浅析城市地理信息数据库的建设

摘 要: 随着社会经济的发展, 城市的发展日新月异, 同时随着数字城市的不断提出, 数字城市的建设成为城市经济技术发展的要求和必然。本文提出了城市地理信息数据库的建设目标, 探讨了其建设中的关键问题, 并提出了建设方案。

关键词: 城市;地理信息; 数据库

一 城市地理信息数据库的建设目标

城市地理信息数据库建设的主要目标, 是利用先进的计算机技术、网络技术及GIS 技术, 建设全市范围内的准确、动态、高效的共享型空间数据库。从而为城市政府、企业、社区和公众提供高质量的基于空间位置的应用服务, 使之成为全市各行业信息系统的空间定位基础。不仅能满足全市国土资源管理的需要,还要为全市城市规划、管理和社会各行业提供现势性的地理空间数据。较好地满足城市规划、建设、管理、服务以及未来发展的需要。

1.1 改变测绘产品的保存方式, 保持数据的现势性

随着科学技术的发展和计算机的普及应用, 原有的测绘产品越来越不能满足实际工作

的需要, 许多单位迫切需要数字地形图资料, 并且测绘生产方式正发生着翻天覆地的变化, 生产和提供数字资料是大势所趋。同时还要对测绘资料进行科学高效的管理, 提高数据生产、维护和服务的效率, 保证数据的质量和现势性。城市发展日新月异, 对数据更新的速度和质量提出了更高的要求, 通过数据库的建设, 改进数据更新的方法, 提高数据更新速度, 从而缩短更新周期, 通过完成数据库的构建,形成良好的数据管理、更新、维护机制, 并实现基于数据库制作地图产品, 逐步建立起空间数据的共享机制和分发服务体系。进而实现城市信息资源按照地理空间位置的整合和共享。

1. 2 建立标准、共享和安全的地理空间数据库

地理信息数据库的建设需要巨大的投入, 牵涉到城市的各行各业, 在一定程度上制约着城市的发展。城市各相关部门的应用是建立在城市公共的空间地理定位的基础上, 它们对现势性的地理空间数据的要求非常迫切, 因此, 我们力争建立一个标准统一、高度共享和安全

的地理空间数据库, 为全市规划、管理和社会各行各业提供完善、优质和高效的地理空间数据。

1. 3推动全市地理信息系统的应用和发展通过数据库的建设, 不仅能为全市各部门提供高质量、准确和现势性的地理空间信息服务, 充分发挥其在城市规划、建设、管理等方面的作用, 而且系统的成功必将起到巨大的示范作用, 推动其他专业地理信息系统的建设, 为数字城市的建设尽微薄之力。

二 城市地理信息数据库的关键问题

2. 1数据标准和规范

数据标准问题是首先要解决的问题。如果没有标准化作保证, 城市地理信息系统将无法建立。同时数据的标准化问题还是制约数字城市建设进程的瓶颈。如何统一规范和建设数据库以保持其信息共享, 加速城市地理信息系统的发展和应用, 便成为一个十分重要、非常突出和迫切需要解决的问题。因此要在深入调查各城市GIS的建设情况下, 在充分采纳、吸收、参考已有国家、行业和地方标准、规范与规程以及一些国际组织和国外标准规范的基础上, 根据城市数据生产、管理和应用的特点, 制定比较完善的产品标准、工程标准和服务标准, 以促进城市空间数据的生产、更新、管理、分发与应用服务, 加速城市地理信息产业化和数字城市建设的进程。

2. 2 空间数据转换

由于全市建设城市地理信息数据库, 须采用的现有地形图和管线图, 其数据格式是AutoCAD 文件格式, 为建立满足GIS 要求的地理信息数据库, 必须解决不同数据格式之间的相互转换 。空间数据转换既是GIS 数据处理的一项重要内容, 也是GIS 技术的难题之一。由于空间数据内容包括三个方面: 空间定位信息( 实体的结构) 、空间拓扑关系和特征属性数据, 以及不同GIS系统的数据结构和数据模型不完全相同, 甚至完全不同, 因此, 在空间数据转换的过程中, 保证上述三个方面的数据不丢失, 或者基本不丢失是十分必要的。一般情况下, 空间信息能够完整的进行转换, 而拓扑关系和属性信息, 当系统的数据结构不同时则容易丢失。例如MapInfo 软件等没有拓扑关系, 在空间数据的变换过程中拓扑信息容易会丢失。对于属性数据, 大部分GIS系统都能完整地进行转换, 但许多早期版本的AutoCAD 软件的外部数据交换文件DXF 则不含有属性数据, 此时应利用其他手段来解决属性数据的交换。

2. 3 空间数据管理

由于空间数据不同于一般的事务数据, 不能简单地用关系型数据库系统进行存储和管理。同时, 由于地理信息系统必须满足各方面的数据需求, 其服务内容和服务方式不能完全脱离传统的用图方式和测绘生产的组织和技术模式。所以宜采用适合管理测绘资料海量数据、具有强大的数据表达和编辑能力的GIS 平台, 在建立合理的数据模型的基础上, 要求实现数据格式的标准化、公开化、稳定和可交换, 满足工程技术要求, 符合软件技术的发展。

2. 4 元数据

元数据( metadata) 是关于数据的描述性数据信息 。元数据是一种数据共享机制, 通过它可以实现数据的透明访问[ 6] 。随着信息社会的发展, 社会各行各业对详实、准确的各种数据的需求量迅速增加以及数据库的普及应用, 用户对不同数据的需求, 要求数据库的内容、格式、说明等符合一定的规范和标准, 以利于数据的交换、更新、检索、数据集成以及数据的二次开发利用等, 这一切都离不开元数据。对于空间数据的有效生产和利用, 空间数据的内容、质量、状况和其它特性等元数据信息变得尤为重要, 成为信息资源有效管理、利用和共享的重要手段。

2. 5数据共享和数据安全

地理信息共享( 数据共享) , 深受信息相关技术的发展( 包括遥感技术、GPS 技术、地理信息技术、网络技术) 、相关的标准化研究及其各种法规保障制度的制约。测绘部门多年来生产了大量的地理信息资料, 它们在社会经济建设和社会发展中发挥了公益性、基础性的作用, 但要在更深层次和更广的领域应用, 就必须实现数据的共享,还需要政府及各行业的通力合作。实现数据共享, 一方面要积极推动地理空间信息政府协调机制的建立, 充分发挥测绘部门的作用, 加强与政府相关部门的合作, 按照互惠互利的原则交换数据, 另一方面要制度共享的法规政策, 明确规定知识产权的保护、用户的权利义务、如何有偿使用等问题。数据共享还涉及到数据的安全问题,数据在使用过程中, 为保证数据的安全, 必须采用一定的技术手段。从技术上解决数据安全问题, 主要考虑在数据使用和更新时要保持数据的完整性约束条件、保护数据库免受非授权的泄露、更改和破坏, 另外还要注意网络安全, 防止计算机病毒。数据库中数据的安全性, 一般通过设置密码、利用用户登记表等方式来保证。

2. 6数据更新

建库是手段, 应用是目的, 数据更新的效率关系到系统的生命力, 如果系统的数据不具备现势性, 将难以为数据应用部门提供服务。因此, 一定要用先进的技术手段有效地缩短数据更新的周期, 保证数据的现势性,更好的服务于社会的各行各业。

三 建设方案

在深入调查各城市GIS 的建设情况下, 根据GIS建设的成功案例, 最好采用以下方案:

( 1) 后台数据库管理软件: Oracle9. 0, ARCSDE 空间数据引擎;

( 2) 空间数据编辑软件: ArcGIS desktop, Arc/ InfoWorkstat ion;

( 3) 软件开发平台由以下三类软件组成: 一是ERSI的ArcGIS Deskto p 桌面系统的二次开发工具; 二是通用GIS 组件开发工具, 如A rcObject ( AO) 、MapObject( MO) 等; 三是通用的商业化开发环境和工具, 如Visual Basic, Visual C+ + 等。

四 结论

在社会经济快速发展,数字城市大量涌现的时期,明确并准确定位城市地理信息数据库的建设目标, 深化城市地理信息数据库建设方案改革是城市建设的一大重点。