城市基础地理信息共享平台建设标准规范

陈 静，毛 锋，周文生，马金锋

(清华大学 建筑学院，北京100084)

城市基础地理信息共享平台建设标准规范

陈 静，毛 锋，周文生，马金锋

(清华大学 建筑学院，北京100084)

从数据的标准与规范统一、共享框架数据库建设等方面入手，提出了基础地理空间框架数据的创建原则、设计标准与规范需要考虑的方面以及要素统一的具体方法等解决方案。结合青岛市地理信息共享平台建设（QGSP）的案例，介绍QGSP中数据规范标准的实现，并以5大类29个具体标准成果作为例证。

GIS；数字城市；地理信息；信息共享；规范标准体系

在我国数字城市建设中，地理信息资源共享的概念和必要性已经广泛地被接受。信息共享，具有两个层次上的含义：第一个层次是各类信息系统之间能够实现互联、互通和互操作，组成一个在逻辑上一体而在物理上分散的分布式信息数据仓库，各类信息系统之间的信息交换和集成等构成信息共享在本层次上的具体行为；第二个层次，由这种互联、互通的信息系统组成的数据仓库具有对其他用户服务的能力，其对用户的数据分发等行为构成信息共享在这一层次上的具体行为[1]。要实现上述意义的信息共享，必须首先具备政策组织体系、技术及标准体系和作为共享对象的地理信息系统数据库体系[2]。但是在很多城市基础地理信息共享平台（以下简称UGSP）建设中，常常发生由于相关的标准体系建设不够完善，而产生的在各个部门、行业分划中形成的“地理信息孤岛”[3]，给城市基础地理信息共享造成了很大障碍。

本文针对城市基础地理信息中存在的共享问题，提出通过建设共享框架数据库等方式进行UGSP建设，搭建城市多源空间数据库群沟通桥梁以及整体和分类建设的标准规范化等指导方案，最后将此方案成功实施于青岛市地理信息共享平台（以下简称 QGSP）建设中。

1 城市基础地理信息共享问题解决探讨

目前限制地理信息共享的最大瓶颈是共享机制的缺乏[4]。基础地理数据内容体系不够全面、数据更新滞缓，是造成城市地理信息共享障碍的首要因素[5]。由于现有的很多GIS应用实施平台、数据模型、数据组织与存储策略、开发模式和实施人员等的不同，导致应用间很难得到有效共享，很多GIS应用甚至从一开始建设就变成了名副其实的“GIS孤岛”[5]。系统建设时若不考虑将来系统的集成、共享，那么未来孤立数据库和系统不但不会提高城市整体的认识水平，反而会成为“共享意识”下的新的数据垃圾[6]。因此，如何在城市内部寻求新的方法和技术用于实现真正意义上的地理信息共享，成为城市管理者和建设者们必须面对的一个问题。

针对上述分析，要实现基础地理数据的共享，不仅仅需要按照统一设定的标准生产和加工各种不同尺度、不同内容体系的基础地理数据，同时还必须建立以基础地理数据为基础的共享机制与应用，为基础地理数据的共享提供切实可行的良性发展模式，推动城市其他空间数据的共享。

当前很多城市开展的UGSP项目建设规范了城市基础地理数据生产、加工和提供的诸多环节，建立了“数字城市”初期“数据积累”的模式与方法，开发了切实可行的数据应用系统，推动了新形势下各种不同数据资源和应用资源之间的共享与互交。[5]

1.1 数据的标准与规范统一

由于地理信息资源建设和应用涉及众多部门和社会各界，各部门职责不同，所开发、维护和管理的地理信息资源种类也不相同，因此，应根据各部门工作职责，合理确定不同部门开发、维护、管理的地理信息资源种类。这样将有利于各部门明确职责，避免重复建设[7]。目前城市空间数据一般由城市的各职能部门自己生产和管理，由于历史和管理体制的原因，各个部门基于各自的部门利益，不愿意对外共享数据[6]。从技术角度来说,由于各个部门建立时可能采用了不同的系统平台和相互间不兼容的数据格式，也阻碍了信息的流通与共享。从建立“数据城市”的可持续性发展的长远发展角度上看，城市中各部门、各行业、各领域的信息应该能够实现最大程度地集成和应用。因此必须在各部门进行系统建设之前首先建立一个共同遵守的数据标准和规范，并达成共识。所有部门的空间数据系统建设都严格按照制定的标准和规范进行数据库和系统的建设与实施，所有的数据都严格按照规范来进行采集、输入、编辑、处理和贮存，在数据的分类编码、数据格式、数据接口、管理系统等方面严格执行管理制度和系统操作制度。

1.2 共享框架数据库的建立

将城市各应用系统都需要使用的信息要素按照制定的标准提取到共享框架数据库中，使其成为城市各个应用系统能够使用的公用信息，同时保证不同的行业、部门之间的数据具有空间逻辑关系，进而成为空间定位参考基准，避免在具体应用时各个系统自成数据体系，造成框架数据的混乱和投入的浪费。

在UGSP的建设中，共享框架数据库作为重要的手段，解决了各部门由于历史和体制的原因不愿意对外共享数据的问题，绕开了不同利益造成的障碍，搭起了城市多源空间数据库群的沟通桥梁[6]，实现了基本地理定位单元和行政区域的无缝不重叠覆盖。所形成的不规则多等级空间网络体系，使得通过空间任何一点都可以获得标定该点所在空间地理单元多变性的标识符。共享框架数据库的建立，不仅可以提供各行业各部门共享的空间定位信息，方便用户对框架数据进行调用显示、查询、检索和分析，而且通过数据库系统的管理和维护，保证了数据的权威性和准确性，使不同行业、部门的空间信息之间具有空间逻辑关系，适合城市跨行业、跨部门空间信息的共享与继承，也促进了共享框架数据在社会经济中的应用。

1.3 共享框架数据库的标准体系建设

基础地理空间框架数据体系建设包括地理空间基准和空间框架数据库的建设[8]。有了共享框架数据库的标准和规范体系（下章详细介绍），才能实现框架共享；有了共享基础，才能实现城市各行业和部门的信息化，而信息化的发展又进一步推动了共享的建设。

2 UGSP建设中的标准规范建立方法研究

2.1 基础地理空间框架数据的创建原则

1）框架数据应是由各主管部门协作创建的、用于共享的地理空间数据资源。

2）框架数据必须是统一、标准的，能够提供用户在其上构建专题数据的基础数据。

3）框架数据是建立城市空间数据模型的最小数据集，不是全要素地形图。

4）空间网格单元的选择要遵循国家管理制度；充分考虑未来在资源发展、环境保护等方面发展的需求，与网格系统的设计相适应；需要具备修改、合并和上下延伸的可能行。

总之，要从使用频率、熟悉程度、派生作用（指共享通道）[6]、确定性等指标来确定共享空间框架数据选择。基础地理空间框架数据的生产和更新应积极采用先进技术，并满足设计标准的要求；除应符合设计标准外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定。

2.2 设计标准和规范

在UGSP中，系统与数据的标准和规范的制订是实现数据共享的基本保证。系统与数据的标准和规范包括了城市地理信息数据标准、地理信息工程标准和城市实现信息共享所必须的标准规范体系。工程标准包含了对数据标准的要求，同时系统的建设必须以国家标准和行业标准为基础建设依据[9]，表 1为需遵循的设计标准和规范。

表1 设计标准和规范

为了能制订和执行好标准和规范工作，必须制订配套的法规政策和管理手段加以保证。参照国家制定的配套政策、法律、法规和行政规章，根据实际需要制定当地的地方配套政策、法规和行政规章。需要建立和健全的有关政策和法规，主要有以下几方面：

1）规范标准的执行；

2）公共基础空间数据的生产与管理；

3）数据来源与系统更新保证；

4）信息共享管理；

5）信息安全保密要求；

6）运行应用保证与服务方式；

7）知识产权归属与保护。

标准化落后一直是限制我国城市信息化的重要因素。我国的技术形成的过程主要由科研院所和政府机构以科研的形式来制定，并颁布实施，而不是通过市场竞争产生的结果，这是造成这种结果的一个重要原因。

3 QGSP建设中的标准建设实践

QGSP是以青岛市框架基础地理数据库为基础，以空间地理信息为载体，应用地理信息系统、遥感、地理编码及分布式异构数据库等技术，整合各类信息资源，为与地理信息相关的各种应用系统搭建了一个基底、公共和开放型的基础平台，为领导的科学决策提供一套可视化的空间辅助决策支持系统，进一步完善政府电子政务的信息化建设，实现各个行业的信息资源共享与互操作，构成面向政府决策、面向公众服务、面向行业应用的服务型、资源型信息平台。

3.1 QGSP基础框架数据标准

QGSP基础框架数据标准是结合青岛市勘察测绘研究院现有基础地理信息数据实际情况，依据 GB/ T13923-2006《基础地理信息要素分类代码》、GB/ T20258.1-2007《基础地理信息要素数据字典第1部分：1:500、1:1 000、1:2 000基础地理信息要素数据字典》、CJJ 103-2004《城市地理空间框架数据标准》这三部分综合分析后制定的，如图1所示。

图1 青岛市基础地理空间框架数据9类标准

在上述 9类标准中：前 8大类分别对应于 GB/ T13923-2006《基础地理信息要素分类代码》的定位基础；第9类地名为新增大类。

1-8大类中的要素分类代码分4级，用6位码表示，第1位为大类，第2位为中类，第3、4位为小类、第5、6位为子类。在每一大类中，按照要素的空间特征和属性相似度进行分层，每大类包含若干层。

第9类为地名分类，分为自然地名、行政及居民点地名、交通地名、水电油通信等基础设施地名、公共服务设施地名、企事业单位名称 6部分。公共服务设施地名主要从公众服务角度考虑，企事业单位名称主要从法人角度考虑，两者不重叠。

3.2 QGSP中数据规范标准的具体实现

1)主要参考标准（如表2所示）。

2)数据分层。空间数据分为基础空间数据和各部门专业空间数据。基础空间数据由1：2000和1：10000的青岛市地形图组成，专业空间数据以l：2 000地形图为主，分为多个图层。1：10000地形图仅作背景图使用。图层包括：建筑物、街区、道路、湖泊等。

各部门空间数据可按照各自的情况，确定有空间数据的图层。各部门专业空间数据必须存放在地理信息系统中心数据库中，并且提供相应的图层名称和属性数据的数据表结构，并且指定关键字段来连接空间数据和属性数据。为其他部门的访问提供数据说明。

表2 主要参考标准

3)坐标系统。青岛市信息资源平台的空间数据库建设采用西安1980坐标系统和1985国家高程基准。

4)数据采集。对图形数据的采集一般使用扫描矢量化方法实现。对属性数据输入采用键盘输入或通过其他系统数据转换实现。各部门负责其相应的专业数据采集、编辑加工和入库，基础地理数据由信息化服务中心统一集中入库。关键字段的数值由各部门在进行空间数据输入的同时进行添加，使空间数据和属性数据能建立连接。

5)数据存放。空间数据存放在青岛市地理信息系统的中心数据库中，属性数据存放在各部门本地的数据库中，通过空间数据和属性数据共同拥有的关键字段来连接空间数据和属性数据。

6)数据更新和维护。定期或不定期进行数据库内容更新及数据库软硬件环境更新，更新前的数据作为历史数据继续保留。

7)地图图例和专业符号。地形图图例应严格遵守相关国家标准。各部门专业数据的空间数据的图例标准由本部门制定，并提交给青岛市地理信息中心，由信息化服务中心来负责协调和发布相应的图例。

3.3 QGSP建设标准建设成果

QGSP建设中，清华大学协同青岛市勘察测绘研究院，首次完整梳理、整合和编制了用于青岛市地理框架数据共享平台建设、管理、应用与维护的整套标准。该套标准包括：通用（基础）标准、基础数据资源类标准、共享应用服务类标准、基础地理管理类标准，城市专业类标准5大类29个具体标准。该套标准体系的建立为QGSP的建设、应用与可持续运营提供了基本保障。同时基于所编制的数据标准对青岛市多年来所形成的海量基础地理数据进行全面的分析、整合，形成了可用于承载其他专业数据的青岛市基础地理框架共享数据库，为数字青岛的建设提供了条件。

4 总结与展望

地理信息标准体系是一个有机系统，它能够客观地反映地理系统这个具有多个层次等级且有密切联系的有机整体的本来面目[10]。为此首先要研究地理系统具有哪些层次等级，它们之间所具有的联系；相应地要研究有哪些标准、标准体系以及它们之间的关系，这样才能从整体上控制地理信息标准的横向和纵向结构，然后才有可能按轻重缓急来制定各个具体标准。

统一标准规范的建设是一项不可忽视的长远任务，它的成功实施最终将实现城市内部、城市之间乃至国家区域间的无障碍信息共享，加快和巩固全球以及区域各领域的发展步伐。

[1] 罗英伟，王文俊，汪小林，等.基于Web Services的城市空间信息服务集成框架研究[J].武汉大学学报：工学版，2003，36（3）：95-98

[2] 何正国，黄玲.建设行业信息共享平台设计与实现[J].测绘通报，2008(8)：60-62

[3] 丁明柱，曲鑫.基于网络的升级地理信息分化服务系统[J].测绘信息与工程，2003（2）：3-6

[4] 肖建华，罗名海.论城市地理信息公共服务平台建设中的若干问题[J].工程勘察，2006，3：67

[5] 闾国年，张书亮，王永军，等.地理信息共享技术[M]北京：科学出版社，2007

[6] 李成名，安真臻，王继周，等.城市基础地理空间信息共享原理与方法[M]北京：科学出版社，2005

[7] 陈常松.地理信息共享的理论与政策研究[M]北京：科学出版社，2003

[8] 王军，邓开艳，戴建祥.城市基础地理空间框架平台建设研究[J].测绘与空间地理信息，2008（2）:36

[9] 李昌兵.城市地理信息系统的应用研究[D].贵州：贵州大学，2006

[10]何建邦，闾国年，吴平生.地理信息共享的原理与方法[M]北京：科学出版社，2003

St and ardization of Urban Geo-spatial Data Sharing Platform Development

CHEN Jing，MAO Feng，ZHOU Wensheng，MA Jinfeng
(School of Architec ture,Tsing hua Un iver sity,Bei jing 100084,China)

Based on the data specification unification and development of framework database sharing,this thesis proposed a st and ardization solution including the creation criterion of Geo-spatial framework data,design st and ards and specifications, and implementation methodology of unified elements.With the successful story ofQingdao Geospatial data Sharing Platform (QGSP)project,introduced 29 specifications in 5 major categories and data st and ards implementation in QGSP project,which justified the applicability of st and ardization of UGSP development.

GIS;digital city;geographic information;information sharing;st and ards system

2009-06-30

项目来源：国家科技支撑计划资助项目（2006BAK30B01）。

P208

B

1672-4623(2010)02-0076-04

陈静，硕士研究生，研究方向为遥感与地理信息系统。