市县级基础地理信息系统设计思路探讨

李香清

(1.兰州市勘察测绘研究院，甘肃兰州730030;2.兰州市地理信息中心，甘肃兰州730030)

市县级基础地理信息系统设计思路探讨

李香清1，2

(1.兰州市勘察测绘研究院，甘肃兰州730030;2.兰州市地理信息中心，甘肃兰州730030)

重点关注市县级基础地理信息系统设计和建设过程中的几个关键问题，并对这几个问题的设计思路进行探讨。

基础地理信息系统;空间数据库;系统设计

一、引 言

近年来，随着地理信息技术的发展及“数字城市”理论与方法的延伸，市县级国土与规划等部门逐渐开始重视本地区公共服务与共享平台的建设。其中，基础地理信息系统作为“数字城市”的核心支撑和主要内容之一，其建设涵盖标准、数据、管理及应用等多个内容，将为当地各行业提供基础、权威、及时和准确的公共空间基础地理信息，满足各类基于空间地理信息的应用需求，特别是能为各行业的专题数据信息提供更加直观、准确的地理属性和支撑，为社会和公众提供空间地理信息服务，从而为“数字城市”建设奠定基础。

二、数据标准制定

基础地理信息系统建设的主要目的之一是多个部门之间实现基础空间数据共享，避免重复建设。为此，必须建立基础地理信息系统数据标准，同时须充分考虑数据标准的通用性和可扩展性，以便其他专业部门使用。

数据标准制定主要包括空间坐标系统、要素分类与代码、数据采集等。数据标准建议参考国标及相关规范。

1.空间坐标系统

市县级基础地理信息系统的空间坐标系统可以采用地方坐标系统或者国家最新发布的2000国家大地坐标系(CGCS2000)，并提供该地其他常用坐标系统到该坐标系的转换参数，以便数据整合。

2.要素分类与代码

统一的基础地理信息分类与编码是实现基础地理信息共享和持续运行服务的基础。国家于2006年发布了《基础地理信息要素分类与代码》(GB/T 13923—2006)，地方基础地理信息系统要素分类与代码可参照该标准，并根据各地实际情况及各行业情况，在此基础上进行相应扩充和细化。

3.数据采集

数据采集的标准主要包括要素采集的几何精度、采集要求和表示方法，元数据的采集要求，以及分类信息属性采集内容及属性数据结构等。

三、市县级基础地理数据库设计

1.数据库基本构成

基础地理信息数据库存储和管理各类基础地理数据，是基础地理信息系统各种功能实现的基础。市县级基础地理信息系统通常涉及大比例尺基础地理数据，主要包括1∶500和1∶5000或1∶10 000两种比例尺地形图数据、1∶5000比例尺数字正射影像图数据(DOM)、元数据、控制点数据、地籍数据等。地籍数据包含1∶500城镇地籍及1∶5000第二次农村土地调查数据;控制点数据包括点名、点号、等级、类别等;元数据划分为数据集级元数据、数据类级元数据、要素级元数据和图幅级元数据。数据库构成情况如图1所示。

2.数据库逻辑设计

基础地理数据库包括多个子库，数据库中子库的划分主要依据数据的类型和数据的比例尺，如图2所示。

(1)数字线划数据(DLG)子库

DLG数据子库主要存储数字线划图数据。DLG包含以矢量结构描述的带有拓扑关系的空间信息和以关系结构描述的属性信息。DLG中包括大地测量控制点、水系及其附属设施、居民地和工矿设施、交通及其附属设施、管线、地貌、行政区界线和地名、植被等内容。它可直接应用于规划建设、资源管理、投资环境分析、商业布局等各方面，可作为人口、资源、环境、交通、水利和公安报警等各专业信息系统的空间定位基础，还可以生产数字或模拟地形图产品，以及各种不同类型的专题测绘产品。

图1 市县级基础地理数据库构成

图2 数据库子库划分示意图

(2)正射影像数据子库

数字正射影像数据子库主要存储数字正射影像数据。DOM是具有正射投影的数字影像的数据集合。它生产周期较短，信息丰富直观，具有良好的可判读性和可测量性，可直接应用于国民经济各行业，可作为影像背景从中提取自然地理和社会经济信息，可用于评价其他测绘数据的精度、现势性和完整性，还可以结合数字地形数据库中的部分信息或其他相关信息制作各种形式的数字或模拟正射影像图，作为有关数字或模拟测绘产品的影像背景。

(3)元数据(metadata，MD)子库

元数据是说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息的数据。通过元数据可以检索访问数据库，可以有效地利用计算机的系统资源，提高系统效率。因此，建立有效的元数据储存体系在整个数据库建设中占有重要的位置。

(4)控制测量成果子库

控制测量成果子库主要存储控制测量成果数据。控制测量成果是由新测的所有大地控制点及保存完好可供使用的原有大地控制点组成。

(5)地籍数据成果子库

地籍数据成果子库主要存储地籍成果数据。地籍成果数据由用户方提供的1∶500城镇地籍数据成果和1∶5000第二次农村土地调查数据成果组成。

四、系统设计

基础地理信息系统设计是一项复杂性、综合性、专业性极强的系统工程，系统的建设应严格遵循软件工程的规范程序，在保证系统具备科学合理的结构框架的基础上，力求先进和高效。这里将系统软件设计分为两部分:一是系统数据的建设和管理部分;二是数据的应用、共享和发布部分，分别采用C/S架构和B/S架构。

1.C/S架构设计

系统数据建设和管理部分采用3层C/S架构，基于Oracle关系数据库和空间数据引擎ArcSDE实现空间数据的存储和管理。在数据层，系统从数据的存储、运行维护、安全等方面进行设计。在具体实现时，采用面向对象技术，简化数据对象之间复杂的关联关系，通过面向对象的信息服务层将数据库封装起来，为数据库管理系统提供对数据库操作的面向对象接口，并向各个应用系统提供面向对象服务，以达到维护数据安全、提高系统效率的目的。系统总体框架结构如图3所示。

2.B/S架构设计

近年来，基于网络服务的GIS系统得到广泛应用，分布式和共享的GIS已经成为主流。在WebGIS设计上，采用B/S体系结构，将基础数据使用Web服务进行发布，而各种Web应用则基于Web服务进行开发，并将不同的应用模块、子系统集成到系统主框架中。系统总体框架结构如图4所示。

五、质量控制

市县级基础地理信息系统按照软件工程的基本框架，可分成工程准备、系统设计、工程实施和系统验收4个阶段。系统对每个阶段进行阶段性评审，只有满足了该阶段质量要求才能进入到下一个阶段，否则不能转入下一个环节的工作。

图3 C/S体系结构图

图4 B/S体系结构图

为了使系统实现用户要求的功能，系统开发人员必须进行有计划、有组织的系统设计和开发活动，质量保证贯穿于开发的全过程，主要措施如下。

1)进度控制:制订严密的工作计划，并根据项目成员个人工作质量、工作效率、工作态度、团队精神，设立相应的奖惩制度，按时完成任务，从而保证产品开发进度。

2)阶段审核制:软件开发阶段审核制是采用基于现代软件管理模式的必然产物，在每个工作流程结束时根据相应软件开发管理规范及应用要求对阶段成果进行评议控制，确保应用开发顺利进行。

3)文档要求:所有与项目有关的需求、建议、解决方案和结论都必须文档化、标准化，使之成为项目成果的重要组成部分，以便查阅、交流和引用。

六、结束语

本文从基础地理信息系统设计和建设关注的几个部分出发，分别探讨了数据标准建设、数据库设计、系统架构设计及质量控制的思路。基础地理信息系统建设设计方面还有很多，本文未能面面俱到，仅从设计思路方面进行了相关阐述。基础地理信息系统建设是一个系统的工程，建设单位在建设之前一定要进行详细的设计和论证，确保工程按期完成，达到预期效果。

［1］ 胡智仁.城市基础地理信息系统的建设与数据共享探讨［J］.江西科学，2007，25(3):338-340.

［2］ 倪锡春.面向县市级的基础地理数据库管理方法研究［D］.杭州:浙江大学，2007.

［3］ 侯兆泰.南京市基础地理系统的建立、维护和发展［J］.江苏测绘，2001，24(2):3-4，41.

Discussion on the Design Idea of County-level Fundamental Geographic Information System

LI Xiangqing

0494-0911(2012)06-0093-03

P208

B

2012-01-12

李香清(1978—)，女，青海乐都人，工程师，主要从事GIS技术应用和测绘信息化建设工作。