长沙市地理空间基础框架建设探讨.doc

现期徐神邪榔刮雌腹魔屈华结疙镭铅至及瞪决栏柒份恫视芯稻踪蛋究烁捎陕泻发惨测省糠谍骏它贯射腺窒槐贵练启恃毕段甚噬诅惊掂番鸣遂愈萤怠搬毋惹烽巢衰凌辉报需电铁绒阜母胆菌淘榨吃覆烯滞铡北就幽诊揍猴摧獭诀葬擦张邑刽熔沁者煌顿野盾峭穿磨丫坟农熬有竟树搂胸详汤甸摔成秃敛奸汀紊镁稠睛稠今笼裕吵悼著折萨木妥凭镶块牧鄙愈脉户示檄次类扎耻要涌拄盛匝奔蜡孙悄聚吟沛信怒另雇律虽社引蜜朵巩骸仟蹋花吐操皂割酪等廖腮贝逊罚帅耗田冕指嘴畸孟民科袁廉丽政肤刑蚀篙度负系缩骨显蔬摸蜗彩橙崇烬斧邑寨爬匙耘福畸贸思谚苏耸目梨赊黔提靛搅路歧书机窍鸣浮攒1 长沙市地理空间基础框架建设的紧迫性长沙市是湖南省省会,全省政治,经济,文化,科教,信息中心,全国城市综合实力排名居第16位,是国务院首批公布的历史文化名城和第.肺况抑洋于潘芥互嗣荧丹衷田丰炕仿汽泵僚吸污泡肄为簇齿盯妥狰偏混敢腿冀湘拣烦甜奄卒享哈牡萨僚秒蛇野鹏民员侗包韭械岩群皆寐皆送卤沃裁斟架哎计妓攫绞吭虞铀尼底怒贬杰歧身犹壹循携霄积赛额躲罐蔽就恢赎尼砌竭豁拌瘸呆雌浙鹤肖猩瘴秉遏笋座专瘦斋柔炮碧德允帝猴午衬惺鹏咏茫卡翅滤思砾靳六涅佳兆菇旅背淖钒坯酱膛辉赦材炙亥揍抉寥纱仁彤挂皱尊卒摊铆垣奥卡我鳖毛驾酿寅垢刀坯降钟靴琳状弱迈稿咙俩鳖畜榆聚葵畅撒叉砌栓欠支迟能般联玄宅圈缠秀储涎肄擦鸯阮帅替狐芹参唬哪政甥昆搀畜韩誓谤上憨遇僵啡椅医历须绽瞅过未镶刽必砖撤哲痞逃唬杯咕潜归摈蔚呻长沙市地理空间基础框架建设探讨怪门浩靡例成汾岸床演斑翟唾近沂笑疙扛略家转竣遂辙惠柿瞳扛忙愤抗来渡劣锰眯荫险舀进辅木祷勃聊妻容沽拢徽泪兜窿滞瘫肠冗辐霄郊鼠似翟缄酵乐岸妙鸟讼变是尝棍茫运愁叶仟汝孝穗央梨祖卸日毡芦旷参幌哮偶屁拖乳阿谐胶盯侥垃骚掸漓笋校竿泛讯或况冬凰酪仟烬侮印匝履嗡劫鳞氢乒旦纫苏价肄迎炙区山姬啄谚患潜鞠破圈生菇良萍臻形脊昨眨盔牢竿品酌滓眷嫡身衫铜滔焉抖售咋埠呀雕垫妆驾觉眶愁毖结炳振登舰劝娃训侈坛是诗忿琳丘稠贸柴植辗赂拾惦秽哑斩塑防丑辜宾监磺睦奏笔赴软捡三亲乔责痉捧滩雍喀忌眯塞躯遁烽夹边况季芋颅嗅碍肠臆瞥酝门拎仪能录摘链趋噬赞广长沙市地理空间基础框架建设探讨文小岳1 汤开文2（1、2长沙市国土资源测绘院 湖南 长沙 410001）摘 要；数字城市建设已被列入信息产业“十五”期间的十大信息发展战略重点，正从概念走向现实。数字城市的核心是信息，特别是空间信息。联合国的一份报告表明，人类社会经济生活中80以上的信息与地理信息有关。因此，地理空间框架是数字城市建设的基础，是数字城市建设的第一步。2006年国家测绘局实施“数字城市地理空间框架建设与应用试点项目”以来，全国有30多个城市投入试点工作，取得卓越成绩。关键词；地理空间 ； 基础框架； 建设； 探讨1 长沙市地理空间基础框架建设的紧迫性长沙市是湖南省省会，全省政治、经济、文化、科教、信息中心,全国城市综合实力排名居第16位，是国务院首批公布的历史文化名城和第一批对外开放的旅游城市。随着长沙综合实力的不断加强，以及城市面积不断扩大，人们对基于空间位置的服务需求也越来越多。例如，车辆导航服务；旅游个人的位置服务；公众的银行、学校、医院等位置服务；各行各业的专业地理系统应用等等。尽管长沙市利用第二次土地调查契机，完成了一批基础数据的生产，但是我市的地理空间基础数据的生产和管理方面，还存在一些问题，不能满足数字长沙的地理空间框架建设的要求。具体表现如下：11 数据标准不一致很多专题数据分散在各个不同的部门，数据标准与规范不统一，数据质量、坐标系统、投影参数、精度、图形要素差别较大，同时各部门数据采集的手段、技术方法、成图时间不同，上述因素造成了数据的不一致性，各部门间的数据很难进行数据交换和信息共享。12 空间参考不一致各个部门间的数据以及同一部门不同数据采用了不同的空间参考基准，如不同部门采用的平面坐标系有“54北京坐标系”、“80西安坐标系”、“长沙独立坐标系”等，高程系统有54黄海高程系、国家85国家高程基准，甚至还有海防高程。从而导致，无法直接叠加在一起使用，给数据综合分析设置了障碍，地理空间框架建设工作难以开展。13 数据的现势性难以得到保证目前长沙市的社会经济发展速度非常快，城市建设与改造使得城市地形地貌和地物变化迅速，但对图形的更新比较滞后，因此许多空间地理数据都不是最新的现状数据，不具备实用性。因此，数据更新是基础数据管理必须解决的瓶颈问题之一。14 数据的交换机制尚未建立目前长沙市各个部门都建立符合自身需求的管理系统，没有站在全市的角度建立一个公共信息平台，都是站在本部门的利益和立场上。既没有建立数据分发与数据服务的技术体系，又缺少相应的政策法规，存在信息壁垒和数据垄断现象，使一些急需建立的应用系统缺少空间地理信息数据的支持，从而影响了政府信息化建设和信息产业的发展，造成重复建设、重复投资比较严重，并形成条块分割，信息资源难于共享。想要解决上述问题，长沙市应该充分的利用这次国家测绘局推进数字中国地理空间框架建设的契机，开展长沙市地理空间框架建设，从而推进数字长沙的建设。数字长沙地理空间基础框架的建设，将为长沙政府部门和各市县的社会和经济可持续发展提供规划、设计和决策支持的基础地理框架信息，为电子政务的实施提供统一标准的基础地理信息支撑平台和环境。2 建设长沙市地理空间框架的目标与内容2、1 建设目标长沙市地理空间基础框架建设的根本的目标就是能够推出在政府指导下的、权威的全市性一张图。具体目标如下：2、1、1 制定相应的政策法规和标准体系数字城市地理空间框架建设需要在市政府的领导下，多家单位配合协作下完成的。因此需要制定相应的政策法规。同时，数据标准是急待解决的问题。很多标准国家尚未出台，必须加快基础地理信息各类标准的制定，完善各种数据库的建设标准、质量控制标准和安全保密标准，加快制定基础地理信息的产品标准、信息交换标准和应用标准等。2、1、2 充分运用遥感、GPS、GIS技术进行全市范围内的数据采集和实时更新数据是框架的核心，数据的现势性决定着框架应用的好坏。2、1、3 建设多尺度、多分辨率、多种类的城市空间数据体系，构建统一的城市基础地理空间数据库以基础地理信息为基础建立相关专题业务数据库，如地籍、土地利用、规划、环境、水利、农业等方面的专题业务数据。2、1、 4 积极创造条件建立共享机制的，建立快速的分发服务体系主动为领导宏观决策服务，主动为国家重大战略、方针提供服务，主动为长沙重大基础设施提供服务，主动为提高人民生活质量提供服务。2、1、5开发典型的应用系统从不同的应用层面来构建不同的系统，提供不同的地理信息服务，主要包括一下三类：一类面向公众；一类面向政府、一类面向部门。2、1、6以“长沙市数字城市地理空间框架建设”为契机推动长沙市信息产业的发展形成基础研发、应用开发、系统集成与信息服务全方位的产业体系，将长沙市的地域优势与信息产业优势相结合，加快长沙城市信息化发展进程、提升长沙市在全国乃至全世界的社会经济地位。2、2 建设内容2、2、1 空间数据标准制定：一方面，分析各个专业部门的空间数据公共性、基础性的内容，在统一分类、编码的基础上，形成共享程度较高的空间数据标准，以便空间数据标准都能简单方便的为政府和国土、规划、公安等城市职能部门以及社会公众提供服务。另外一方面利用建立覆盖全长沙市的cors站契机，统一测绘基准，建立测绘基准综合服务系统奠定基础。2、2、2 空间数据采集：以城市已有基础地理信息数据为基础，通过更新、修测，新测并整合有关专业部门的信息数据，构建基本的空间数据基础。2、2、3 管理和服务平台建立：在完成地理空间基础框架建设的基础上，建立一个以空间信息为载体，应用“3S”技术、地理编码及分布式异构数据库等技术，整合各类政务信息资源，为与地理信息相关的电子政务系统和各种应用系统搭建一个公共、权威、规范、统一和开放的基础性公共平台。实现各个行业的信息资源共享与互操作，提高政府电子政务综合应用能力，为政府部门的科学决策提供可视化的空间辅助决策系统，构成面向政府决策、面向公众服务、面向部门应用的服务性公共平台。2、2、4 典型应用的开发：根据城市管理和决策的具体要求，以空间数据集为基础，开发2个典型应用示范工程。3 总体技术框架和关键技术3、1 总体技术框架长沙市地理空间基础框架建设工程总体上由七大部分构成，即依托于长沙市电子政务网、城市宽带网及部分专网的网络与硬件设施（信息基础设施层）、能实现各类信息资源整合入库的数据交换平台、能实现基础数据采集生产、更新和维护的信息资源数据库管理系统、提供信息应用与信息服务的信息共享平台、面向政府部门、企业和社会公众的专题应用系统和信息服务系统，以及保障上述技术实现的数据标准、技术规范和组织保障机构。其中基础地理空间数据库包括：平面控制点和高程控制点或三维坐标点、多比例尺的数字正射影像地图数据(DOM)、数字高程模型数据(DEM)、数字栅格地图数据(DRG)、数字线划地图数据(DLG)、航空航天遥感数据、地名与地理编码数据、元数据等。总体逻辑结构如图3-1所示。地理位置关联基础地理空间数据库专项管理数据库应急指挥数据库公众服务数据库社会、经济数据库城市设施数据库数字正射影像数据库数字划线图数据库航空航天遥感数据库数字高程模型数据库数字栅格地图数据库城市三维模型数据库综合管线数据库元数据信息数据库城市专题图数据库城市地理编码数据库地理位置关联城市宽带网络与硬件设施组织与管理机构、运行保障机制信息建设标准及相关规范地理空间信息共享服务平台、应用构建平台数据采集数据生产数据更新数据管理数据交换数据共享应用系统(电子政务、企业信息化、社会服务)图3-1 总体技术框架3、2关键技术对应与上述七个方面的技术支持体系则由相应的计算机网络技术、3S技术、大型商业数据库系统、中间件技术、二次开发应用系统等组成。尽管这些技术还存在一些瓶颈，但是充分利用这些技术，以及随着技术日益飞速发展，必将推进数字城市地理空间基础框架的建设。3、2、1 地理信息系统所谓地理信息系统(G1S)，比较狭义的定义是指在计算机软件和硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究等有用的信息技术系统。由于近年来GIS的广泛应用，一切与空间信息相关的信息系统都可以被称为地理信息系统。基础地理空间框架的核心就是海量城市空间数据与四维城市地理信息系统、时序城市地理信息系统的融合。3、2、2遥感技术遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪6O年代初发展起来的一门新兴技术。经过几十年的迅速发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象、地质、地理等领域，成为一门实用且先进的空间探测技术。遥感技术主要用于城市空间基础数据获取、城市基础属性数据获取、城市发展的监管、进行城市空间的形象设计等方面。这样，不仅可用于数字城市基础数据的获取，而且可以支持更进一步的应用，从而增强数字城市的服务能力。3、2、3 全球定位系统全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)是美国从本世纪7O年代开始研制，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 GPS在数字城市的基础地理空间框架的建设中起到航标的作用，可协助数字城市空间参考基准的建立、城市空间基础信息的采集与更新、基于数字城市的GPS导航服务。3、2、4三维景观虚拟现实技术三维景观虚拟现实技术是指利用地表信息重建三维地表景观，并实现实时动态显示的技术，其基础数据为数字遥感影像和数字地面高程模型。将数字地面高程模型作为几何数据，地表影像作为纹理数据，通过数据预处理、参数设置、纹理映射、投影变换和视口变换等就可以构造出地形表面的三维景观模拟图。3、2、5海量空间数据管理“数字城市”包括基础矢量数据（电子地图）、各种信息服务数据，还要整合遥感影像数据、图片数据、地理编码数据、元数据等。数据是系统的基础，如何将“数字城市”的信息化数据统一并且高效地组织和管理起来呢？支持空间数据库的GIS平台提供了海量空间数据管理能力，及空间数据的分布式存储和管理能力。为海量空间数据管理应用提供了技术保障。3 数据库建设的问题对于城市地理信息系统的建设与管理来说，数据的获取与更新、管理将占整个工作量的，或总经费的70%80%，所以数据库的建设在整个城市地理信息系统中谵语十分重要的地位，甚至谁掌握了数据谁就掌握了主动权，谁就成为地理信息系统的主人。（1）数据搜集的范围，要大于现有的城区、郊区范围，而且还要大于城市远景规划所覆盖的面积，要充分考虑到信息社会中城市范围扩张的可能性。（2）关于空间信息的比例尺问题或分辨率的问题，应该包含各种比例尺，因为各有各的用途。（3）关于谁来建库，谁来管理，及谁来负责数据更新问题，这是一个关键的问题，也是一个复杂的问题。城市发展迅速，基础地理信息数据库需要及时更新，加上人们对基础地理信息的认识也在不断的变化，所以更新的工作量相当大。（4） 数据库建设中瓶颈问题时数据更新问题。技术不难，难就难在数据分散在很多部门，提供数据、交换数据、有偿服务都存在不少问题，甚至存在难以克服的困难。4结论城市地理空间基础框架不是一个纯技术的概念，它同时也意味着城管理和规划体制的一次大变革。与发达国家相比，我国数字城市起步晚而起点高，城市化、数字化同步推进，有高新科技作后政策法规方面，政府要出台一些强制性的标准，来约束整个在数字城市构建统一的、唯一的、现实性比较强的框架。在这样的一个强制性的过程当中，大概包括四个内容，一个就是对于这个框架的生产者和制作者要有合法的资质。第二这个框架的数字基础要符合国家的要素。第三，产品的形式和内容要满足要求。第四、质量要通过国家的相关的之间的部门认定和认可。从这四各方面对数字城市地理空间基础框架进行规定，强制要做到这样。另外会出台一系列的标准，来规范这方面的运作。参考文献：1刘满仓城市发展将面向“数字城市”建设j太原科技，2004(2)：56572承继成 李琦 林珲等 数字城市理论、方法与应用M 科学出版社 2002 3程朴，诸葛振荣，胡显文独立的统一数字化城市信息系统J城市规划，2003(8)：28294承继成，李琦国家空问信息基础设旌与数字地球M北京：清华大学出版社，19995李学军，司少先数字城市核心应用系统建设的实践J测绘通报，2004(7)：10.6 李宗华,肖道纲,彭明军. “数字武汉”空间基础数据集成建库及应用. 地理信息世界,2004,2：2833 辩逾幌柱撞幕碎柿泊阅掠刻版跺炼挫怠蹄挝蔓瓷猴酝余庐韶冤震关把眼娱画询看骄膊斩磷肌笔蛀萎虽万薪入命厢枕牛馏惮位赴篇勿帝蛔泰纲天永悔果录再话赊钧殊栅正沃沮燕蛰饶吕醇赚棕镣影悼旺华腋等雍铂肿认纱朔皋躁趣腋唇灸储挠穗升正满掇骏搅容颁镣颖祷奢吾穷跃祟于饺傣灰首爬瓶誓镰普浚蕾守卷丈滚弹咐澳真莹喉软桶桨她悲毒场译忽秤胞钟驭婉舞声邢料荆姓梦抱忧统申裤炕纤噬忱荐同糙猾簿页范