滿足地理信息服務(wù)的功能,同時(shí)在提供服務(wù)的時(shí)候能夠做到更加的高效。為西寧市城市規(guī)劃建設(shè)提供了快速、科學(xué)、有效的技術(shù)支持平臺(tái),也為基于西寧市地理信息公共平臺(tái)建設(shè)其他信息系統(tǒng)提供了參考依據(jù)。在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用,不僅節(jié)約了資金、人力、物力的投入,同時(shí)為西寧市地理信息的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),地理信息的發(fā)展將為西寧的發(fā)展帶來先進(jìn)的、科學(xué)的、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)支撐。
摘要:本文主要指針對城市地理空間信息共享原理、共享平臺(tái)建設(shè)思路以及城市地理空間信息共享管理體系進(jìn)行簡要分析,僅供參考。
關(guān)鍵詞:城市地理;空間信息共享;管理
一、城市地理空間信息共享原理
信息的可同享性是信息的自然屬性決定的,《中國資源科學(xué)百科全書》中對信息同享下的定義是:“在必定程度敞開條件下,同一資本為不同用戶共同運(yùn)用的效勞方法”。從表面上看信息同享即是信息的共同運(yùn)用,而從縱向上講信息同享是一個(gè)歷史開展的進(jìn)程,橫向上看信息同享觸及科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、法令等很多范疇,它是一個(gè)逐步完善,不斷創(chuàng)新的進(jìn)程。
地理空間信息同享研討地理空間信息有什么用、怎么運(yùn)用和如何管理的疑問,它是在規(guī)范、方針和法規(guī)的指導(dǎo)下,完成地理空間信息的流轉(zhuǎn)和共用。廣義上講地理空間信息同享是指經(jīng)過包括口頭、紙質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)等全部載體在內(nèi)的地理空間信息同享;狹義上特指在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)條件下的地理空間信息同享,即以計(jì)算機(jī)和空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等技術(shù)硬件為依托,在規(guī)范、方針、法規(guī)等軟環(huán)境支持下,對地理空間信息的一起運(yùn)用。這篇文章研討的城市地理空間信息同享主要是指狹義的地理空間信息同享,但在評(píng)論網(wǎng)絡(luò)地理空間信息同享時(shí),也要觸及其他載體的地理空間信息同享,由于網(wǎng)絡(luò)地理信息同享是其它載體方式的地理信息同享在技術(shù)上開展而構(gòu)成的。
觸及地理空間信息同享的理論許多,這篇文章因篇幅約束,只評(píng)論城市地理空間信息同享的理論依據(jù)、主控因素、同享機(jī)制、規(guī)范、方針和法規(guī)等。由于雖然網(wǎng)絡(luò)極大地促進(jìn)了地理空間信息的同享進(jìn)程和同享功率,然而要真實(shí)提高同享的功率和質(zhì)量,完成全球、國家和城市之間的網(wǎng)絡(luò)同享,則必須在同享的規(guī)范、方針和法規(guī)方面做更多的作業(yè),尋覓更有用的完成地理空間信息同享的方法。
二、共享平臺(tái)建設(shè)思路
1、根據(jù)數(shù)據(jù)法源原則,采取集中與分布式相結(jié)合的項(xiàng)目建設(shè)方式
各業(yè)務(wù)部門根據(jù)職能分工和業(yè)務(wù)需要,按照“一數(shù)一源”和“職能部門提供職能數(shù)據(jù)”的原則,對數(shù)據(jù)的管理采用“邏輯集中,物理分離”的管理方式。利用前置機(jī)系統(tǒng),采用ETL技術(shù),以“空間元數(shù)據(jù)”為優(yōu)秀,實(shí)現(xiàn)空間信息資源的遠(yuǎn)程交換和共享,采用XML描述元數(shù)據(jù),支持國際上通用的FGDC標(biāo)準(zhǔn)和ISO標(biāo)準(zhǔn)等,具有較高的靈活性,實(shí)現(xiàn)了元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的良好擴(kuò)展性和平臺(tái)移植性。
2、基于“一張圖”的地理信息資源共享與應(yīng)用模式
現(xiàn)實(shí)生活中80%的信息資源與空間位置有關(guān),基于“一張圖”的地理信息資源共享與應(yīng)用模式作為社會(huì)信息資源整合的框架具有獨(dú)特的優(yōu)勢,通過這種方式,能夠?qū)⒊鞘械幕A(chǔ)電子地圖與人口、法人和宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)及政府各部門的專業(yè)數(shù)據(jù)展現(xiàn)在地理空間上,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息資源的有效整合與集成,為城市提供可視化的決策分析和數(shù)據(jù)共享服務(wù)。出于國家安全的考慮,根據(jù)用戶不同以及運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)不同,進(jìn)一步區(qū)分為“政務(wù)一張圖”即通用政務(wù)電子地圖,和“公眾一張圖”即公眾服務(wù)電子地圖。公眾服務(wù)電子地圖在通用政務(wù)電子地圖的基礎(chǔ)上,降低數(shù)據(jù)精度,去除敏感信息,符合《公開地圖內(nèi)容表示若干規(guī)定》,能夠滿足公眾應(yīng)用。
圖1地理信息資源整合、交換與應(yīng)用“一張圖”模式
3、針對數(shù)據(jù)“全、準(zhǔn)、快、廉”特性,提出“傳統(tǒng)測繪數(shù)據(jù)+在線地圖+快速采集數(shù)據(jù)”的多種數(shù)據(jù)源全面解決方案傳統(tǒng)測繪數(shù)據(jù),可以有效解決數(shù)據(jù)“全、準(zhǔn)”問題,是城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的主要來源;但存在著數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性差、數(shù)據(jù)更新依賴于測繪部門的更新頻率、全要素測繪數(shù)據(jù)對一般政務(wù)部門甚至公眾服務(wù)不適應(yīng)等問題。作為“全、準(zhǔn)”傳統(tǒng)測繪數(shù)據(jù)的有效補(bǔ)充,本文提出在線地圖和數(shù)據(jù)快采相結(jié)合的數(shù)據(jù)“快、廉”解決思路,確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新,基本滿足數(shù)據(jù)需求。通過整合測繪數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)地圖數(shù)據(jù)以及快采數(shù)據(jù)(遙感、車載、RFID、音視頻等技術(shù)),解決數(shù)據(jù)中“全、準(zhǔn)、快、廉”四個(gè)相互沖突目標(biāo)的難題,為政府、企業(yè)、公眾不同層面的服務(wù)及管理需求,提供全新的空間信息綜合服務(wù),形成良性、有效的數(shù)據(jù)更新機(jī)制。
4、數(shù)據(jù)前置監(jiān)理機(jī)制,進(jìn)行數(shù)據(jù)全面和有效檢查
在遵循現(xiàn)有國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,提出數(shù)據(jù)前置監(jiān)理機(jī)制,對各業(yè)務(wù)單位提交的空間和屬性數(shù)據(jù)符合性和數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行前置檢查,確保數(shù)據(jù)入庫的準(zhǔn)確、無誤。在對更新的地理信息數(shù)據(jù)的符合性檢查,首先通過檢查更新的數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是否符合入庫的標(biāo)準(zhǔn)格式,檢查屬性數(shù)據(jù)的格式是否與當(dāng)前電子地圖的格式相符,接著再繼續(xù)檢查各個(gè)屬性字段的類型和大小以及是否在相關(guān)的約束范圍。數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查是評(píng)價(jià)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)成果是否符合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)記錄格式、是否滿足產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施檢查,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,確保采集數(shù)據(jù)的可靠性的重要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查劃分為五個(gè)部分,即定位精度檢查、屬性精度檢查、數(shù)據(jù)邏輯性檢查、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系檢查、完整性檢查。
三、城市地理空間信息共享管理體系研究
1、組織管理體系
在想象安排設(shè)置時(shí),首要思考樹立“政府監(jiān)管、職業(yè)自律、實(shí)體運(yùn)作”三者的聯(lián)系。就中國的現(xiàn)狀而言,政府是最大的信息資源的權(quán)屬所有者,絕大多數(shù)信息資源來自政府機(jī)關(guān)及其管理部分,信息系統(tǒng)最首要的使用目標(biāo)也是政府管理部。因而,政府及管理部分的監(jiān)管力度將直接影響到城市地理空間信息同享渠道的開展與推進(jìn)。世界各國為完成信息同享都成立了專門的安排安排,而且多數(shù)以政府授權(quán)委員會(huì)、中心、協(xié)調(diào)局、聯(lián)盟等特設(shè)安排方法,擔(dān)任方針、規(guī)范、法規(guī)等的擬定與頒布施行,以及空間數(shù)據(jù)采集、管理、等事項(xiàng)。對中國來說格外需要完成部分間的統(tǒng)籌和諧和統(tǒng)一管理,統(tǒng)一規(guī)范,打破部分間信息壁壘,安排空間信息同享與效勞的聯(lián)盟機(jī)制,為空間數(shù)據(jù)同享施行供給保障,使同享與效勞變成規(guī)范化的舉動(dòng)。參照國家地理空間信息和諧委員會(huì)設(shè)置方法,其架構(gòu)可如圖2,并輔以監(jiān)督查核機(jī)制,確保城市地理空間信息同享作業(yè)的順利進(jìn)行。
圖2組織管理體系結(jié)構(gòu)
1.1組建“城市地理空間信息協(xié)調(diào)管理委員會(huì)”
組成具有政府管理功能的“城市地理空間信息和諧管理委員會(huì)”(以下簡稱“和諧管理委員會(huì)”),事務(wù)領(lǐng)域上與“國家地理空間信息和諧委員會(huì)”相銜接,職能上統(tǒng)籌城市地理空間信息同享管理的計(jì)劃、建造和運(yùn)用推動(dòng),首要擔(dān)任:擬定城市地理空間信息同享的總體計(jì)劃;籌集、管理和運(yùn)用需國家投入的有關(guān)經(jīng)費(fèi);擬定、公布對于城市地理空間信息共享管理、運(yùn)用服務(wù)的有關(guān)方針、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī);和諧處理建造、維護(hù)、同享、運(yùn)用管理中呈現(xiàn)的艱難和疑問;推動(dòng)城市地理空間信息同享運(yùn)用、更新機(jī)制的樹立和開展。政府的監(jiān)管行動(dòng)首要體現(xiàn)在擬定出資、定價(jià)、安全、保密、產(chǎn)權(quán)維護(hù)等方面的方針、辦法,經(jīng)過這些方針辦法來調(diào)控、標(biāo)準(zhǔn)提供者、運(yùn)用者在信息同享、運(yùn)用中的操作行動(dòng),既不要讓信息在公益、同享的“旗號(hào)”下隨意仿制、翻版,形成信息資源浪費(fèi)、數(shù)據(jù)質(zhì)量降低、平臺(tái)的權(quán)威性無保證,也不容許數(shù)據(jù)持有者在利益驅(qū)動(dòng)下,形成部分壟斷、數(shù)據(jù)壁壘及報(bào)價(jià)高漲,形成數(shù)據(jù)重復(fù)收集、體系重復(fù)投資和重復(fù)建造的割據(jù)局面。
1.2成立“城市地理空間信息聯(lián)盟”(以下簡稱“聯(lián)盟”)
聯(lián)盟是在和諧管理委員會(huì)的指導(dǎo)下,由全市各地理空間信息供給、使用單位自愿參與組成聯(lián)盟的作業(yè)任務(wù)是推動(dòng)和施行政府的有關(guān)規(guī)定和方針,幫忙和諧管理委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)用戶在信息交流及同享中的操作行動(dòng)。詳細(xì)為:安排研討、起草與地理空間信息使用有關(guān)的法規(guī)、政策文本;組織起草、擬定和遵循、推行地理空間信息同享的標(biāo)準(zhǔn);聯(lián)手專家組處理地理空間信息同享的技術(shù)問題,并提出處理方案;安排會(huì)員展開信息與技術(shù)協(xié)作的交流,推行先進(jìn)技術(shù);聯(lián)盟在城市地理空間信息同享的建造和發(fā)展中,能夠幫忙政府部門做好上述政策、辦法的遍及、研討、推動(dòng)等作業(yè),逐漸內(nèi)行業(yè)界形成自律、標(biāo)準(zhǔn)的使用空氣。
2、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理
數(shù)據(jù)質(zhì)量問題是關(guān)系到城市地理空間同享信息能否有效使用的重要問題。斷定數(shù)據(jù)質(zhì)量的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)質(zhì)量的意義、內(nèi)容、質(zhì)量評(píng)估目標(biāo)等。不一樣類型地理空間數(shù)據(jù)評(píng)估方法不一樣,不一樣專題對數(shù)據(jù)質(zhì)量的需求也有很大區(qū)別,很難用統(tǒng)一的目標(biāo)和方法進(jìn)行評(píng)估。從數(shù)據(jù)使用的通常流程動(dòng)身:數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)入庫到數(shù)據(jù)服務(wù),以及數(shù)據(jù)質(zhì)量的通常內(nèi)容:準(zhǔn)確性、精度、分辨率、比例尺、誤差和不斷定性等,城市地理空間信息共享數(shù)據(jù)質(zhì)量可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行操控:數(shù)據(jù)收集的質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)錄入的質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)分析處理的質(zhì)量操控,并做好數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)質(zhì)量陳述。
2.1嚴(yán)格執(zhí)行采集過程質(zhì)量控制
在數(shù)據(jù)采集過程中,要對各單位、部門所提供的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)量、提供方式和內(nèi)容等信息,做好詳細(xì)的一記錄,并分類保存。保證數(shù)字、文字?jǐn)?shù)據(jù)準(zhǔn)確、清楚,文檔數(shù)據(jù)完整、詳細(xì)。
2.2數(shù)據(jù)錄入質(zhì)量控制
要確保數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確,數(shù)據(jù)處理流程中,實(shí)施專人專責(zé)的計(jì)劃,定時(shí)跟蹤查看。對數(shù)據(jù)處理中較為困難的當(dāng)?shù)兀皶r(shí)研討,擬定解決方案。同時(shí),可請數(shù)據(jù)有關(guān)單位的專業(yè)人士進(jìn)行核對,對有異議的數(shù)據(jù)可實(shí)地復(fù)查。對各種數(shù)據(jù)處理方案、過程,撰寫有關(guān)的一記錄文檔,對數(shù)據(jù)處理的每個(gè)流程做具體的記錄,用于存案查看。做好數(shù)據(jù)備份作業(yè)。
2.3數(shù)據(jù)分析處理的質(zhì)量控制
在數(shù)據(jù)分析和轉(zhuǎn)換過程中,由于計(jì)算機(jī)誤差和人為操作誤差等因素,會(huì)造成許多數(shù)據(jù)質(zhì)量問題,在操作過程中要盡量避免。
2.4階段審核制
數(shù)據(jù)處理期間審核制是選用基于現(xiàn)代軟件管理模式的必定產(chǎn)物。在每個(gè)作業(yè)流程結(jié)束時(shí),質(zhì)量操控人員依據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理規(guī)范的需要對期間效果進(jìn)行評(píng)議操控,保證全部數(shù)據(jù)庫建設(shè)的順利進(jìn)行,針對項(xiàng)意圖需要,及時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)處理的首要方針,操控?cái)?shù)據(jù)處理的要點(diǎn)內(nèi)容,避免全部作業(yè)的流程風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)質(zhì)量操控貫穿數(shù)據(jù)同享的全過程,聯(lián)系數(shù)據(jù)的用處和目的,擬定有用的數(shù)據(jù)質(zhì)量操控方法。同時(shí)數(shù)據(jù)的更新、保護(hù)對繼續(xù)地保證數(shù)據(jù)質(zhì)量起著非常要害的效果,因而,樹立合理的、安全的數(shù)據(jù)庫更新、保護(hù)機(jī)制也是數(shù)據(jù)質(zhì)量操控的重要環(huán)節(jié)之一。
結(jié)束語
為進(jìn)一步推動(dòng)城市基礎(chǔ)空間信息系統(tǒng)建設(shè)和信息資源共享,加快基礎(chǔ)空間信息資源的開發(fā)利用,梳理清晰的共享平臺(tái)建設(shè)思路,建立地理空間信息交換共享機(jī)制和運(yùn)行維護(hù)管理機(jī)制,可有效地破解信息化建設(shè)中存在地理信息資源不能共享和及時(shí)更新,地理信息數(shù)據(jù)重復(fù)采集和系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)的難題,為城市地理空間信息共享平臺(tái)系統(tǒng)的建設(shè)提供指導(dǎo)。
摘 要:城市信息化建設(shè)的不斷深入,地理信息服務(wù)平臺(tái)也在積極的建設(shè),在進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候,關(guān)鍵的技術(shù)是建設(shè)的重點(diǎn)。地理信息建設(shè)以生產(chǎn)、建立數(shù)據(jù)庫、集成管理和分發(fā)利用,在進(jìn)行平臺(tái)建設(shè)的時(shí)候,要以技術(shù)作為基礎(chǔ)。地理信息服務(wù)平臺(tái)在建設(shè)的時(shí)候,信息管理是非常重要的,地理信息服務(wù)主要的表現(xiàn)形式是網(wǎng)絡(luò)化地圖,地理信息服務(wù)平臺(tái)體系在架構(gòu)的時(shí)候,要將集成管理、信息共享和開放式應(yīng)用進(jìn)行充分的建設(shè)。
關(guān)鍵詞:地理信息;數(shù)據(jù)庫;服務(wù)平臺(tái)
地理信息服務(wù)平臺(tái)在很多的行業(yè)都得到了應(yīng)用,地理信息主要是對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,然后進(jìn)行處理、分析,在這個(gè)過程中不斷積累數(shù)據(jù),然后對數(shù)據(jù)使用。地理信息在發(fā)展的過程中也存在著很多的問題,在數(shù)據(jù)收集方面就存在著一些問題,數(shù)據(jù)直接影響著地理信息的質(zhì)量,這樣就使得數(shù)據(jù)在訪問和使用的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)問題。為了解決這些問題,要在數(shù)據(jù)獲取的時(shí)候采用必要的技術(shù),同時(shí)在處理和分析的時(shí)候也要采取必要的技術(shù),這樣才能更好的保證地理信息的使用效果。城市空間信息是城市信息化的主體,城市空間信息主要包括城市的建設(shè)方面的信息、城市環(huán)境信息、城市生態(tài)信息、城市地理信息和城市農(nóng)業(yè)信息,城市空間信息在使用的時(shí)候,不同的人是有不同的需求。城市在建設(shè)的時(shí)候,一定要能滿足城市宏觀建設(shè)的要求,在城市管理中對環(huán)境問題也要進(jìn)行注意,這些都是和信息相互聯(lián)系的。不同的行業(yè)對空間信息的需求都是不同的,使用傳統(tǒng)的方法對空間信息進(jìn)行分析已經(jīng)不能滿足行業(yè)的發(fā)展需求。為了更好的建設(shè)城市,一定要將城市空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更新,在更新的時(shí)候一定要采取更好的手段和機(jī)制。城市地理信息服務(wù)平臺(tái)在建設(shè)的時(shí)候,一定要保證科學(xué)性,在分析的時(shí)候一定要準(zhǔn)確,同時(shí)要采用科學(xué)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集。地理信息服務(wù)平臺(tái)一定要做到便捷,同時(shí)要不斷完善網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。地理信息服務(wù)平臺(tái)是以測繪技術(shù)作為優(yōu)秀的,以地理信息系統(tǒng)軟件作為平臺(tái),以信息公開、服務(wù)公眾為目的,將基礎(chǔ)的地理信息進(jìn)行整合,使地理信息在進(jìn)行公共服務(wù)的時(shí)候可以達(dá)到更好的效果。地理信息對經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展都是有很大幫助的,在城市建設(shè)和工程施工中應(yīng)用更加明顯。
1 地理信息服務(wù)平臺(tái)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
地理信息服務(wù)平臺(tái)是以數(shù)字城市建設(shè)作為基礎(chǔ)的,地理信息空間數(shù)據(jù)框架是非常重要的,地理信息系統(tǒng)可以作為城市建設(shè)的主要管理工具,系統(tǒng)可以整合地理信息有關(guān)的非空間信息,同時(shí)以信息網(wǎng)絡(luò)作為載體,地理信息系統(tǒng)以各種信息終端作為媒介,建立流暢的基礎(chǔ)地理信息流程,然后實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息的有機(jī)集成管理,這樣能夠更好的實(shí)現(xiàn)信息的共享。地理信息系統(tǒng)要以地理信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為支持,以更好的提供地理信息作為目的。地理信息服務(wù)要面向服務(wù)的對象,服務(wù)的對象主要有政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)和社會(huì)公眾,地理信息現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在線服務(wù),這樣可以更好的實(shí)現(xiàn)地理信息向社會(huì)化發(fā)展,同時(shí)向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
1.1 地理信息獲取與維護(hù)體系
地理信息要以測繪技術(shù)作為服務(wù)體系的優(yōu)秀,測繪技術(shù)將基礎(chǔ)地理信息和各類地理信息進(jìn)行收集、建立數(shù)據(jù)庫、更新信息和數(shù)據(jù)的維護(hù)。測繪技術(shù)的內(nèi)容主要有測繪基準(zhǔn)體系建設(shè),標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和更新。地理信息的獲取和維護(hù)體系在地理信息服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中是基礎(chǔ)的部分,是其他體系建設(shè)的依據(jù)。
1.2 地理信息集成管理與共享體系
大型數(shù)據(jù)庫可以實(shí)現(xiàn)地理信息的海量收集,同時(shí)在數(shù)據(jù)管理的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)集成管理,地理信息產(chǎn)品是企業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ),可以形成基礎(chǔ)地理信息的集中式空間數(shù)據(jù)庫,將收集到的基礎(chǔ)信息進(jìn)行分析,然后在信息服務(wù)平臺(tái)上進(jìn)行信息提供,這樣可以更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的共享和交換。
1.3 地理信息分發(fā)與服務(wù)體系
地理信息分發(fā)的時(shí)候要利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為媒介,大型的地理信息系統(tǒng)軟件要以互聯(lián)網(wǎng)作為支撐,建立地理信息分發(fā)服務(wù)平臺(tái),這樣可以更好的實(shí)現(xiàn)地理信息的生產(chǎn)和分析,這樣可以更好利用地理信息促進(jìn)政府管理和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營,同時(shí)使人們的生活發(fā)生重大改變。
2 地理信息系統(tǒng)總體框架
城市地理信息服務(wù)平臺(tái)從基礎(chǔ)建設(shè)到最后的分發(fā)利用要經(jīng)過漫長的過程,在這個(gè)過程中,要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)和系統(tǒng)建設(shè)。在地理信息系統(tǒng)總體框架建設(shè)中,主要包括括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施層、空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)層、空間數(shù)據(jù)層、空間數(shù)據(jù)管理層、支撐體系層和信息服務(wù)層。
2.1 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施層
為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、政務(wù)網(wǎng)服務(wù)、企業(yè)專網(wǎng)服務(wù)、局域網(wǎng)服務(wù)。對于基礎(chǔ)地理信息服務(wù)采取局域網(wǎng)服務(wù),政府級(jí)地理信息服務(wù)通過政務(wù)網(wǎng)服務(wù),企業(yè)級(jí)地理信息服務(wù)通過企業(yè)專網(wǎng)服務(wù),公眾級(jí)地理信息服務(wù)通過互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。公眾用戶通過ADSL撥號(hào)、GPRS、CDMA等方式接入互聯(lián)網(wǎng)通過Intemet網(wǎng)絡(luò)DMZ區(qū)的Internet應(yīng)用服務(wù)器組訪問平臺(tái);各委、辦、局等政務(wù)專網(wǎng)用戶接入政務(wù)專網(wǎng)通過DMZ區(qū)的應(yīng)用服務(wù)器組訪問平臺(tái);企業(yè)用戶接入企業(yè)專網(wǎng)通過DMZ區(qū)的應(yīng)用服務(wù)器組訪問平臺(tái);內(nèi)部局域網(wǎng)用戶通過應(yīng)用服務(wù)器組訪問平臺(tái)、通過數(shù)據(jù)更新服務(wù)器來完成數(shù)據(jù)更新工作。用戶包括數(shù)據(jù)更新人員不能直接訪問平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組,只能通過各類應(yīng)用服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)。
2.2 空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)層
包括測繪基準(zhǔn)建設(shè),標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、符號(hào)體系建設(shè)和權(quán)限管理技術(shù)、版本管理技術(shù)等。標(biāo)準(zhǔn)體系包括系列比例尺地理信息標(biāo)準(zhǔn)、專題地理信息標(biāo)準(zhǔn)和元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等;符號(hào)體系包括基礎(chǔ)地理和專題地理信息的符號(hào)設(shè)計(jì);權(quán)限管理是對服務(wù)平臺(tái)的使用用戶,分不同的用戶權(quán)限,訪問不同的數(shù)據(jù),實(shí)施不同的操作功能;版本管理為了保證網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶對同一目標(biāo)編輯修改的正確性,為了再現(xiàn)現(xiàn)勢數(shù)據(jù)多次變更的歷史過程,通過版本管理來解決。
2.3 空間數(shù)據(jù)層
空間數(shù)據(jù)層存儲(chǔ)所有與地理位置相關(guān)的信息資源,按類型分為基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)、專題類數(shù)據(jù)和應(yīng)用類數(shù)據(jù),具體包括:基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集、框架數(shù)據(jù)集、專題數(shù)據(jù)集,社會(huì)數(shù)據(jù)集等。
2.4 空間數(shù)據(jù)管理層
為了保證數(shù)據(jù)庫最大的安全性,全面考慮數(shù)據(jù)庫在不同情況下的運(yùn)行及更新,故分別建立優(yōu)秀數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫,保證系統(tǒng)良好地運(yùn)行和數(shù)據(jù)庫良性地更新。可通過數(shù)據(jù)庫同步更新技術(shù)實(shí)時(shí)維護(hù)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫之間的一致。
2.5 支撐體系層
包括元數(shù)據(jù)庫平臺(tái)、共享機(jī)制、安全技術(shù)。軟件體系:ArclMS、ArcGIS Server、ArcGIS Engine。地形圖瀏覽:根據(jù)權(quán)限,利用IE瀏覽器通過框架數(shù)據(jù)可瀏覽相關(guān)地圖信息,以及直接瀏覽公開版地形圖信息。
2.6 信息服務(wù)層
基礎(chǔ)地理服務(wù)、政府地理服務(wù)、企業(yè)地理信息服務(wù)、公眾地理信息服務(wù)。基礎(chǔ)地理信息服務(wù)包括工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)、地理信息集成與綜合管理系統(tǒng)、地理信息流程管理;政府級(jí)地理信息服務(wù)包括地理信息藍(lán)皮書,專業(yè)GIS系統(tǒng)、服務(wù)平臺(tái);企業(yè)級(jí)地理信息服務(wù)包括提供數(shù)據(jù)服務(wù)和平臺(tái)服務(wù);公眾級(jí)地理信息服務(wù)包括地理信息產(chǎn)品服務(wù)、電子地圖網(wǎng)站。
3 結(jié)束語
地理信息服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的主要目的就是為了將地理信息進(jìn)行分類,然后建立專題的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器建設(shè),通過不同的服務(wù)方式向地理信息對象提供專題的地理信息服務(wù)。地理信息服務(wù)平臺(tái)在建設(shè)的時(shí)候,服務(wù)的成果主要取決于地理信息的規(guī)范程度,以及相關(guān)的硬件設(shè)備。地理信息在使用的時(shí)候需求量日益增多,為了更好的提供服務(wù),要不斷提高地理信息系統(tǒng)的技術(shù)。
摘要:本文針對城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)面臨的數(shù)據(jù)組織和服務(wù)共享等問題,提出了平臺(tái)建設(shè)的總體架構(gòu)與設(shè)計(jì)方案,并對平臺(tái)搭建的關(guān)鍵技術(shù)SOA套件技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,最后對地理信息資源編目技術(shù)等GIS技術(shù)進(jìn)行了簡單論述。本文為城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)提供一種可行決方案。
1、引言
城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)是以滿足政府各部門、企事業(yè)單位和社會(huì)公眾的地理信息需求為導(dǎo)向,以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為空間定位基礎(chǔ),整合市(縣)范圍內(nèi)各類地理空間信息資源,建成以框架數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的分布式地理空間信息數(shù)據(jù)庫體系、地理信息公共服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)體系和軟件體系,完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全支撐體系建設(shè),建立與各部門的相互連通,形成支持跨部門、跨行業(yè)的地理信息數(shù)據(jù)共享機(jī)制[1-2]。以平臺(tái)為依托,利用市(縣)權(quán)威的、統(tǒng)一的、現(xiàn)勢的地理信息數(shù)據(jù),為政府、企業(yè)、公眾提供一站式的地理信息綜合服務(wù),滿足用戶多樣化的地理信息需求,提高電子政務(wù)和信息化水平,從而在橫向上實(shí)現(xiàn)政府部門之間,縱向上實(shí)現(xiàn)省、市、縣地理信息資源的互聯(lián)互通,為政府宏觀決策、應(yīng)急管理、社會(huì)公益服務(wù)提供在線地理信息服務(wù),全面推進(jìn)數(shù)字城市的建設(shè)。
目前,國內(nèi)學(xué)者對地理信息公共服務(wù)平臺(tái)已有諸多研究。然而,地理信息公共服務(wù)平臺(tái)所應(yīng)用的數(shù)據(jù)量非常龐大,涉及的部門也較多,如何有效地組織管理這些數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)各部門的相互連通,是地理信息公共服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建所面臨的一大難題。Web Service、SOA等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GIS技術(shù)的發(fā)展,可以很好地解決這一難題。
2、平臺(tái)架構(gòu)
2.1 總體架構(gòu)
平臺(tái)建設(shè)以信息化基礎(chǔ)設(shè)施為支撐,以地理信息資源為基礎(chǔ),綜合采用Web Service技術(shù),包括AJAX技術(shù)、OGC規(guī)范和SOA技術(shù),采用統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu),將多源、多尺度、多類型的地理信息資源有機(jī)地組織起來,實(shí)現(xiàn)海量信息的高效管理與持續(xù)更新,并在信息共享機(jī)制和政策法規(guī)框架下,實(shí)現(xiàn)在線地理信息便捷、高效、安全的共享服務(wù)。
根據(jù)測繪數(shù)據(jù)分級(jí)建設(shè)與管理的特點(diǎn),共服務(wù)平臺(tái)采用分級(jí)建設(shè)的方式,為用戶提供分布式、多層次的地理信息共享服務(wù)。平臺(tái)面向地市和縣市,縱向上市(縣)平臺(tái)是國家、省公共服務(wù)平臺(tái)的子節(jié)點(diǎn),市(縣)平臺(tái)和國家、省公共服務(wù)平臺(tái)之間在數(shù)據(jù)和服務(wù)上存在互為補(bǔ)充的關(guān)系,因此市(縣)平臺(tái)必須在架構(gòu)體系上與國家、省公共服務(wù)平臺(tái)保持一致,保證國家、省、市(縣)三級(jí)公共服務(wù)平臺(tái)的互聯(lián)互通。橫向上,公共服務(wù)平臺(tái)作為數(shù)據(jù)共享服務(wù)中心向各部門提供地理空間信息資源,而部門可以通過公共服務(wù)平臺(tái)專題數(shù)據(jù),也可建立分中心專題數(shù)據(jù),最終實(shí)現(xiàn)部門之間的互聯(lián)互通。
平臺(tái)在軟件體系上由運(yùn)行支撐層、數(shù)據(jù)層、管理層、服務(wù)層、應(yīng)用層等組成。
2.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)架構(gòu)采用Web Service方式來支持SOA架構(gòu)(圖1所示),提供基于網(wǎng)絡(luò)的HTTP+XML接口服務(wù),接受服務(wù)方可以通過XML傳遞必要的參數(shù)到服務(wù)器端,就象調(diào)用本地接口一樣實(shí)現(xiàn)與自身業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的無縫集成。
圖1基于Web Service的SOA模型
系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程中提供對外服務(wù)的應(yīng)用程序,功能封裝和為Web服務(wù)(Web Service),通過服務(wù)注冊和服務(wù)申請,向服務(wù)消費(fèi)者(各種組件或部門的應(yīng)用系統(tǒng))提供Web服務(wù),使系統(tǒng)的功能可以采用松耦合的方式實(shí)現(xiàn)集成,并使系統(tǒng)提供功能服務(wù)具有可擴(kuò)展性。
3、關(guān)鍵技術(shù)
按照各項(xiàng)任務(wù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,地理空間框架的建設(shè)內(nèi)容可分為四項(xiàng)專項(xiàng)任務(wù),分別是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)、地理信息共享服務(wù)平臺(tái)建設(shè)、示范應(yīng)用建設(shè)、支撐環(huán)境建設(shè)。
3.1 SOA套件技術(shù)
SOA套件即為服務(wù)總線ESB,用于實(shí)現(xiàn)平臺(tái)所有資源(數(shù)據(jù)、服務(wù)以及其它資源)的集成、管理與調(diào)用。以SOA架構(gòu)原則,實(shí)現(xiàn)平臺(tái)資源的整合。
平臺(tái)各種數(shù)據(jù)和資源都通過服務(wù)引擎,以Web Services形式提供。這些服務(wù)和資源,就是SOA三角色中的服務(wù)提供者;然后這些服務(wù)都通過服務(wù)注冊的方式注冊到ESB,ESB即對應(yīng)SOA三角色中的服務(wù)中介;平臺(tái)客戶端、各種應(yīng)用系統(tǒng)及第三方系統(tǒng)則為SOA三角色中的服務(wù)調(diào)用者,它們從服務(wù)總線檢索自己需要的服務(wù),進(jìn)行調(diào)用以支撐各自的應(yīng)用。
1)服務(wù)資源
在平臺(tái)中包含如下四種類型的資源:(1)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù):指用于各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的非空間數(shù)據(jù)信息,如用戶信息、權(quán)限信息、審批信息等;(2)業(yè)務(wù)功能:指用于支撐平臺(tái)業(yè)務(wù)運(yùn)行的功能以及對業(yè)務(wù),如用戶管理、業(yè)務(wù)審批等;(3)空間數(shù)據(jù):包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、交換數(shù)據(jù)等;(4)空間處理:對空間數(shù)據(jù)的各種操作,包括緩沖分析、空間查詢、路徑分析等。
所有這些數(shù)據(jù)和功能分布在網(wǎng)絡(luò)中的不同的機(jī)器上,均以服務(wù)形式提供出來。
2)服務(wù)總線
服務(wù)總線將所有業(yè)務(wù)功能、空間數(shù)據(jù)和空間功能集成到一起,進(jìn)行集中的管理和監(jiān)控,提供給外界訪問。
具體來說,服務(wù)總線的主要功能包括如下5個(gè)方面:
(1)統(tǒng)一命名:服務(wù)總線會(huì)按照統(tǒng)一的規(guī)則對服務(wù)進(jìn)行重新命名,并分配新的訪問地址供外界訪問。
(2)服務(wù)接口適配:用于將各種非標(biāo)準(zhǔn)的接口轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)接口對外提供出去,將底層接口的復(fù)雜性封裝在平臺(tái)內(nèi)部,給終端用戶最大的使用便利。
2)服務(wù)注冊與管理
(1)服務(wù)注冊
服務(wù)注冊的主要作用,就是把服務(wù)信息添加到服務(wù)總線。由于服務(wù)的類型多種多樣,每種服務(wù)類型都有自己的用途、內(nèi)容和參數(shù),不同服務(wù)的來源也不一樣。同時(shí)不同名稱和來源的服務(wù)也可能提供類似的服務(wù)內(nèi)容。因此,為了更好的對服務(wù)進(jìn)行利用和管理,需要對服務(wù)進(jìn)行歸類整理,同時(shí)采取特定的服務(wù)元數(shù)據(jù)對服務(wù)的內(nèi)容、來源和調(diào)用形式進(jìn)行說明。
同時(shí)注冊中心還規(guī)定了服務(wù)元信息的查詢檢索接口,這樣,任何想要獲取服務(wù)說明的人(或程序)都可以通過檢索接口進(jìn)行查詢。
(2)服務(wù)管理
服務(wù)總線將服務(wù)信息集成進(jìn)來以后,為了便于對這些服務(wù)的控制和操作,還需要一個(gè)服務(wù)管理模塊。服務(wù)管理的主要功能為:(a)服務(wù)運(yùn)行控制:包括服務(wù)的啟動(dòng)、停止、暫停、刷新;(b)查看服務(wù)信息:查看當(dāng)前服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài),查看服務(wù)的元信息;(c)服務(wù)預(yù)覽:對數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行預(yù)覽;(d)服務(wù)分類目錄管理:新增、刪除或修改服務(wù)分類目錄;(e)服務(wù)元數(shù)據(jù)模型管理:對各類服務(wù)的元信息模型進(jìn)行維護(hù),包括元信息項(xiàng)的增加、刪除和修改。
3.1其他技術(shù)
1)地理信息資源編目技術(shù)
在電子政務(wù)信息資源目錄體系之下進(jìn)行擴(kuò)展、延伸,針對空間信息資源建立地理信息資源目錄體系,基于元數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)地理信息資源編目技術(shù),編目技術(shù)滿足易移植、易擴(kuò)展、易交換等特性。
2)分布式多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成技術(shù)
通過動(dòng)態(tài)空間分布化技術(shù),實(shí)現(xiàn)分布式多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成,實(shí)現(xiàn)各政府部門專題業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的疊加與交換,滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)的地理應(yīng)用,保證社會(huì)各領(lǐng)域、各部門信息的互聯(lián)互通。
4.總結(jié)
地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)是一個(gè)技術(shù)復(fù)雜、涉及面廣、周期較長的超大型地理信息系統(tǒng)工程,是數(shù)字城市建設(shè)的優(yōu)秀。本文在實(shí)際工作和調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,對城市地理信息平臺(tái)建設(shè)的總體架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)等問題進(jìn)行了研究,取得了一定的成果。然而,地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)還處于起步階段,還有許多技術(shù)發(fā)展得不夠成熟,有許多問題有待解決。因此,后續(xù)工作應(yīng)在此基礎(chǔ)上作出更深層次的研究。
摘要:加強(qiáng)對城市地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應(yīng)用的研究,有利于提高城市測繪工程測繪水平,本文筆者從地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立以及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用兩方面對城市地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行了探討,希望對相關(guān)從業(yè)人員具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞:城市地理信息系統(tǒng),測繪工程,應(yīng)用
引 言
近年來,地理信息系統(tǒng)(GIS)在我國許多城市得到應(yīng)用,它在城市規(guī)劃、資源管理、交通運(yùn)輸、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)等眾多領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用,可以說 GIS 應(yīng)用領(lǐng)域是非常廣泛的。那么什么是 GIS?簡言之,GIS 是基于地理空間數(shù)據(jù)的一種計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng),這里所說的地理空間數(shù)據(jù)主要包含空間特征數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。地球表面及其外層空間的物體都有地理坐標(biāo)、形狀(長、寬、高及面積、體積等)、空間關(guān)系(如距離),所以具備空間特征數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)是指地物所具有的自然或人文屬性的特征數(shù)據(jù),例如一個(gè)城鎮(zhèn)具有的人口、資源、產(chǎn)值和環(huán)境等信息數(shù)據(jù)。GIS 數(shù)據(jù)從何而來?主要源于地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)資料、文本資料(法律文件、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、邊界條約等)、多媒體數(shù)據(jù)、現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。可見,GIS 與測繪有著密切的關(guān)系,因?yàn)榈貓D數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、實(shí)測數(shù)據(jù)都來自測繪成果,而利用 GIS 平臺(tái)開展測繪活動(dòng)也將如虎添翼、事半功倍。GIS 用于測繪工程具以下優(yōu)勢:節(jié)省時(shí)間、效率高、時(shí)效性強(qiáng)、減少失誤率及測繪成果精確易于使用。鑒此,本文對 GIS 在測繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析和闡述。
一、地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立
1. GIS 工作原理在討論 GIS 數(shù)據(jù)庫建立之前,先說明一下 GIS 工作原理。GIS 主要由計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)及地理數(shù)據(jù)所組成。硬件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備等組成。其中輸入設(shè)備包括鍵盤、掃描儀、數(shù)字化儀、媒體設(shè)備等,也包括由網(wǎng)絡(luò)輸入。輸出設(shè)備包括顯示器、繪圖儀、打印機(jī)和媒體設(shè)備等,還包括通過網(wǎng)絡(luò)輸出。存儲(chǔ)設(shè)備包括硬盤、U 盤和光盤等,亦包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等。軟件系統(tǒng)除了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、辦公軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和其他一些通用軟件以外,還包括圖形軟件(如 AutoCAD)、GIS專用軟件(如 Arc/Info、MapInfo)等。地理數(shù)據(jù)前面已介紹過了,需要指出的是除了數(shù)據(jù)采集,一些數(shù)據(jù)還必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能入庫,這往往要耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力,一般建庫初期的支出占整個(gè)系統(tǒng)費(fèi)用的 70~80%。
2. GIS 數(shù)據(jù)庫的建立
下面以外業(yè)采集數(shù)據(jù)導(dǎo)入 GIS 數(shù)據(jù)庫為例[1]介紹一下建庫的方法。首先,將數(shù)據(jù)匯總,然后導(dǎo)入到 AutoCAD 中,并對圖形進(jìn)行編輯、修改和必要的處理。然后檢查拓?fù)潢P(guān)系是否符合要求,若沒有問題則可導(dǎo)入到Arc/Info 中設(shè)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Arc/Info 軟件能夠?qū)ν負(fù)潢P(guān)系和圖層進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)有問題,就需要返回到 Auto CAD 中重新修改和編輯,沒有問題后再導(dǎo)入 Arc/Info。通常需要在 Auto CAD 與 Arc/Info 之間經(jīng)過多次的修改,最終實(shí)現(xiàn)拓?fù)潢P(guān)系和數(shù)據(jù)正確。然后對屬性進(jìn)行賦值和配置,導(dǎo)出 SHP 格式文件。再將 SHP 文件導(dǎo)入到 GIS 中,就完成了建庫程序。在數(shù)據(jù)庫中,每一個(gè)圖形要素及點(diǎn)、線、面分屬不同的層,每層對應(yīng)一個(gè)地理信息表,另外還包括索引表與元數(shù)據(jù)表。通過建庫,可以完善數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),避免許多重復(fù)采集工作,實(shí)際上也減少了大量的測繪工作量。
二、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用
1. GIS 的主要功能
一個(gè)完備的 GIS 至少提供三方面的功能:①制作各種專題地圖,由于 GIS 將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來,各行各業(yè)都可以提取本行業(yè)所需的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù),生成所需要的地圖供打印、瀏覽;②查詢功能,查詢與地理位置有關(guān)的數(shù)據(jù),比如查詢某條街道的酒店,利用 GIS 可以輕易找到這條街道上的所有酒店,如想入住 3 星級(jí)酒店,也會(huì)看到所有3 星級(jí)酒店;③空間分析,可以利用數(shù)學(xué)模型或邏輯模型分析空間數(shù)據(jù)。
2.應(yīng)急測繪保障體系
應(yīng)急測繪保障體系是為應(yīng)急測繪任務(wù)提供保障服務(wù)的,包括應(yīng)急預(yù)案、組織機(jī)構(gòu)、管理措施等,當(dāng)然還需要具備開展應(yīng)急工作的數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用系統(tǒng),也就是借助 GIS 信息平臺(tái)有效開展應(yīng)急測繪服務(wù)。應(yīng)急測繪保障體系的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面[2]:①通過 GIS 基本圖形的操作,可以清晰地展示災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)的自然環(huán)境、社會(huì)屬性等特征,從而可更快更有針對性地制定應(yīng)急預(yù)案;②通過 GIS 空間分析,確定災(zāi)害位置、影響范圍(受災(zāi)面積)、預(yù)估損失等,從而為應(yīng)急預(yù)案提供更為準(zhǔn)確的信息;③利用GIS 專題分析功能,可以提取某項(xiàng)或多項(xiàng)專題性數(shù)據(jù),將其與地圖組合,形成災(zāi)害專題性地圖,如密度分析圖,從而可更合理地確定應(yīng)急疏散方案;④為應(yīng)急測繪工作提供所需的數(shù)據(jù)資料,利用災(zāi)害或事故發(fā)生區(qū)域?qū)嵕芭臄z形成的三維圖像,可以更直接地了解現(xiàn)場實(shí)際情況,而測繪工作者通過修測技術(shù)保證相關(guān)數(shù)據(jù)的有效性;⑤利用 GIS 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和自動(dòng)更新機(jī)制,確保災(zāi)害信息的時(shí)效性。
3.資源管理
目前,資源清查、分析和管理是 GIS 應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一,包括土地資源潛力評(píng)價(jià)、野生動(dòng)植物資源保護(hù)、森林與水資源普查、礦產(chǎn)資源管理等多個(gè)領(lǐng)域。GIS 可以將不同來源的數(shù)據(jù)和信息匯集在一起,利用統(tǒng)計(jì)和涵蓋分析功能,按照各種組合條件進(jìn)行資源分析,從而為資源的合理開發(fā)和決策利用提供依據(jù)。以土地資源管理為例[3]進(jìn)行說明,我國西南地區(qū)國土資源信息系統(tǒng)收集存儲(chǔ)了超過 1500 項(xiàng) 300 萬個(gè)以上的資源數(shù)據(jù),通過該系統(tǒng)提供的資源分析評(píng)價(jià)模型、資源預(yù)測預(yù)報(bào)模型及資源開發(fā)利用配置模型,可生成礦產(chǎn)資源分布圖、草場資源分布圖、農(nóng)作物產(chǎn)量圖、各地產(chǎn)值圖、交通規(guī)劃圖等各種專業(yè)圖。
4. 監(jiān)測服務(wù)利用
GIS 系統(tǒng)與多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)的搜集,在洪水災(zāi)情監(jiān)測、洪澇災(zāi)害損失評(píng)估、森林火災(zāi)預(yù)測、土地利用動(dòng)態(tài)分析、環(huán)境監(jiān)測管理等方面獲得有效利用。例如大興安嶺地區(qū)利用 GIS,通過森林普查和火災(zāi)實(shí)況分析,建立起包含氣溫、風(fēng)速、降水、植物覆蓋等 14 個(gè)因子的數(shù)學(xué)模型,火災(zāi)等級(jí)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到 70%以上。再如環(huán)境監(jiān)測管理方面,上海市環(huán)境管理信息系統(tǒng)建立了環(huán)境監(jiān)測動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫,包括污染源、環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、水文、氣象等各種數(shù)據(jù),并且實(shí)現(xiàn)了資源共享。通過環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測,實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量和污染控制方面的管理。提供數(shù)據(jù)輸出打印、瀏覽和存儲(chǔ)功能,系統(tǒng)友好而便于使用。
5. 其他方面的應(yīng)用
GIS 應(yīng)用領(lǐng)域很廣,其他方面的應(yīng)用還有很多,例如城市規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)、市政工程服務(wù)等;再比如為工商企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營提供服務(wù),工廠、商店選址等。
三、 結(jié) 語
地理信息系統(tǒng)一經(jīng)誕生,即以其高效、精確和時(shí)效性好而廣受歡迎,GIS 也成為許多國家、行業(yè)和部門必備的工具和技術(shù)。目前,GIS 的應(yīng)用正從以政府部門、大公司為主走向“平民化”,GIS 已滲入到人們的日常工作、生活中,人們購物、出行、休閑娛樂因?yàn)橛辛?GIS 而變得更加便利,可以預(yù)計(jì) GIS 的未來將會(huì)更加精彩。
摘要:本文首先介紹了基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)整理的基本要求,然后分析了地理信息數(shù)據(jù)整理方法,最后探討了質(zhì)量檢查方法。
關(guān)鍵詞:EPS2008;地理信息數(shù)據(jù)庫;整理方法;質(zhì)量檢查方法
當(dāng)今,城市地理信息系統(tǒng)以其具有對城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、處理、管理、分析、查詢、更新等獨(dú)特的功能,在城市規(guī)劃建設(shè)、環(huán)境資源利用、預(yù)測預(yù)報(bào)、決策支持等方面發(fā)揮著巨大的作用。許多單位和部門都正在或打算建設(shè)自己的地理信息系統(tǒng)。城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)是城市地理信息系統(tǒng)定位的基礎(chǔ)。城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)影響和制約著各種專題城市地理信息系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展。該數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源是城市大比例尺地形圖。擁有各種大比例尺城市地形圖的城市勘測部門,利用地形圖資料建立城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫,不僅可滿足城市各種專題地理信息系統(tǒng)建設(shè)的需要,也將有力地促進(jìn)地理信息的產(chǎn)業(yè)化。
1基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)據(jù)整理工作以清華山維公司的EPS2008地理信息工作站為平臺(tái),EPS2008 軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了ArcGIS EPS2008(外業(yè)更新修測、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理、質(zhì)量控制和地圖制圖)ArcGIS的數(shù)據(jù)互轉(zhuǎn)換工作。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)以國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),并參照以往的數(shù)據(jù)分類及編碼規(guī)定,將數(shù)字線劃圖中地形要素分為九大類:測量控制點(diǎn)、居民地與垣柵、工礦建筑物及其他設(shè)施、交通及附屬設(shè)施、管線及附屬設(shè)施、水系及附屬設(shè)施、境界、地貌、植被。地形要素分類代碼由六位數(shù)字碼組成:第一位為九大類編號(hào),第二位代表中類,即大類下的分類,第三、四位代表小類,第五位為細(xì)分碼,第六位為輔助碼。九大類要素由點(diǎn)、線、面3種幾何類型表示,注記要素也被調(diào)整到相應(yīng)的要素類別中。在EPS平臺(tái)上,各類要素根據(jù)符號(hào)特征及地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn),圖式符號(hào)分為了點(diǎn)狀符號(hào)(G)、簡單線型符號(hào)(L)、復(fù)雜線型符號(hào)(LC)、兩點(diǎn)比例類符號(hào)(P)、四點(diǎn)結(jié)構(gòu)類符號(hào)(Y)、面狀填充符號(hào)(H)、特殊類符號(hào)(E)7 個(gè)類型。各個(gè)地物對象固定基本屬性信息以及擴(kuò)展屬性。
2數(shù)據(jù)整理的基本要求
按照新的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)整理滿足信息化、圖屬一體化、對象完整性、標(biāo)準(zhǔn)化4個(gè)原則,依照原圖對地形圖上各點(diǎn)、線、面要素進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)處理。
點(diǎn):點(diǎn)符號(hào)要求是一個(gè)完整的符號(hào);高程點(diǎn)、控制點(diǎn)的注記與點(diǎn)為一個(gè)整體。
線:線狀符號(hào)應(yīng)保持連通,如電力線、通信線等應(yīng)無間斷繪制;線狀符號(hào)在一個(gè)圖塊內(nèi)應(yīng)連續(xù)完整,不受圖廓線分隔;線狀要素共線時(shí),應(yīng)分層分別表示,并在共線處保證嚴(yán)格重合;帶有方向的線狀符號(hào)要求保持方向一致。
面:房屋、綠地、水系、道路原則上繪制成面狀符號(hào);面狀符號(hào)必須封閉,不能出現(xiàn)自交叉;河流、溝渠等水系面狀要素遇橋梁時(shí)保持連通;面狀符號(hào)在一個(gè)圖塊內(nèi)保持完整,若劃分為幾段也要求保證無縫不重疊表示。
注記:注記字符為一個(gè)整體;不同類要素使用相應(yīng)類別的注記,如公路用相應(yīng)等級(jí)的注記,水系用水系類注記;注記放置時(shí)盡量不壓蓋其他地物。
屬性:空間屬性從現(xiàn)有的圖面注記中提取與整理,房屋面屬性要求提取單位名稱、道路名稱、門牌號(hào)碼等屬性內(nèi)容,植被面要求區(qū)分植被填充類型,道路中心線屬性要錄入道路名稱、道路等級(jí)、材質(zhì)等信息,水系面要錄入水系名稱等。所有地理要素整理完成后,編碼必須確保為正確的六位碼。
3數(shù)據(jù)庫建庫的技術(shù)路線
原先在AutoCAD下,利用1:500、1:1000等大比例尺地形圖進(jìn)行數(shù)字化,建成數(shù)字地圖庫,廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃建設(shè)等部門。隨著城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)的逐步開展,為建立滿足GIS要求的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫,須重新采集地形圖要素,采集數(shù)據(jù)有兩種方法,一種是在數(shù)字化儀上對紙質(zhì)地形圖數(shù)字化,一種是在屏幕上利用數(shù)字地圖提取或重新數(shù)字化。我們采用了后一種方法。建庫的技術(shù)路線是:
1)對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā),在采集圖形數(shù)據(jù)時(shí)也能賦予屬性數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)存為dwg文件,屬性數(shù)據(jù)存為dbf文件,兩者通過內(nèi)部序列號(hào)相連接,在轉(zhuǎn)為ArcGIS后便能獲得每種實(shí)體的屬性。這種數(shù)據(jù)采集方法充分利用了AutoCAD編輯功能強(qiáng)的特點(diǎn),十分方便快捷。
建庫工作流程如下:
1)在AutoCAD2005下打開數(shù)字化地形圖。對數(shù)據(jù)進(jìn)行初級(jí)處理,變二維多段線,處理高程點(diǎn),對多段線進(jìn)行抽稀處理等。
2)按作業(yè)規(guī)范要求數(shù)字化各要素,因不同的圖形要素是分層管理的,數(shù)字化時(shí),可先關(guān)閉不相關(guān)的要素層,既減少了要素間的相互干擾,又加快了顯示速度。
3)將經(jīng)編輯處理后的dwg文件存盤退出。
4)打開EPS2008軟件,根據(jù)事先編好的對照表,引入dwg文件,并對高程、曲線、圍墻、坎等復(fù)雜線型做進(jìn)一步處理。
5)根據(jù)對應(yīng)的各個(gè)地物歸層,做面,用相應(yīng)符號(hào)將圖表示完整。并對成圖進(jìn)行各項(xiàng)檢查。
4 質(zhì)量檢查方法
EPS2008軟件自身提供了很好的數(shù)據(jù)檢查方案,可以從EPS軟件現(xiàn)有檢查模型中選取期望執(zhí)行的檢查方法,也可以將自己編制的檢查腳本程序?qū)搿z查模型中有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)類、空間關(guān)系類、拓?fù)潢P(guān)系類、等高線類、注記類、擴(kuò)展屬性類、自定義腳本類,并有相應(yīng)的檢查問題自動(dòng)修復(fù)類的程序。
在基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)整理中,我們選取整理過程中會(huì)出現(xiàn)問題的地方進(jìn)行檢查,主要有重疊地物檢查、空間邏輯檢查、面不閉合檢查、自交叉檢查、編碼合法性檢查、房屋面交叉檢查、房屋結(jié)構(gòu)檢查、道路中心線屬性為空檢查、等高線點(diǎn)線矛盾檢查等檢查。
檢查存在的問題會(huì)在數(shù)據(jù)監(jiān)理窗口中逐行并在數(shù)據(jù)窗口中閃爍提示,數(shù)據(jù)監(jiān)理窗口中詳細(xì)記錄了檢查方法,存在問題的圖式代碼,整理修改的時(shí)候,就可以按照監(jiān)理窗口中提示的問題逐個(gè)修改。監(jiān)理窗口中的檢查問題全部修改完后,可以再次執(zhí)行數(shù)據(jù)檢查,如果檢查全部通過,則可以執(zhí)行數(shù)據(jù)的初入庫。
5 結(jié)語
EPS2008軟件很好地實(shí)現(xiàn)了圖屬一體化,真正實(shí)現(xiàn)了外業(yè)采集數(shù)據(jù)線劃連接到GIS數(shù)據(jù)編輯一步到位,大大提高了工作效率。而且EPS軟件完全開放的“信息映射機(jī)制”,可以通過規(guī)范模板的方式,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出形式的轉(zhuǎn)換,而不需要增加工作量。通過EPS2008軟件整理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),可以完全滿足新的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的要求,數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS數(shù)據(jù)庫完全可以滿足城市地理要素的信息檢索、分析及輸出要求。
[摘要]地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System,GIS)是一門以應(yīng)用為目的的一種信息決策支持系統(tǒng)。城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)圖形和數(shù)據(jù)處理,將空間管網(wǎng)的地理位置及其特征有機(jī)地結(jié)合在一起,形象的顯示出來,并將后臺(tái)大數(shù)據(jù)經(jīng)過專業(yè)統(tǒng)計(jì)和分析處理后,應(yīng)用于相關(guān)工作的各個(gè)方面。本文詳細(xì)闡述了城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)在規(guī)劃建設(shè)中的應(yīng)用及展望。
[關(guān)鍵詞]地理信息;綜合管網(wǎng);規(guī)劃建設(shè)
目前國內(nèi)外現(xiàn)存的地理信息系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)有很多,大致可以納概括為兩類。一是利用GIS系統(tǒng)來處理用戶的數(shù)據(jù),二是在GIS的基礎(chǔ)上,利用它的開發(fā)函數(shù)庫二次開發(fā)出用戶的專用的地理信息系統(tǒng)軟件。目前成功應(yīng)用到包括資源管理、自動(dòng)制圖、設(shè)施管理、城市和區(qū)域規(guī)劃、人口和商業(yè)管理、交通運(yùn)輸、石油和天然氣、教育、軍事等幾大類別的一百多個(gè)領(lǐng)域,發(fā)揮了重要的作用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)就是利用地理信息技術(shù)將城市地下綜合管網(wǎng)的空間數(shù)據(jù)和自身特征在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有機(jī)結(jié)合,建立城市地下綜合管網(wǎng)的空間信息模型,真實(shí)記錄著城市管網(wǎng)的過去和現(xiàn)在,并以其專業(yè)的分析和表達(dá),積極影響和提升著城市規(guī)劃建設(shè)管理的發(fā)展和水平,為政府和企業(yè)的管理與決策及市民社會(huì)生活提供大量的信息服務(wù)。近年隨著我國城市化水平不斷提高,基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展迅速,在城市區(qū)域內(nèi)已初步形成大規(guī)模的錯(cuò)綜復(fù)雜的地下綜合管網(wǎng),加強(qiáng)綜合管網(wǎng)資料的管理對城市的安全和發(fā)展具有重大現(xiàn)實(shí)意義。下面詳細(xì)介紹一下城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃與管理中主要應(yīng)用的幾個(gè)方面:
1、城市綜合管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)
城市綜合管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,利用GIS技術(shù)可以保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)詳盡、可靠、準(zhǔn)確,利用龐大的數(shù)據(jù)庫資源可以方便快捷地生成各種專業(yè)用圖、表格和報(bào)告,再配以系各種統(tǒng)的專業(yè)分析,例如綜合管網(wǎng)橫斷面分析和專業(yè)管線縱斷面分析、三維模擬分析等功能,可以輕而易舉的獲得真實(shí)的管線綜合指標(biāo)及素材,這將極大地減輕專業(yè)管線規(guī)劃和綜合管網(wǎng)規(guī)劃及豎向設(shè)計(jì)等工作的強(qiáng)度。同時(shí),城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)結(jié)合地上地理信息和衛(wèi)星遙感圖片等空間信息,還可以進(jìn)一步地輔助城市綜合規(guī)劃和決策的科學(xué)性。
2、城市綜合管網(wǎng)的規(guī)劃審批和管理
城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)作為管線系統(tǒng)的電子化和信息化本身就是規(guī)劃審批和管理的巨大變革,不僅可以優(yōu)化建設(shè)項(xiàng)目審批流程、加大項(xiàng)目審核的深度、提高規(guī)劃與管理審查的質(zhì)量、增加審批的公開透明度,而且把城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)與電子政務(wù)結(jié)合,將建立一種全新的電子規(guī)劃與管理審批模式,業(yè)務(wù)部門應(yīng)用基于GIS的規(guī)劃與管理系統(tǒng),在日常工作中就可以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃方案與規(guī)范條款的智能化對照,規(guī)劃與設(shè)計(jì)審批的電子比對,規(guī)劃與建筑物的電子復(fù)核,真正意義上的無紙化辦公,甚至是遠(yuǎn)程辦公、智能化辦公,大大提高現(xiàn)有的規(guī)劃審批管理水平和效率,切實(shí)提高規(guī)劃控制和管理。
3、工程建設(shè)期的科學(xué)管理
地下管線信息系統(tǒng)的應(yīng)用有助于避免市政建設(shè)過程中道路的多次開挖,降低施工中地下設(shè)施的矛盾與事故隱患,提高管線工程施工與管理的準(zhǔn)確性和科學(xué)性,為城市地下空間的利用提供基礎(chǔ)信息保障,減少了盲目施工造成的經(jīng)濟(jì)損失。
城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)必然要求工程建設(shè)期的新建管線數(shù)據(jù)采集并入錄系統(tǒng)內(nèi),這就將隱蔽工程的數(shù)據(jù)自然而然的將變成公開透明,將現(xiàn)場的施工監(jiān)督與管理提高至數(shù)據(jù)化和實(shí)時(shí)化,第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題,整改問題,便于制定和細(xì)化現(xiàn)有的規(guī)范和制度,易于執(zhí)法管理和實(shí)際操控,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的圖形數(shù)據(jù)采集與更新,并建立管理―建庫一體化的成果信息庫動(dòng)態(tài)更新機(jī)制。
4、基礎(chǔ)設(shè)施管理與維護(hù)
城市基礎(chǔ)設(shè)施(如道路交通、電力、電信、路燈、熱力、燃?xì)狻⒔o水、排水等)廣泛分布于城市的各個(gè)角落,且這些設(shè)施具有明顯的地理參照特征。它們的工程設(shè)計(jì)、應(yīng)急搶修、日常維護(hù)都可以借助城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)來完成,而且可以通過智能分析和提醒設(shè)置等及時(shí)對設(shè)施管理與維護(hù),延長設(shè)施使用壽命。例如:查詢使用人員通過系統(tǒng)可單獨(dú)查看各種專業(yè)管線信息中的一種或幾種,也可全部疊加在一起看。結(jié)合其他綜合信息,細(xì)到一個(gè)路口、一根管線、一幢房子和粗到一個(gè)街坊、全區(qū)范圍的圖形信息,可以清楚地、有對比地、有參照地在屏幕上展現(xiàn),從而對設(shè)施情況一目了然。統(tǒng)計(jì)相關(guān)信息并直接生成各種信息圖表。同時(shí)便于檔案管理人員對借閱申請、借閱審批、查詢借閱單進(jìn)行管理,建立一種完善的審閱制度。
隨著人信息化的浪潮正席卷全球,信息資源的建設(shè)具有至關(guān)重要的意義。面對包羅萬向的信息和有限的空間資源,如何產(chǎn)生最大的效益,提高工作的科學(xué)化、規(guī)范化水平,是城市管理、規(guī)劃和企業(yè)競爭所面臨的共同課題。隨著多媒體技術(shù)、空間技術(shù)、數(shù)字測繪技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的突破性進(jìn)展,城市地下綜合管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的內(nèi)涵和外延正在不斷變革。展望未來的地理信息技術(shù)必將面向具體對象深度開發(fā)、與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程覆蓋、與日常辦公等綜合系統(tǒng)集成應(yīng)用等方面快速多維發(fā)展趨勢。
摘要:城市地理信息服務(wù)平臺(tái)是服務(wù)于城市管理的基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)運(yùn)行高效化、功能齊全的地理信息服務(wù)平臺(tái)對于公共職能部門管理效率的提高、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展均具有非常重要的作用。因此在實(shí)際工作中要注重完善服務(wù)平臺(tái)的體系架構(gòu),以相對完善的網(wǎng)絡(luò)條件、軟件運(yùn)行環(huán)境及硬件條件為服務(wù)平臺(tái)功能的改善奠定基礎(chǔ)。本文分析了地理信息平臺(tái)功能設(shè)計(jì)方案,探討了城市地理信息服務(wù)平臺(tái)體系架構(gòu)情況,包括服務(wù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)思路與服務(wù)平臺(tái)的總體架構(gòu)。
關(guān)鍵詞:服務(wù)平臺(tái);地理信息;城市;體系架構(gòu)
地理信息服務(wù)平臺(tái)指的是在建立地理信息數(shù)據(jù)框架的基礎(chǔ)上整合地理數(shù)據(jù)信息,并同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息開放應(yīng)用、交換共享、集成管理的一種服務(wù)平臺(tái)[1]。服務(wù)平臺(tái)的架構(gòu)體系是決定信息系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的主要因素,本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對城市地理信息服務(wù)平臺(tái)的體系架構(gòu)問題進(jìn)行了探討,旨在有效提高地理信息的服務(wù)水平。
1.地理信息平臺(tái)服務(wù)功能設(shè)計(jì)
為了保證服務(wù)平臺(tái)的體系架構(gòu)能夠滿足服務(wù)需要,則應(yīng)明確設(shè)計(jì)信息平臺(tái)的服務(wù)功能。(1)GIS地圖服務(wù)。信息平臺(tái)可為用戶提供GIS地圖縮放、測距、框選等服務(wù),用戶可以在平臺(tái)中獲得GIS地圖的后視圖、前視圖等。(2)公交信息的查詢及定位。信息平臺(tái)可以提供市區(qū)內(nèi)公交站線、站點(diǎn)等的查詢及定位服務(wù),在用戶登入服務(wù)平臺(tái)后便可以通過輸入站點(diǎn)名稱獲取相應(yīng)的信息。此外,信息平臺(tái)還能夠?yàn)橛脩舴治龉粨Q乘方案,方便用戶根據(jù)公交線路規(guī)劃出行方案;用戶在輸入目的地時(shí),該平臺(tái)便可以提供公交換乘起點(diǎn)、終點(diǎn),方便用戶進(jìn)行選擇。(3)地名的查詢及定位服務(wù)。用戶可以通過服務(wù)平臺(tái)查詢及瀏覽單位名、地名,在瀏覽的過程中服務(wù)平臺(tái)還可提供信息定位、信息導(dǎo)航及信息分類識(shí)別服務(wù)。用戶查詢地名的方式分為兩種,即系統(tǒng)分類查詢與關(guān)鍵字查詢。(4)道路的查詢與定位服務(wù)。與地名查詢、定位服務(wù)功能相似,用戶輸入道路編碼、關(guān)鍵字、名稱等,便可以獲取相應(yīng)的信息,在提供道路信息的同時(shí),平臺(tái)還可以為用戶分析駕車出行的便捷路徑,包括起點(diǎn)、終點(diǎn)、路況信息等,確保用戶可以在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到目的地[2]。(5)注冊用戶的標(biāo)注服務(wù)。成為信息平臺(tái)的注冊用戶后可以專享個(gè)性化地圖制作與標(biāo)注服務(wù),包括點(diǎn)、線及面的全方位標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)。平臺(tái)中的注冊用戶包括兩種,即行業(yè)用戶與個(gè)人用戶,個(gè)人用戶可保存及發(fā)送個(gè)人地圖電子郵件,參與信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)更新,行業(yè)用戶在享有上述服務(wù)的同時(shí)還可以專題信息,實(shí)現(xiàn)專題信息與地圖標(biāo)準(zhǔn)信息的統(tǒng)一化。
2.城市地理信息服務(wù)平臺(tái)體系架構(gòu)分析
2.1服務(wù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)思路
基于地理信息平臺(tái)所應(yīng)提供的服務(wù),在設(shè)計(jì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系時(shí)可以從以下三個(gè)方面入手。(1)地理信息的獲取及維護(hù)體系設(shè)計(jì)。充分利用現(xiàn)代化測繪技術(shù)及其服務(wù)體系,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)基礎(chǔ)信息、專題信息采集、數(shù)據(jù)庫的建設(shè)、數(shù)據(jù)庫的更新及維護(hù)體系等,方便于用戶及時(shí)獲取地理信息,并保證地理信息可以得到及時(shí)更新。信息獲取及維護(hù)體系具體包括測繪數(shù)據(jù)基準(zhǔn)體系、標(biāo)準(zhǔn)體系及更新體系等。(2)地理信息的集成化管理及共享體系設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)信息的集成化管理及與共享需要以大型數(shù)據(jù)信息平臺(tái)作為載體,并保證平臺(tái)數(shù)據(jù)的異構(gòu)性、多源性及海量性。可將最新的地理信息技術(shù)及產(chǎn)品作為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)空間功能相對完善的數(shù)據(jù)倉庫,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的分布式管理、集中式管理。同時(shí)建設(shè)以集成管理及數(shù)據(jù)信息交換共享為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)框架,保證地理信息數(shù)據(jù)能夠在不同部門、不同地域之間實(shí)現(xiàn)交換、共享。設(shè)計(jì)的具體體系應(yīng)包括信息共享體系、信息管理體系及信息集成體系[3]。(3)地理信息的分發(fā)及用戶服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)。信息分發(fā)及信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系是保證信息平臺(tái)能夠發(fā)揮服務(wù)作用的基礎(chǔ)層面,設(shè)計(jì)分發(fā)及服務(wù)體系時(shí)通常需要充分運(yùn)用ArcGIS Server技術(shù)、Net技術(shù)及Web2.0技術(shù),并以互聯(lián)網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)、局域網(wǎng)作為支撐,服務(wù)平臺(tái)通常為GIS軟件,以保證服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系能夠全面覆蓋公眾生活、企業(yè)經(jīng)營、政府管理及地理勘測生產(chǎn)等領(lǐng)域。信息平臺(tái)的結(jié)構(gòu)體系如下圖。
圖1 城市地理信息服務(wù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)
2.2服務(wù)平臺(tái)的總體架構(gòu)
在建設(shè)服務(wù)平臺(tái)的過程中需要做好信息系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)庫管理建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作,為了保證順利完成以上三項(xiàng)建設(shè)工作,在設(shè)計(jì)服務(wù)平臺(tái)的總體構(gòu)架時(shí)必須設(shè)置以下幾個(gè)層次,即網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),包括局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)層次等;信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)層與管理層次;信息平臺(tái)的支撐體系及服務(wù)層次。
2.2.1基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)層
信息平臺(tái)中的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)層主要為地理信息實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理提供保證,具體服務(wù)對象包括特定局域網(wǎng)、企業(yè)專網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)。通過互聯(lián)網(wǎng)可獲取公眾級(jí)信息資源,企業(yè)專網(wǎng)可提供企業(yè)級(jí)信息資源,政務(wù)網(wǎng)可提供政府級(jí)信息資源,而局域網(wǎng)則主要負(fù)責(zé)提供基礎(chǔ)性信息資源。局域網(wǎng)中的平臺(tái)用戶可利用服務(wù)器,包括數(shù)據(jù)資源更新及信息訪問服務(wù)器對地理信息進(jìn)行及時(shí)更新;企業(yè)專網(wǎng)及政府專網(wǎng)接入信息平臺(tái)后,用戶可在DMZ區(qū)中訪問數(shù)據(jù)服務(wù)器組,并獲取專網(wǎng)中的信息資源[4]。另一方面,公眾用戶可利用CDMA、GPRS及ADSL撥號(hào)等方式訪問信息平臺(tái)中的服務(wù)器組,接入方式包括DMZ區(qū)Internet及國際互聯(lián)網(wǎng)。不同級(jí)別的用戶在信息平臺(tái)中所具有的訪問權(quán)限存在一定的差異,這主要是為了保證信息平臺(tái)的安全。此外,所有用戶在更新信息資源時(shí)均不具有直接訪問信息平臺(tái)中央服務(wù)器組的權(quán)限,僅可以通過訪問各類應(yīng)用性數(shù)據(jù)服務(wù)器組更新或調(diào)用地理信息資源。
2.2.2數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與管理架構(gòu)層
信息平臺(tái)中的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)層包括版本管理、權(quán)限管理、符號(hào)體系管理、標(biāo)準(zhǔn)體系管理及測繪基準(zhǔn)管理層次。版本管理層次可保證多個(gè)用戶在邏輯正確的基礎(chǔ)上編輯修改信息數(shù)據(jù),使數(shù)據(jù)變更過程可以得到控制;權(quán)限管理主要是劃分不同級(jí)別用戶的操作權(quán)限與訪問權(quán)限;符號(hào)體系主要包括與專題信息與基礎(chǔ)信息符號(hào)設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容;標(biāo)準(zhǔn)體系架構(gòu)層則包括元數(shù)據(jù)、比例尺標(biāo)準(zhǔn)等。數(shù)據(jù)管理架構(gòu)層包括應(yīng)用數(shù)據(jù)及優(yōu)秀數(shù)據(jù)信息庫,架構(gòu)層中的社會(huì)數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、框架數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等的及時(shí)更新可以保證整個(gè)數(shù)據(jù)庫處于良性運(yùn)行狀態(tài),并確保用戶可以獲得最新的城市地理信息。
2.2.3支撐體系與服務(wù)體系架構(gòu)層
支撐體系架構(gòu)層是保證信息平臺(tái)能夠維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必備條件,支撐信息平臺(tái)的軟件體系包括ArcGIS Engine、ArcGISServer及ArcIMS等,提供數(shù)據(jù)瀏覽服務(wù)時(shí)主要依靠IE瀏覽器,建設(shè)支撐體系架構(gòu)層時(shí)需遵循安全與共享原則,保證地形圖等地理信息資源能夠?qū)崿F(xiàn)有效交換。服務(wù)體系架構(gòu)層包括公眾層、企業(yè)層、政府層與基礎(chǔ)層[5]。公眾層包括電子地圖及其他信息產(chǎn)品網(wǎng)站等,企業(yè)層包括數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)與信息推廣平臺(tái),政府層包括信息資源服務(wù)平臺(tái)、專業(yè)GIS系統(tǒng)、地理信息資源藍(lán)皮書等,基礎(chǔ)層包括信息資源管理流程、綜合管理及集成管理系統(tǒng)、工程項(xiàng)目信息資源管理系統(tǒng)等。
3.結(jié)束語
綜上所述,建設(shè)城市地理信息服務(wù)平臺(tái)對于我國城市化具有非常大的作用。信息平臺(tái)的體系構(gòu)架可對信息平臺(tái)服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生重要影響,為了提高信息平臺(tái)的建設(shè)水平,則應(yīng)注意保證信息平臺(tái)體系架構(gòu)的科學(xué)性與合理性。
摘要:目前在我國,地理信息系統(tǒng)為城市信息管理提供了強(qiáng)大的支持,開拓新的信息系統(tǒng)是城市化發(fā)展的必然趨勢。本文討論了地理信息系統(tǒng)的作用和設(shè)計(jì),重點(diǎn)分析了地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)所需要的環(huán)境要求和其功能實(shí)現(xiàn),以供廣大地理信息工作者參考。
關(guān)鍵詞:地理信息系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫;系統(tǒng)設(shè)計(jì);系統(tǒng)開發(fā)
前言
地理信息系統(tǒng)因其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化和空間分析功能,為城市信息的管理提供了強(qiáng)有力的支持,構(gòu)建新的地理信息系統(tǒng)是我國城市化發(fā)展的必然趨勢。了解城市地理信息系統(tǒng),首先要了解地理信息系統(tǒng)的要求和總體結(jié)構(gòu),下文將具體闡述其各個(gè)方面的設(shè)計(jì)要求。
一、地理信息系統(tǒng)作用
城市地理信息系統(tǒng)可以對城市地形、建筑物等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理,記錄建筑物的整個(gè)工程,同時(shí)對于建好的建筑可以提高管理效率,為城市提供數(shù)據(jù)查詢和技術(shù)分析等功能。同時(shí)為了方便城市治安管理,城市地理信息系統(tǒng)可以提供三
維立體圖像,更好的用于保存資料、維護(hù)管理[1]。
地理信息系統(tǒng)是一種很好的管理和分析城市空間數(shù)據(jù)的應(yīng)該技術(shù),跨學(xué)科的特點(diǎn)保證了其應(yīng)用于城市管理的多個(gè)領(lǐng)域。該系統(tǒng)綜合使用計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)、程序開發(fā)技術(shù),是目前比較流行和實(shí)用地可以為城市信息管理提供巨大支撐的系統(tǒng),方便城市管理者解決復(fù)雜的城市規(guī)劃和城市管理問題。
二、地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
地理信息系統(tǒng)采用了客戶機(jī)和服務(wù)器的結(jié)構(gòu)。其中服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),為客戶提供數(shù)據(jù)查詢業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)庫的維護(hù)和日常管理由系統(tǒng)維修人員負(fù)責(zé)。ArcGIS Engine Runtime是客戶端需要安裝的程序,保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。ArcGIS Engine Runtime 是目前在世界上比較流行的軟件,它是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步確保空間和非空間數(shù)據(jù)的一體化存儲(chǔ),地理信息系統(tǒng)采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從最基本的存儲(chǔ)到管理、查詢等功能的正常運(yùn)行。為前段服務(wù)器提高有力地支持[2]。
2、地理信息系統(tǒng)功能
根據(jù)筆者多年從事地理信息工作的經(jīng)驗(yàn),地理信息系統(tǒng)的功能模板主要包括數(shù)據(jù)編輯和加載模塊、地圖打印和瀏覽模塊、三維顯示和分析模塊、空間量算模
塊、系統(tǒng)管理模塊和地圖打印模塊,同時(shí)有些地理信息系統(tǒng)還包括影像播放模塊、查詢檢索模塊。GIS具有數(shù)據(jù)采集與輸入功能、數(shù)據(jù)編輯與管理功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與更新功能等,GIS 主要會(huì)應(yīng)用到城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地調(diào)查、城市管網(wǎng)、城市公共服務(wù)等領(lǐng)域。
三、地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
1、數(shù)據(jù)庫構(gòu)成
地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立比較復(fù)雜和持久,數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)性工作。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫主要包括工程勘察數(shù)據(jù)和城市規(guī)劃數(shù)據(jù)等,是一種存儲(chǔ)豐富、資源較多的數(shù)據(jù)庫。
2、數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)組織模式
通常地理信息系統(tǒng)都要對城市多種地理因素進(jìn)行管理,數(shù)據(jù)種類很多,數(shù)據(jù)量很大,但是數(shù)據(jù)并不是孤立存在的,而是相互之間有著某種聯(lián)系[3]。因此需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理,才能更好地發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的功能,Geodatabase模型就是一種專門用來管理和設(shè)計(jì)這種數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。相對于其他系統(tǒng),系統(tǒng)Geodatabase中的矢量數(shù)據(jù)通常有要素?cái)?shù)據(jù)集和要素類兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),后者主要是指那些具有相同參考系統(tǒng)的要素。同時(shí),要素類可以存儲(chǔ)屬性相同的要素和幾何類型相同的要素。要素類是一種幾何地理實(shí)體,各個(gè)要素?cái)?shù)據(jù)中都包含一定的點(diǎn)、線、面,有時(shí)還是它們的集合。柵格數(shù)據(jù)集可以呈現(xiàn)一副影像圖、一個(gè)以格網(wǎng)采樣的環(huán)境屬性、一個(gè)有關(guān)特征的對象圖片,是一種表達(dá)連續(xù)地理對象的數(shù)據(jù)集。柵格數(shù)據(jù)集管理也是目前比較流行的數(shù)據(jù)庫管理形式,主要因?yàn)樗梢蕴峁┯跋駡D、環(huán)境屬性等信息。其中數(shù)據(jù)庫中還包含表文件,主要用來作為記錄的集合,項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案信息表是比較流行的一種記錄集合。
四、系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)
1、系統(tǒng)開發(fā)條件
地理信息系統(tǒng)開發(fā)需要一定的開放條件,通常Visual studio 2005+ArcGIS En-gine 9.2是常用的系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),它可以提供程序設(shè)計(jì),調(diào)用ArcGIS Engine組件庫的組件,進(jìn)一步充分利用Visual C#開發(fā)語言,發(fā)揮系統(tǒng)的函數(shù)開發(fā)功能。實(shí)現(xiàn)上文提到的地理信息系統(tǒng)功能:數(shù)據(jù)編輯和加載模塊、地圖打印和瀏覽模塊、三維顯示和分析模塊、空間量算模塊、系統(tǒng)管理模塊和地圖打印模塊等。
2、主要功能實(shí)現(xiàn)
地理信息系統(tǒng)的最大優(yōu)勢就在于它的功能展現(xiàn),比傳統(tǒng)的系統(tǒng)更清晰、更全面、更生動(dòng),更有利于城市信息管理。本文主要通過地圖瀏覽、三維顯示和三維分析三個(gè)方面進(jìn)行討論說明。
①地圖瀏覽
地圖瀏覽主要借助于計(jì)算機(jī)完成,包括地圖顯示區(qū)、圖層控制區(qū)。作為輔助操作系統(tǒng),菜單欄和工具欄在地圖瀏覽中也有很大的應(yīng)用。
地圖瀏覽功能主要通過上文提到的ArcGIS Engine系統(tǒng),依靠ArcGIS Engine中的工具條控件和目錄樹控件完成,由視圖控制和圖層控制操作。工具欄可以對地圖進(jìn)行放大和縮小的設(shè)置,還可以為了客戶的要求進(jìn)行移動(dòng)和定位,方便客戶迅速找到目標(biāo)。圖層控制窗口可以直接控制圖層的顯隱和圖層與文字的上下設(shè)置,這樣可以方便客戶選擇瀏覽方式,增加了地圖瀏覽的多元化,提高了查詢信息的效率。
②三維顯示
三維顯示是城市地理信息系統(tǒng)比較突出的功能,也是我國科技發(fā)展的主要標(biāo)志。通過提供查詢結(jié)果的三維影像,可以增加客戶對目標(biāo)的把握和分析,也方便了投資者對地形的投資考慮,為我國城市土地開發(fā)提供了便利、有效的條件。 進(jìn)行三維顯示,首先要?jiǎng)?chuàng)建不規(guī)則三角網(wǎng),選擇一定的比例尺對目標(biāo)進(jìn)行從提取出測量點(diǎn),根據(jù)測量點(diǎn)數(shù)據(jù)創(chuàng)建不規(guī)則三角網(wǎng),即TIN[4]。利用不規(guī)則三角網(wǎng)來表示出地形表面,從而呈現(xiàn)出三維的地形表面模型。然后在不規(guī)則三角網(wǎng)上疊加建筑物的高度,主要是為了得到不同建筑物的地形表面模型,然后根據(jù)不同高度的建筑物表上不同的顏色,這樣就會(huì)很形象化地展示出城市地理信息。這種三維顯示是對計(jì)算機(jī)技術(shù)的又一步發(fā)展,將地形表面模型更加形象化地呈現(xiàn)給客戶,以供客戶查詢目標(biāo)建筑。
③三維分析
三維顯示是三維分析的基礎(chǔ)性工作,三維分析是三維顯示的延伸。三維分析主要依賴于函數(shù)二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)。三維分析在建筑工作中的作用很大,可以為投資方提供土地信息,不僅關(guān)于用地選址,還包括土地的剖面分析和視域分析,本文主要通過剖面分析和視域分析來闡述三維分析的優(yōu)勢。
剖面分析主要是指地理信息系統(tǒng)可以依靠相關(guān)數(shù)據(jù)繪制地形剖面圖,這種剖面圖主要是表示土地表明的高低變化。首先利用不規(guī)則三角網(wǎng)在剖面圖上選擇兩點(diǎn),連接兩點(diǎn)創(chuàng)建剖面線,通過計(jì)算不規(guī)則三角網(wǎng)和剖面線相交后的三維線,得出三維線應(yīng)該在不規(guī)則三角網(wǎng)上繪制的圖形要素,最后測量每個(gè)點(diǎn)的長度和高度制作地形剖面圖。
而視域分析功能主要是通過建立視線瞄準(zhǔn)線,來判斷這一點(diǎn)是否相對于其他點(diǎn)是可以看見的,實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)通視分析。如果沒有看到這一點(diǎn),則應(yīng)該分析遮擋目標(biāo)點(diǎn)的障礙物。同時(shí)在瞄準(zhǔn)線上,可以看見的部分和不可以看見的部分要用不同顏色來表示。
地圖瀏覽、三維顯示和三維分析三個(gè)功能并不是孤立存在的,而是共同構(gòu)成了城市地理信息系統(tǒng)的功能,三者相互配合,使地理信息系統(tǒng)提供的信息更加形象化、更大清晰化、更有利用價(jià)值。
結(jié)論:通過以上分析可以看出,地理信息系統(tǒng)為城市信息管理提供了強(qiáng)大支持,地理信息系統(tǒng)的普及是未來城市化發(fā)展的必然趨勢。地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建主要通過數(shù)據(jù)庫的建立,功能主要依靠地圖瀏覽、三維顯示和三維分析三個(gè)方面來得以實(shí)現(xiàn)。推動(dòng)城市地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建和普及,將會(huì)有利于城市安全,社會(huì)和諧穩(wěn)定。
作者簡介:潘傳姣(1978.10―),女(漢),安徽安慶市人,碩士,講師,從事空間定位技術(shù)及地理信息系統(tǒng)的教學(xué)和科研工作。
摘要:本文基于城市地理學(xué)課程特點(diǎn)及大學(xué)生科技論文寫作現(xiàn)狀,論述了兩者聯(lián)合教學(xué)的客觀性,并對具體的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:城市地理學(xué);科技論文寫作;聯(lián)合教學(xué)
城市地理學(xué)是人文地理學(xué)、自然地理學(xué)和城市規(guī)劃專業(yè)大學(xué)本科的優(yōu)秀課程。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速,城市這一人口、資源、信息高度集聚的復(fù)雜綜合體,越來越深刻地影響和改變著人們的生活水平和生活方式。城市不僅是經(jīng)濟(jì)中心,更是文化、教育和科技創(chuàng)新中心,城市與周圍廣大區(qū)域以及城市內(nèi)部各功能組織之間總是處在不斷的變化之中。城市地理學(xué)作為揭示和預(yù)測城市現(xiàn)象發(fā)展變化規(guī)律性、解決城市發(fā)展和城市化過程中所遇矛盾及問題的科學(xué),受到了越來越廣泛的重視。科技論文寫作是大學(xué)本科的一門基礎(chǔ)課程,培養(yǎng)創(chuàng)新性人才是高等教育的重要使命。將城市地理學(xué)與大學(xué)生科技論文寫作有力結(jié)合,既拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)城市地理學(xué)的知識(shí)面,強(qiáng)化了對課程的理解,又為學(xué)生進(jìn)行科技論文創(chuàng)作提供了基礎(chǔ)載體,可以提升學(xué)生的寫作能力。
一、城市地理學(xué)的內(nèi)容體系及課程特點(diǎn)
城市地理學(xué)是研究在不同地理環(huán)境下,城市形成發(fā)展、組合分布和空間結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的科學(xué)。其內(nèi)容體系有以下幾個(gè)方面:一是城市形成和發(fā)展條件研究,包括自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和地理位置條件;二是區(qū)域的城市空間組織研究,包括城市化、區(qū)域城市體系和城市分類的研究;三是城市內(nèi)部空間組織研究,包括城市功能分區(qū)及功能區(qū)演化、城市土地利用、城市社會(huì)空間、市場空間及行為空間等研究;四是城市可持續(xù)發(fā)展研究。該門課程使用的教材為許學(xué)強(qiáng)、周一星等編著的《城市地理學(xué)》(第二版),屬于“面向21世紀(jì)課程教材”。這本教材最大的特點(diǎn)在于闡述理論時(shí),引用了大量學(xué)術(shù)研究成果,涉及到很多公式的推斷以及海量數(shù)字的整理。不同于其它的教材建構(gòu)在成熟的概念、原則及知識(shí)點(diǎn)上。教材內(nèi)容對于學(xué)生來說有一定深度和難度,如教材226~239頁“中國城市空間分布”一節(jié),城鎮(zhèn)密度、城市經(jīng)濟(jì)區(qū)等內(nèi)容采用了許學(xué)強(qiáng)、陳田、顧朝林、周一星等研究成果,每一種研究都涉及到數(shù)百個(gè)城市的數(shù)百種指標(biāo),尤其是顧朝林構(gòu)建的“d系――d系――Rd鏈――城市經(jīng)濟(jì)區(qū)”這樣一個(gè)系統(tǒng),對于學(xué)生來說既陌生又有難度。如何讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)這門課程,理解和掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn),對教師是一個(gè)重大的考驗(yàn)。
二、大學(xué)生科技論文寫作的現(xiàn)狀及問題
高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才。為此,各高校做了大量工作,如建立“導(dǎo)師制”,由導(dǎo)師專門指導(dǎo)學(xué)生,定期邀請校內(nèi)外專家進(jìn)行專題講座,讓學(xué)生提前參與教師科研科技活動(dòng),成立專項(xiàng)基金用于學(xué)生科技立項(xiàng)及科學(xué)研究,鼓勵(lì)學(xué)生參與各種各樣的科研競賽,等等。科技論文寫作過程是創(chuàng)造性思維深化的繼續(xù),是進(jìn)行思維訓(xùn)練和素質(zhì)教育的最佳載體。但是,學(xué)生在課程論文、畢業(yè)論文及參賽論文上所表現(xiàn)的寫作能力普遍偏低。“大學(xué)生科技論文寫作”課程主要講解科技論文所包含的標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞、前言、正文、結(jié)論及參考文獻(xiàn)等組成部分的寫作要求及寫作內(nèi)容,在教學(xué)過程中,引用一定的范文進(jìn)行講解,但學(xué)生只能學(xué)到科技論文的寫作格式,缺乏基礎(chǔ)載體,對于給定的研究對象,用什么方法加以研究,學(xué)生還是無從知曉。
三、城市地理學(xué)與科技論文寫作聯(lián)合教學(xué)模式探討
1.廣泛閱讀論文,拓展城市地理學(xué)知識(shí)面,深化對科技論文的理解
大學(xué)本科生習(xí)慣在圖書館翻閱參考書籍,不習(xí)慣查閱期刊論文,而期刊論文代表業(yè)內(nèi)最新的研究動(dòng)向、研究技術(shù)和研究成果。在城市地理學(xué)與科技論文寫作聯(lián)合教學(xué)中,一是要求學(xué)生必須查看一定類型的期刊,如地理學(xué)報(bào)、地球科學(xué)進(jìn)展、地球信息科學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理,等等,使學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)城市地理學(xué)相關(guān)理論的同時(shí),獲取前沿信息,開闊眼界,拓展知識(shí)面;要求學(xué)生了解從事城市地理學(xué)研究的著名學(xué)者其人其事,了解研究課題、研究方向和研究成果,如周一星,寧越敏、顧朝林、約翰?弗里德曼、彼得?霍爾,等等。二是由教師提供一百篇以上的期刊論文及學(xué)術(shù)著作供學(xué)生參閱。所提供的資料一部分是教材上引用的期刊和著作的原文,如陳田“我國城市經(jīng)濟(jì)影響區(qū)域系統(tǒng)的初步分析”,[1]顧朝林“中國城市經(jīng)濟(jì)區(qū)劃分的初步研究”,[2]管馳明等“100多年來中國城市空間分布格局的時(shí)空演變研究”;[3]另一部分是教材未提及的相關(guān)期刊和著作,如宋小冬等“上海市城鄉(xiāng)實(shí)體地域的劃分方法與應(yīng)用”,[4]楊國安等“中國城鎮(zhèn)體系空間分布特征及其變化”,[5]吳蘭波等“中國城市建設(shè)區(qū)面積二十年的時(shí)空演變”;[6]還有一部分是課程某一理論知識(shí)點(diǎn)的擴(kuò)展研究及應(yīng)用,如講解“城市中心性”理論時(shí),提供了周一星等“城市中心性與我國城市中心性的等級(jí)體系”一文,[7]講解“優(yōu)秀-邊緣”理論時(shí),提供史春云等“四川省旅游區(qū)域優(yōu)秀一邊緣空間格局演變”,[8]講解“中心地理論”時(shí),提供黃濤等“成都市商業(yè)區(qū)形成與演變的空間句法研究”,供學(xué)生參閱。[9]同時(shí),注重與學(xué)生熟悉空間環(huán)境的聯(lián)系,引起他們的共鳴,增加學(xué)習(xí)興趣。如王青等“成都市城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)研究”提出成都市城鎮(zhèn)體系的五邊形結(jié)構(gòu)理論,論證了成都向東、南發(fā)展的客觀性和必然性,[10]張莉等“重慶市中央商務(wù)區(qū)的職能特征與重新定位”,計(jì)算了中心商務(wù)高度指數(shù)(CBHI)及中心商務(wù)強(qiáng)度指數(shù)(CBII),論證了重慶CBD處于以低級(jí)職能為主的發(fā)展階段。[11]學(xué)生通過廣泛的閱讀,不僅拓展了城市地理學(xué)課程的知識(shí)體系,加深了對知識(shí)點(diǎn)的理解,而且更清楚地懂得論文的結(jié)構(gòu)體系及各組成部分的寫作內(nèi)容和寫作要求。
2.研究方法的深入解析,為科技論文創(chuàng)作提供保障
城市地理學(xué)教材中所舉研究涉及到多種數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,如教材118~122頁“城市化水平的省際差異顯著”所提到的主成分分析法、多元回歸分析法,教材151~152頁“城市職能及其分類”提到的多變量分析法、教材155~156頁“中國城市職能分類”提到的多變量聚類分析及數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化無量綱處理等,這些教材內(nèi)容具有一定的難度,研究方法恰恰是學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié),在教材里也只是一筆帶過。但是,這些分析統(tǒng)計(jì)方法是科研工作中分析數(shù)據(jù)必不可少的方法。為了提升學(xué)生科研水平及論文寫作水平,在教學(xué)過程中,不僅比較詳細(xì)地介紹這些統(tǒng)計(jì)分析的原理,同時(shí)給學(xué)生介紹相關(guān)處理軟件如通用的Excel、專業(yè)的SPSS軟件,要求學(xué)生在課外學(xué)習(xí)。還要列舉一定的范例,如在講解“城市的產(chǎn)生與發(fā)展”時(shí),引用山東泰安城市發(fā)展地理?xiàng)l件綜合評(píng)價(jià)的例子;在講解“城市化水平預(yù)測”內(nèi)容時(shí),給學(xué)生提供多種預(yù)測模型,進(jìn)行比較學(xué)習(xí)。[12]如聯(lián)合國使用的公式;周一星先生的城市化指數(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)對數(shù)相關(guān)關(guān)系:y=40.62lgx-75.6;饒會(huì)林先生的工業(yè)勞動(dòng)人口比重預(yù)測城市化水平:y=a+bx;時(shí)間序列法預(yù)測城市化水平:yi=ati+b。通過對多種研究方法的深入解析,開拓學(xué)生的思維方式,提供切實(shí)可行的研究、分析及解決問題的方法,為學(xué)生進(jìn)行科技論文的創(chuàng)作提供基礎(chǔ)和保障。
3.實(shí)時(shí)作業(yè)強(qiáng)化對課程內(nèi)容的理解,提升學(xué)生科技論文寫作能力
在教學(xué)過程中,依據(jù)城市地理學(xué)教材內(nèi)容布置適當(dāng)?shù)钠綍r(shí)作業(yè),要求必須按論文的格式和內(nèi)容完成。必須進(jìn)行一定的前期調(diào)查,收集相關(guān)的數(shù)據(jù),運(yùn)用一定的研究方法,得出相應(yīng)的研究結(jié)論。如以下兩個(gè)作業(yè),一是“根據(jù)教材127~130頁周一星先生都市連綿區(qū)演化模型,分析成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展階段。”這個(gè)作業(yè)要求學(xué)生首先要查資料弄清成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)所包含的城市,收集每個(gè)縣市的人口和經(jīng)濟(jì)資料,然后根據(jù)教材24頁的中國都市區(qū)的界定方法,界定哪些縣市已經(jīng)形成都市區(qū),哪些還未形成都市區(qū),再根據(jù)教材26頁都市連綿區(qū)的界定方法看有哪些指標(biāo)滿足,而哪些指標(biāo)不滿足,最后繪制類似教材129頁的圖形,劃定成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)所處的發(fā)展階段。二是“分析家鄉(xiāng)所在的省(市、自治區(qū))城鎮(zhèn)規(guī)模體系分布的特征。”該題目要求學(xué)生首先收集家鄉(xiāng)所在省(市、自治區(qū))各城鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)人口資料,然后根據(jù)資料,選擇合適的分析模型,進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析整理,得出研究結(jié)論。期末還要求學(xué)生自擬題目,完成一篇論文。課程的成績考核結(jié)合平時(shí)和期末論文的書寫情況綜合考慮。這些作業(yè)涉及的數(shù)據(jù)量較大,學(xué)生以前從未有過這樣的經(jīng)歷,而且要求嚴(yán)格按照論文的格式書寫,對于學(xué)生來說是一種鍛煉和挑戰(zhàn),更可以得到提高。
大學(xué)生素質(zhì)教育對學(xué)校和教師都提出了更高的要求。只有在教學(xué)過程中不斷推陳出新,探索更好的教學(xué)模式,才能激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,完成大學(xué)教育的任務(wù),培養(yǎng)具有創(chuàng)新性和實(shí)踐能力的新型適用人才。
摘要:隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展,城市化進(jìn)程不斷加快,信息化建設(shè)的需求越來越高,迫切需要加快城市地理空間框架的建設(shè),從而實(shí)現(xiàn)各級(jí)部門間的地理空間數(shù)據(jù)共享,徹底消除信息孤島和信息煙囪,減少基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)和重復(fù)投入,向集約化方向發(fā)展。文章以“數(shù)字秦皇島”地理空間框架建設(shè)為例,對數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)提出了存在的問題及對策。
關(guān)鍵詞:數(shù)字城市數(shù)據(jù)共享地理空間框架
1 引言
“數(shù)字城市”概念來源于“數(shù)字地球”,它是“數(shù)字地球”理念在城市的引用、延伸和拓展。所謂“數(shù)字城市”,就是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ),以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶,運(yùn)用3S技術(shù)(遙感RS、全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS)、遙測、仿真-虛擬技術(shù)等對城市進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述,即利用信息技術(shù)手段把城市的過去、現(xiàn)狀和未來的全部內(nèi)容,在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)字化虛擬實(shí)現(xiàn)[1]。
隨著秦皇島市經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展,城市化進(jìn)程不斷加快,信息化建設(shè)的需求越來越高,迫切需要加快“數(shù)字秦皇島”地理空間框架的建設(shè),實(shí)現(xiàn)秦皇島市各級(jí)部門間的地理空間數(shù)據(jù)的共享,徹底消除信息孤島和信息煙囪,減少基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)和重復(fù)投入,向集約化方向發(fā)展。
2 數(shù)字秦皇島地理空間框架建設(shè)現(xiàn)狀分析
2002年以來,隨著測繪行政管理職能的逐步落實(shí)到位,秦皇島市做了大量的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)成果采集工作。目前,已具備的成果有:三個(gè)建成區(qū)、沿海地區(qū)、縣城及重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)2624平方公里的1:2000數(shù)字正射影像圖和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù);三個(gè)建成區(qū)290平方公里的1:1000數(shù)字真正射影像圖和150平方公里的三維立體模型;三個(gè)建成區(qū)144平方公里1:500比例尺數(shù)字地形圖和市區(qū)周邊210平方公里1:2000比例尺數(shù)字地形圖;覆蓋整個(gè)秦皇島市域的平面控制網(wǎng)和3000平方公里的似大地水準(zhǔn)面精化;覆蓋全市范圍的1:5萬數(shù)字地形圖和4000多平方公里的1:1萬數(shù)字地形圖。秦皇島市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)建設(shè)取得了一定成果,為“數(shù)字秦皇島”奠定了較好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
3 數(shù)字秦皇島建設(shè)的基本內(nèi)容
“數(shù)字秦皇島”地理空間基礎(chǔ)框架要建成一個(gè)“信息內(nèi)容豐富、更新維護(hù)及時(shí)、共享交換便捷”的公共信息基礎(chǔ)平臺(tái),一個(gè)以數(shù)字化的基礎(chǔ)測繪資料為主要內(nèi)容、以完善的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)管理體系和數(shù)據(jù)服務(wù)體系為主要結(jié)構(gòu)的地理信息數(shù)據(jù)和管理平臺(tái)。具體目標(biāo)可歸納為“一庫、一平臺(tái)、四應(yīng)用”,即一個(gè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、一個(gè)地理信息公共平臺(tái)、一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與政策機(jī)制和四項(xiàng)應(yīng)用示范系統(tǒng)。
3.1 一個(gè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫
基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫是基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)其輸入、編輯、瀏覽、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、表達(dá)、輸出、更新等管理、維護(hù)與分發(fā)功能的軟件和支撐環(huán)境的總稱[CH/T 9005-2009]。“數(shù)字秦皇島”將在現(xiàn)有DLG、DOM、DEM等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過數(shù)據(jù)采集、更新、整理、入庫,配置空間數(shù)據(jù)管理軟件,建立現(xiàn)勢性強(qiáng)的、多類型、多尺度數(shù)據(jù)一體化管理的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。
3.2 一個(gè)地理信息公共平臺(tái)
地理信息公共平臺(tái)依托地理信息數(shù)據(jù),通過在線方式滿足政府部門、企事業(yè)單位和社會(huì)公眾對地理信息和空間定位、分析的基本需求,具備個(gè)性化應(yīng)用的二次開發(fā)接口和可擴(kuò)展空間,是實(shí)現(xiàn)地理空間框架應(yīng)用服務(wù)功能的數(shù)據(jù)、軟件及其支撐環(huán)境的總稱[CH/T 9004-2009]。“數(shù)字秦皇島”將依托完善后的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫,通過信息提取、實(shí)體加工、地理編碼、整合重組等處理,研發(fā)網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行的應(yīng)用服務(wù)與運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng),建立秦皇島市唯一的、權(quán)威的、全覆蓋的、多尺度無縫集成的地理信息公共平臺(tái)。
3.3 四項(xiàng)應(yīng)用示范系統(tǒng)
“數(shù)字秦皇島”將基于所構(gòu)建的地理信息公共平臺(tái),從規(guī)劃、國土、公安、房產(chǎn)、城管、發(fā)改委等其中選擇三個(gè)部門和社會(huì)公眾服務(wù)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用示范,并總結(jié)應(yīng)用模式,在政府及其各部門全面推廣。
3.4 一套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與政策機(jī)制
制定基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn);與各有關(guān)部門共同商討制定各部門共建共享專業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、專題地理信息的采集、更新、管理與匯交的長效機(jī)制,包括基礎(chǔ)地理信息統(tǒng)一采集、更新與管理分發(fā)服務(wù)機(jī)制;公共平臺(tái)與地理信息公眾服務(wù)系統(tǒng)等建設(shè)成果的運(yùn)行、管理、更新與維護(hù)機(jī)制;公共平臺(tái)推廣應(yīng)用與信息共享措施。政策制度的研究制定,包括秦皇島市地理信息公共平臺(tái)權(quán)威性、唯一性的認(rèn)定與確立;公共平臺(tái)推廣應(yīng)用的服務(wù)支持、技術(shù)培訓(xùn)與意見反饋制度;信息分建共享制度。
4 存在的問題及對策
4.1 存在的問題
數(shù)據(jù)問題:由于擁有不同年代、不同方式獲取的部分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同、格式不同、來源各異,有CAD格式的數(shù)據(jù)也有GIS格式的數(shù)據(jù),有經(jīng)過編碼的也有還沒有編碼的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式也各不相同,有的采用文件方式保持,有的以數(shù)據(jù)庫的方式保存。這些數(shù)據(jù)不僅占用大量的空間,還需要大量的人力和財(cái)力去管理,且管理效率低,容易損壞和丟失。
缺乏數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的機(jī)制:數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性是數(shù)據(jù)的生命力所在,現(xiàn)實(shí)性差的數(shù)據(jù)嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)的權(quán)威性和可信度,降低了政府管理與決策的合理性和科學(xué)性。為了保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性必須要有有效的更新機(jī)制和相應(yīng)的財(cái)力投入。大比例尺的地形測量投入大,周期長,地方財(cái)政較難保證及時(shí)的更新,所采用的數(shù)據(jù)更新方式比較零散,更新速度慢,難以保證數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。同時(shí),政府GIS工程建設(shè)還存在大量的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象,造成了資金浪費(fèi),沒有有效的利用。
4.2 應(yīng)對策略
這些信息難以滿足秦皇島市地理信息平臺(tái)對地理數(shù)據(jù)的要求,必須在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一坐標(biāo)系的情況下對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換、編輯、整理等預(yù)處理工作,最終建立一個(gè)可公用的基礎(chǔ)性的地理空間數(shù)據(jù)庫;采用統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一更新、分配使用方式,建立數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新的對策和機(jī)制,實(shí)現(xiàn)各級(jí)部門間的地理空間數(shù)據(jù)共享,徹底消除信息孤島和信息煙囪。
5 結(jié)語
數(shù)字秦皇島地理空間信息公共平臺(tái)的建成,將為秦皇島市信息化建設(shè)提供權(quán)威、統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)和空間載體,在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展等方面發(fā)揮著十分重要的作用,為政府部門的各項(xiàng)規(guī)劃、管理、決策經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展以及重大工程項(xiàng)目提供基礎(chǔ)地理信息服務(wù)。