数字太原地理空间框架建设内容及意义

郭海青

0 引言

数字城市是从工业化时代向信息化时代转换的基本标志之一。它一般指在城市“自然、社会、经济”系统的范畴中，能够有效获取、分类存储、自动处理和智能识别海量数据的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虚拟显示又可直接参与城市管理和服务的一项综合工程。地理空间框架信息以各种基本比例尺地形图和城市基础数据库为基础，能够反映城市发展现状、人口资源分布及为政府决策管理提供基础数据的基础信息系统;是电子商务、电子政务、物联网、信息化建设等现代产业发展的依托。地理空间框架(空间数据基础设施SDI)是指以数据交换的技术标准和法律法规为标准，具有能够满足公众对地理数据要求的数据库，具备权威部门管理权威数据、互联互通、共建共享功能，同时也能为区域用户提供地理数据与非地理数据综合服务的软硬件平台。

1 需求分析

建立数字太原地理空间框架的目的是使政府各部门在统一的空间定位的基础上进行空间信息的共享、交互、发布、分析以及应用。项目在调研了太原市市政府、国土局、规划局、公安局等30多个单位的基础上，根据用户对需求内容的不同将用户分为三类即:专业用户、关联用户以及公众用户。专业用户指工作涉及到精确空间位置的用户，例如规划、国土等部门。这类用户对地理数据的详细程度较高，不但需要进行精确的量算工作，而且要求地理数据图式符号符合相关规范要求。这就要求对现有地理数据进行面向信息化的标准化和统一化处理。关联用户指业务数据不含空间位置，但需要与空间位置匹配叠加的部门，例如民政、工商、卫生等部门。这类用户在政府工作信息化建设的过程中，通常需要较为简单的地理数据作为支撑，对地理数据的表现形式采用较为容易读懂的标示方法，一般不用专业符号。公众用户指普通公众及社会企业，这类用户规模较大，需求较为简单，主要应用于道路查询、特定目标查询等信息空间分布位置查询。同时由于这类用户受众较广，故对信息安全工作提出了很高的要求，这类用户使用的地理数据必须是能够满足保密要求的地理数据，且对网络及数据库安全有很高的要求。

2 项目任务

1)完善基础地理空间数据。在充分发挥现有基础地理数据的基础上，利用较为成熟的测绘手段，按照国家标准建设完善的基础地理数据库，构建能够满足不同区域用户要求的，多尺度，多分辨率的，覆盖太原市行政区域的4D产品数据库。其中全市域范围内构建5 m精度的DEM，中心城区按照1∶500比例尺，建成区按照1∶2000比例尺，外围按照1∶10000比例尺采集和更新地理数据，同步更新影像数据库、地名地址数据库，中心城区还需精细建模，构建三维可视化数据。2)地理空间信息公共平台建设。利用完善后的基础地理空间数据，提取特征要素，按照信息化要求对地理空间信息进行重组，对地名/地址数据按照地理编码的模式实现地名/地址匹配，形成适合部门应用的，太原市唯一、权威、通用的地理信息公共平台。3)应用示范项目建设。为推动数字太原地理空间框架的应用，项目选择了国土部门的矿产管理、地籍管理系统，环保部门的环境在线监测系统，药监部门的药店服务系统和面向社会公众的公众平台示范项目。通过示范项目的建设，总结各种应用模式的特点，为在政府各部门全面推广总结经验。4)领导机构及保障体系建设。通过市政府统一协调，由太原市基础地理数据中心全面负责地理空间框架的运行与维护。该中心配备了相应的技术人员及软、硬件设备，作为太原市唯一的基础地理框架数据管理机构，负责基础地理数据的采集、更新、发布和系统维护等工作。

3 项目成果形式及要求

通过项目建设主要形成以下三种形式的成果:

1)文档报告类。文档报告类组成见图1。

项目设计书主要描述在现有地理数据、软硬件系统的基础上，如何进行基础数据的更新、扩充和完善，以及各种应用模式的运行方式及技术基础。应用模式研究报告主要总结示范应用项目的应用模式及管理机制，通过应用模式报告，提炼为示范性文件和行业标准，为数字城市地理空间框架的建设总结一定的经验。

2)空间数据类。空间数据类组成图见图2。

空间数据库是在4D产品数据库的基础上，整合多种类型、多尺度、多种格式数据形成的全关系型数据库;公共平台数据是利用空间数据库经过信息提取、扩充、重组等作业流程后形成全关系型数据库;公众平台数据库是在公共平台数据库的基础上，删除敏感数据、业务数据，数据表达方式调整为大众容易识别的图示符号，且经过保密处理的，面向大众服务的数据库。

3)软件系统类。软件系统类组成图见图3。软件系统类应该具备数据转入、转出、编辑、查询、统计、分析等GIS功能，以及业务管理、运维管理功能。

4 项目成果共享与更新环境

1)项目成果共享环境。建成后的地理空间框架由太原市政府以行政命令的形式确定为太原市唯一的地理空间框架，并指定专门的部门对其进行日常运行维护。太原市政府及各部门使用这些数据资源时主要通过政府专网的方式提供，通过构建和扩充太原市政府专网，充分发挥公共平台软件系统兼容性优势，数据格式标准，响应速度快的特点，实现数据资源的网络调用。这种模式保证了各部门调用到的数据最新且内容一致，真正达到了“权威部门维护权威数据，共建共享”的目的。项目产生能够公开的公众服务信息系统通过国际互联网向全社会公众提供服务。2)成果更新环境。项目成果由太原市国土局基础地理数据中心对其进行日常运行维护，建立良好的更新机制。各部门产生的数据存放在各部门或数据中心的数据库中，涉及部门要做到对要素的变化信息定期维护和更新。

5 项目建设的意义

数字城市是城市管理信息化、政府服务多元化的发展方向，是推动信息化建设的重要手段。空间数据库是“数字太原”的心脏，软件系统是“数字太原”的大脑，硬件及网络系统是“数字太原”的脉络，示范应用系统是“数字太原”的躯干。通过数字太原地理空间框架的建设实现各部门信息的共建共享，构建的太原市地理空间基础信息平台，也是国家空间数据基础设施的组成部分。