王昌平

(福州市勘測(cè)院 福建福州 350108)

0 引言

隨著技術(shù)的進(jìn)步以及用戶需求的提升，城市測(cè)繪行業(yè)正面臨著從“數(shù)字化測(cè)繪”向“信息化測(cè)繪”過(guò)渡的重大課題[1]，以適應(yīng)信息化時(shí)代對(duì)測(cè)繪行業(yè)提出的更高的要求。

我國(guó)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)歷經(jīng)20余年。“九五” “十五” 期間, 完成了國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的初始建庫(kù); “ 十一五” 期間, 開(kāi)展了國(guó)家基礎(chǔ)地理信息的首次全面更新。數(shù)字城市的建設(shè)，空間資源數(shù)據(jù)庫(kù)逐步形成了地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)、 地下綜合管線數(shù)據(jù)庫(kù)、地址編碼數(shù)據(jù)庫(kù)、電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、各類專題庫(kù)等多元空間數(shù)據(jù)庫(kù)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)豐富，急需解決多源、多尺度空間數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理與更新，測(cè)繪地理信息智能管理與交換，測(cè)繪地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，測(cè)繪業(yè)務(wù)信息管理生產(chǎn)更新管理的需求，提升城市空間數(shù)據(jù)的更新與服務(wù)能力。特別是市域大比例尺地形圖與地下管線數(shù)據(jù)量的急劇增大，更新頻度復(fù)雜度的增加，數(shù)據(jù)種類的不斷豐富，數(shù)據(jù)應(yīng)用的深入與擴(kuò)展，使傳統(tǒng)的采用圖幅文件等生產(chǎn)更新管理方式不能滿足管理與服務(wù)應(yīng)用的需求。目前，國(guó)內(nèi)空間數(shù)據(jù)管理更多是相對(duì)獨(dú)立的建庫(kù)管理，沒(méi)有對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)更新、提供現(xiàn)勢(shì)性高的在線數(shù)據(jù)與切片數(shù)據(jù)服務(wù)。

因此，空間資源數(shù)據(jù)庫(kù)一體化管理與服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)城市“信息化測(cè)繪”體系建立具有重要意義：

(1)平臺(tái)建立了多源、多尺度空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理體系，為數(shù)字城市信息化測(cè)繪體系的重要構(gòu)件，使得數(shù)字城市空間數(shù)據(jù)有了鮮活數(shù)據(jù)更新保障。

(2)平臺(tái)提高空間資源數(shù)據(jù)的更新生產(chǎn)與服務(wù)效率。

(3)平臺(tái)為各類空間資源數(shù)據(jù)更新生產(chǎn)機(jī)制提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

(4)平臺(tái)為城市信息化測(cè)繪體系建立了一個(gè)易推廣、可復(fù)制的模板。

1 系統(tǒng)建設(shè)思路

隨著城市發(fā)展和測(cè)繪信息化的深入應(yīng)用，對(duì)地理信息的獲取、處理、管理、服務(wù)和應(yīng)用提出了更高的要求。地形圖與地下管線是城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具有數(shù)據(jù)量大、更新頻度高、精度準(zhǔn)確性要求高等特點(diǎn)，通過(guò)建立空間資源數(shù)據(jù)庫(kù)一體化管理與服務(wù)平臺(tái)，將為空間數(shù)據(jù)的管理與服務(wù)提供一個(gè)有力的支撐平臺(tái)。

首先，采用基于要素的建庫(kù)方法，通過(guò)建立時(shí)空數(shù)據(jù)模型和不同的建庫(kù)模板，建立不同數(shù)據(jù)源的存儲(chǔ)模式，分層、分級(jí)、分區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一操作平臺(tái)和管理方式，形成一體化的時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)；

第二，建立基于地理事件范圍的空間資源數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)更新機(jī)制，建立地理事件更新范圍沖突解決規(guī)則[2]，確保數(shù)據(jù)更新準(zhǔn)確性和一致性，研究快速提取地形地物要素變化數(shù)據(jù)方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新和地形地物要素全生命周期跟蹤管理功能；

第三，研究提升數(shù)據(jù)服務(wù)能力，根據(jù)不同使用需求，按范圍、圖幅、圖層分發(fā)不同類型的空間數(shù)據(jù)，同時(shí)建立數(shù)據(jù)同步子系統(tǒng)，完成多級(jí)聯(lián)的空間矢量數(shù)據(jù)庫(kù)全量和增量同步更新技術(shù)，將生產(chǎn)庫(kù)和應(yīng)用庫(kù)分離，提升在線服務(wù)能力。

2 關(guān)鍵技術(shù)研究

(1)建立了空間資源數(shù)據(jù)一體化時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)[3]管理與服務(wù)平臺(tái)。

該系統(tǒng)建立了空間資源數(shù)據(jù)一體化時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)管理與服務(wù)平臺(tái)，將空間資源數(shù)據(jù)通過(guò)建立時(shí)空數(shù)據(jù)模型和不同的建庫(kù)模板，建立不同數(shù)據(jù)源的存儲(chǔ)模式，分層、分級(jí)、分區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一操作平臺(tái)和管理方式，形成一體化的時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)管理與服務(wù)平臺(tái)。

(2)提出“要素對(duì)象空間信息指紋”的地形地物要素?cái)?shù)據(jù)變化捕獲方法[4]。

該系統(tǒng)提出將地形地物要素?cái)?shù)據(jù)的坐標(biāo)數(shù)組通過(guò)MD5算法生成32位字符串的“要素對(duì)象空間信息指紋”作為判定要素?cái)?shù)據(jù)變化的方法，快速提取要素實(shí)體的變化數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新維護(hù)，使增量更新數(shù)據(jù)量大大減少，提高了數(shù)據(jù)更新的效率和空間庫(kù)的性能。

(3)基于地理事件范圍[5]的地形圖與地下管線聯(lián)動(dòng)更新。

地形地物的變化，往往影響各類數(shù)據(jù)的變化，該系統(tǒng)建立基于地理事件范圍的空間資源數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)更新機(jī)制，建立地理事件更新范圍沖突解決規(guī)則，確保數(shù)據(jù)更新準(zhǔn)確性和一致性。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)平臺(tái)綜合采用GIS技術(shù)與先進(jìn)成熟的空間數(shù)據(jù)管理技術(shù)，對(duì)空間數(shù)據(jù)的采集、更新管理、分發(fā)和分析功能，建成各類空間資源數(shù)據(jù)庫(kù)，提供配套的基于空間數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理與分發(fā)流程，建成系列便于數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理與數(shù)據(jù)分發(fā)使用的空間數(shù)據(jù)一體化管理與服務(wù)平臺(tái)。系統(tǒng)完成主要功能如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能圖

系統(tǒng)部署情況如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)部署圖

(1)多源、多尺度空間數(shù)據(jù)建庫(kù)子系統(tǒng)

根據(jù)多源、多尺度空間數(shù)據(jù)不同管理需求，建立不同的建庫(kù)模板，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一操作平臺(tái)和管理方式；建立不同數(shù)據(jù)源的存儲(chǔ)模式，分層、分級(jí)、分區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)，提高海量空間數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行性能。功能如圖3所示。

圖3 空間數(shù)據(jù)建庫(kù)子系統(tǒng)

(2)工程項(xiàng)目管理子系統(tǒng)

在地圖上直觀顯示出每一項(xiàng)工程的作業(yè)區(qū)域、登記項(xiàng)目信息，并能對(duì)項(xiàng)目信息進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)查詢。具體功能如：工程項(xiàng)目范圍線繪制、工程項(xiàng)目信息導(dǎo)入、工程項(xiàng)目范圍線編輯、工程項(xiàng)目信息查詢定位等。功能如圖4所示。

圖4 工程項(xiàng)目管理子系統(tǒng)

(3)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新子系統(tǒng)

地形地物要素的變化快速識(shí)別與提取技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新和地形地物要素全生命周期跟蹤管理功能。功能具體如：工程項(xiàng)目范圍線輸入，可通過(guò)范圍線數(shù)據(jù)導(dǎo)入、自定義勾畫(huà)、其他系統(tǒng)信息提取自動(dòng)生成、輸入圖幅號(hào)等；下載數(shù)據(jù)，按范圍下載數(shù)據(jù)，可分為按圖幅下載、按任意范圍線下載、緩沖區(qū)下載、單圖層修測(cè)非修測(cè)、多圖層下載等；更新數(shù)據(jù)入庫(kù)，進(jìn)行沖突檢測(cè)、沖突斷言定義、沖突管理等。功能如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新子系統(tǒng)

(4)地理信息分發(fā)服務(wù)子系統(tǒng)

地理信息分發(fā)技術(shù)，根據(jù)不同使用要求，按范圍、圖幅、圖層分發(fā)不同類型的空間數(shù)據(jù)，為需要圖幅文件的系統(tǒng)提供文件數(shù)據(jù)服務(wù)。功能如圖6所示。

圖6 地理信息分發(fā)子系統(tǒng)

(5)數(shù)據(jù)同步子系統(tǒng)

完成多級(jí)聯(lián)的空間矢量數(shù)據(jù)庫(kù)全量和增量同步更新技術(shù)；將生產(chǎn)庫(kù)和應(yīng)用庫(kù)分離，提升在線服務(wù)能力，為其它業(yè)務(wù)提供準(zhǔn)實(shí)時(shí)的矢量數(shù)據(jù)服務(wù)。功能如圖7所示。

圖7 數(shù)據(jù)同步子系統(tǒng)

(6)動(dòng)態(tài)切圖子系統(tǒng)

提供地圖數(shù)據(jù)切圖范圍、切圖比例尺、切圖模式等設(shè)置，根據(jù)具體范圍進(jìn)行動(dòng)態(tài)切圖、讀取更新范圍動(dòng)態(tài)切圖，根據(jù)范圍線提取切圖成果文件等功能。通過(guò)該功能，可以為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供現(xiàn)勢(shì)性高、訪問(wèn)效率高的瓦片服務(wù)。功能如圖8所示。

圖8 動(dòng)態(tài)切圖子系統(tǒng)

(7)系統(tǒng)管理

指和系統(tǒng)相關(guān)的輔助信息管理，如用戶信息管理、部門(mén)信息管理、權(quán)限配置、系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)字典等。

4 結(jié)論

數(shù)字城市建設(shè)，通過(guò)空間資源數(shù)據(jù)庫(kù)一體化管理與服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目的建設(shè)，已經(jīng)逐步建立了地形圖、地下管線庫(kù)、電子地圖、地名地址庫(kù)及各類專題的空間資源數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新、分發(fā)與對(duì)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)一體化目標(biāo)，為 “測(cè)繪信息化”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(1)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)，形成了我院各類空間數(shù)據(jù)資源庫(kù)的建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，為各分院對(duì)外擴(kuò)展提供了利器。

(2)統(tǒng)一生產(chǎn)工藝流程：通過(guò)空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)的應(yīng)用，形成了我院從數(shù)據(jù)生產(chǎn)加工、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)分發(fā)應(yīng)用一整套完整的業(yè)務(wù)流程，規(guī)范了生產(chǎn)與應(yīng)用，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)更新效率。

(3)統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)：通過(guò)空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理平臺(tái)的應(yīng)用，提升了對(duì)外提供數(shù)據(jù)的服務(wù)能力，為地理信息業(yè)務(wù)拓展提供了數(shù)據(jù)保障。

通過(guò)不斷深入研究空間數(shù)據(jù)庫(kù)更新管理流程，挖掘空間數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值，提升空間數(shù)據(jù)服務(wù)能力，逐步完善該平臺(tái)建設(shè)。