智慧城市 城市电网数据中台服务系统总体建设方案V3

智慧城市城市电网数据中台服务系统总体建设方案文件编号202XQK011/BT-ZTA-QK011文件状态[]草稿[√]正式发布[]正在修改当前版本拟制日期审核日期目录TOC\o"1-3"\h\u31708第一章项目概况 39218第二章功能设计 415375第三章空间数据管理 6116143.1.空间数据检查 6113263.2.空间数据库管理 8311403.3.空间数据转换与输出 13112793.4.空间数据查询统计 2068903.5.历史数据管理 25312913.6.数据共享与交换模块 27240783.7.数据发布管理模块 27237883.8.交换文件管理 2846693.9.空间数据转换 2924933.10.空间数据分层管理 3054593.11.数据更新与入库 3113054第四章元数据及目录管理 3452834.1.元数据生成功能 3630614.2.元数据录入与修改功能 3611437元数据编辑功能 37256394.3.元数据项扩展 37101824.4.元数据查询 3714835元数据查询 38232334.5.元数据注册申请 38263754.6.元数据访问授权 39225514.7.元数据目录管理 39239244.8.元数据输出 4013604第五章专题图层数据管理 41251985.1.数据审核发布 41149595.2.数据查询 41235475.3.数据编辑 42243495.4.数据审核 42125675.5.数据统计 42125345.6.数据发布 43项目概况数据资源管理系统是空间数据的入库、质量检查、编辑、目录生成、专题图生成的重要工具。为整个共享平台提供数据流程化、一体化管理。系统主要提供空间数据管理、空间数据元数据管理、空间数据目录管理、空间数据资源目录管理、空间数据集管理、空间数据地址匹配、专业模型分析、专题图制作等数据功能。功能设计数据管理子系统功能结构示意图数据管理子系统功能结构主要由空间数据管理模块、地址编码模块、元数据管理、元数据目录管理、专题数据管理、专业模型管理、系统管理等模块组成。空间数据管理模块主要实现了政务基础地图数据入库与更新、政务专题图层数据审核、更新、空间数据管理等功能。地址编码模块主要实现了地址匹配服务、地名地址空间数据维护等功能。元数据管理模块实现元数据的提取、生成、发布等方面的功能。元数据目录管理实现基于元数据的目录生成、目录更新、目录访问权限等方面的功能。专业模型管理实现对专业模型的分类、模型参数、仿真结果的管理。专题图管理实现基于属性数据的专题图分类。系统管理实现权限配置、用户管理、日志管理等方面的功能。

空间数据管理数据编辑模块是数据生产与更新模块的重要功能之一。数据编辑模块主要包括根据数据检查的结果对存在问题数据进行修正、图形拼接、拓扑构面等功能。数据编辑模块主要功能包括：对点、线、面、注记等基础地理空间数据要素的增加、删除和修改功能；对地理基础要素的属性信息进行增加、删除和修改的功能；要素拓扑关系构建既拓扑查错、拓扑构面；编辑中的智能捕捉功能；要素的合并、分割、旋转、移动等等功能；其他编辑功能。空间数据检查数据检查是基于空间数据元数据描述以及基础地理空间规则等来检查空间要素和非空间要素所存在的错误和误差。它主要由元数据内容、检查规则、数据检查模型、空间数据引擎共同工作来完成。数据检查的功能主要包括数据一致性、数据完整性和数据正确性三个方面。数据一致性检查如：地形要素之间的逻辑一致性，如房屋与房屋、房屋与其他地形要素等等的一致性，如房屋和房屋不能有交叉重合等等；数据完整性检查如：根据元数据规范，确定目前数据缺少哪些图层和要素；要素的属性是否完整，如基本属性是否存在缺失的问题；图形要素是否完整，是否存在有属性信息而无图形信息的情况等等。数据正确性检查如：编码的正确性，是否存在非法的编码；图层的正确性，是否存在非法的图层；检查转换后长度、面积和转换前长度面积的误差；检查应该封闭地物的封闭性，如房屋的封闭性等等。数据检查是解决目前基础地理空间数据存在问题的一个重要途径，全国基础地理空间数据的编码、分层、拓扑、图属不一致、逻辑错误以及人为错误等，都可以在软件的辅助下检查出来从而进行修改，是提高空间数据库质量的重要手段。属性检查空间数据库管理本系统的一个主要设计原则是“多子库，多应用”，也就是说在数据库中存放不同专题的数据。同时这个原则也意味着随着用户和应用程序对数据库应用的进一步深入和扩展后数据库可以提供相应的数据。因而数据库必须具备灵活的扩充机制，可以增加已有专题数据的内容或是增加新的专题数据子库。功能结构空间数据管理功能结构主要功能设计类设计添加、删除逻辑子库添加、编辑、删除用户指定的逻辑子库。编辑逻辑子库添加、删除物理子库每个物理子库对应着一个数据源，数据源是数据图层的集合，采用统一的坐标系。创建物理子库注册、删除数据图层通过注册数据集图层（数据集）可以扩展数据要素类。注册数据集数据图层属性维护通过数据图层（数据集）的维护，用户可以扩充数据集属性等。数据集属性修改空间数据转换与输出地图操作和控制地图操作和控制地图操作提供常用的GIS地图操作功能，包括、显示全图、直接放大、直接缩小、拉框放大、拉框缩小、前一视图、后一视图、地图漫游、点选查询、框选查询、测量距离、测量面积、清除高亮显示、图层控制等。空间数据转换在数据交换领域中，没有标准的交换的代价是高昂的，相同的数据分析处理模块在很多应用中被重复地撰写，可能只是为了将某一数据源的数据转换到各个不同的目标数据源中去。由于没有中间标准，各个系统的实现人员也几乎没有可能将代码重用，昂贵的数据交换代价使得数据源只能散乱孤立地存在。国家、省、市县多级的数据交换模式绝大部分是在已知结构的关系模式（数据库）之间进行交换，中间交换文件可以是多种格式，如DBF，MDB，XLS，XML模式等。目前，最有效的组织方式是基于XML的数据交换模式。用XML文件作为数据交换的桥梁，重要的是要定义XML文件的格式。形成的XML数据文件应该包含两部分：数据头和数据体。数据头记录了源地址，目标地址，版本号，发送时间，数据类型等；而数据体包含二部分——结构定义和数据定义，对于已知结构的源、目的关系模式数据库，结构定义可以弱化，只要定义清楚数据就可以了。XML在WebGIS中的应用将使WebGIS系统间的互操作得到大大加强，从而使WebGIS由封闭走向开放。OGC先后推出了三个基于XML的网络互操作协议：WMS,WFS，WCS。空间数据的交换比非空间数据交换要复杂，但基本原理是一样的。空间数据的交换要解决的问题可以分为二种：相同GIS平台之间的数据交换和异构GIS平台之间的数据交换。空间数据交换的完整性语言描述要借助GIS平台的函数、方法语言才能保证空间要素的无破坏交换。空间数据的交换格式有一些标准，早期的如VCT格式，SHAPFILE格式，E00格式，目前，较常用的交换语言是GML。GISMAPS能读取或输出GML格式的数据的。作为一种空间数据交换技术的发展趋势，支持GML是已经是刻不容缓的事情，所以采用GML作为空间数据的交换技术是可行的。本系统的数据转换是以共享服务为核心进行的。数据转换是保证数据共享必不可少的条件。数据提取按数据交换请求，如数据的空间范围、数据的内空（图层、属性）等，从指定的数据库中提取所需的数据，形成中间的GIS文件。数据提取的功能由数据提取模块完成。数据的预处理对中间的GIS文件进行处理，包括属性字段的处理（增加和修改、删除字段）等。必要时要进行坐标的转换，包括坐标系统的转换（转换为西安80、54、WGS84或其它坐标系统）、投影交换（三度带、六度带）等、数据位置精度处理（降低位置精度）。数据预处理由数据预处理模块或者桌面GIS软件完成。数据格式转换根据数据交换请求，将经预处理后的数据转换为所需数据数据格式，数据格式要支持国内主流的GIS与CAD数据格式，如ArcGIS/ArcInfo、MapGIS、MapInfo、AutoCAD、Microstation、GISMAPS、CASS等数据格式或交换格式。格式转换由数据格式转换模块完成。多平台之间的数据转换数据转换功能主要是把SDB格式(GISMAPS文件格式)转换为中间格式，它的设计原则如下：不同坐标系之间的数据转换地理空间框架系统要提供共享数据服务，那就要考虑各类数据需求，需要提供多种平面坐标系和高程参考系统的数据，系统需要提供坐标系统的转换和高程系的转换。平面坐标系统转换主要是地方独立坐标参照系统（西安市独立坐标系）及其与国家标准平面坐标系统（1954年坐标系，1980年国家大地坐标系）之间的转换。高程参照系统转换的内容是地方独立高程参照系统及其与国家标准高程系统（1956年黄海高程系，1985年国家高程系）之间的转换。坐标系和西安坐标系均采用高斯投影，二者之间的转换主要需要完成参考椭球的替换，同时考虑换带问题。国家规定，1/2000~1/1万采用3度带，1/1万以上采用6度带投影，因此，采用3度带投影方式时。数据转换提供数据在不同坐标系统之间的转换功能，实现数据的统一与共享，如图所示。坐标转换制图打印输出实现对地图的如下打印输出功能：将当前窗口/全幅地图输出到bmp文件。将当前窗口、画定区域范围输出到布局窗口进行多要素布局打印。地图打印数据索引管理数据索引管理主要包括图幅索引、行政区划索引及影像索引。地理空间框架数据在实际应用中也多是以图幅为单位进行（如：以图幅来提取数据，以图幅来进行数据查询、分析及定位）；所以系统要建立图幅索引，方便用户使用；同样行政区划则也是一级用来进行数据浏览定位的索引。此外系统还要将行政区划和图幅索引进行关联，可以实现互查。为影像块建立索引，这样可以了解每块影像的元数据信息，以及影像索引与图幅、行政区划等索引进行关联查询，如：可以根据用户当前所在位置直接调出对应影像进行叠加显示。建立图幅索引建立行政区划索引建立行政区划和图幅索引的关联图幅索引查询空间数据查询统计查询统计属性查询点击属性查询主要是让用户可以点击实体进行属性浏览。属性查询简单查询通过简单的SQL查询语句，查找满足条件的实体对象。模糊查询可通过输入要查找实体的相关信息进行查询，方便实现实体的定位； 条件查询输入复杂的SQL查询语句对当前打开的图层进行查询。条件查询查询结果显示定位空间查询通过用户输入的点、线、面或者已经被选择的实体，并且自定义一个缓冲值对图层进行空间查询，查询的方式多种多样，包括包含关系、覆盖关系、交叉关系等等。空间查询数据统计（1）分类统计按照指定的字段对图层进行分类统计，在分类统计对话框中用户可以指定需要统计的图层、统计的字段、用来分类的字段以及字段值。 （2）缓冲区分析统计按照指定的字段对图层进行范围统计。数据统计显示报表输出历史数据管理本系统的数据是具有时态性的，数据库中的数据修改后，原来的数据要保留入历史库中，整个数据库以时间为主线记录了空间数据的变化情况，因而是一个可以进行历史回溯的数据库系统。历史数据管理采用了版本管理方法，主要就是为了方便用户可以自如的浏览历史数据，同时还可以对数据库中存在的时间点做合并或者是删除的维护。对比浏览让用户可以多版本叠加显示。历史回溯将图面显示的数据回溯到用户指定的一个时刻点。使用户可以查看任意时间段的数据。历史回溯历史查询查询任意时刻的历史数据，可以将找到的数据直接浏览或进行导出备份。历史查询数据共享与交换模块数据共享交换主要是面向各级政府部门和企业等用户，实现地理空间框架数据库的共享与交换功能的模块，其中数据共享主要是在政府内网上共享地理信息数据，数据共享要能够支持多种技术手段，如远程操作、基于WebService服务等等。数据发布管理模块数据发布管理模块具有数据发布定制、数据发布授权、数据发布更新等空间数据发布管理功能。可以为各个空间数据发布系统提供安全的地图数据及其元数据。交换文件管理该模块主要实现对空间框架过程数据（GIS数据、DWG数据、Word资料、图片资料、测绘项目相关文件资料）进行管理。实现对这些资料按照一定类别进行入库、浏览、查询、下载管理功能。类设计文件目录浏览空间数据转换系统提供了对常用图形数据格式的访问/转换的支持，不仅支持E00、MIF和DXF等流行的文本交换格式，而且支持转换TAB（MapInfo）、SHP（ArcView）、Coverage（ArcInfo）、DWG（AutoCAD）、DGN（MicroStation）等二进制数据格式。此外，还支持各种影像数据格式，包括TIFF、GEO-TIFF、BMP、JPEG、IMG（Erdas）、MrSID、ECW等（MrSID和ECW是基于小波变换的影像压缩格式）。数据导入空间数据分层管理该模块负责实现如下功能：1、标准目标图层（数据集/表）的创建；2、将转换过来的数据按照标准分层定义进行提取；3、支持图层、字段及要素的扩展，采用配置数据库进行扩展定义。标准分层数据更新与入库基础地理数据库的更新就是依据规定区域内地表变化的现状，修正信息载体上相应要素的内容，以提高其精度和保持现势性的一项重要工作。及时、准确地完成已有数据和现有数据的更新入库对整个系统应用和存在的价值是非常重要的。在数据更新时需要考虑以下几个要点：实体校验机制的建立在更新数据入数据库的时候，系统根据实体变化的校验机制，来判断库内已有实体是否发生了更新的操作，从而决定是否将当前的实体写入数据库中以及将库内原来的实体写入历史数据库中。实体增量存储机制的建立在数据写入数据库的时候建立实体的增量变化记录，使用户可以对具体的实体进行历史的浏览。自动接边机制建立接边判断的功能，检查实体是否需要和数据库中已经存在的其他实体接边，如果需要则执行接边操作。数据入库功能主要是实现将经过转换、检查和处理的数据转入到空间数据库中。数据入库能够实现批量入库功能。数据入库还要支持元数据的入库。DLG基础地形数据入库元数据入库元数据及目录管理元数据在地理空间信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表示方法、空间参照系、管理方式以及数据集的其他特征，是实现地理信息服务端的核心标准和技术之一。信息与统计能力项目的庞大之处在于它的数据体系。因此，需要一种合理的方法来避免数据的重复性建设以及协调不同部门之间的资源共享。这就是元数据的功能。基础空间信息管理系统的建设内容，需要包含对元数据的管理，能够实现通过元数据可以检索、访问数据库，可以有效利用计算机的系统资源，从而满足电力各条业务线的用户对不同类型数据的需求，以及实现系统数据交换、更新、检索和数据库集成等操作。地理空间信息中的元数据主要包括图名、数据源、比例尺、精度、生产者、各种符号、航空摄影的航线号、坐标参考系等。元数据内容按照元素的方式进行组织，具体分为部分、复合元素以及数据元素三个层次。元数据管理系统具备元数据输入、编辑、查询、检索、合并、导入以及为网上发布提供元数据等功能。元数据管理实现对存在于系统中的资源目录的统一管理，提供与平台实际组织体系和业务模式相适应的对资源的分级分类授权机制，提供用户控制的对资源访问的灵活的授权策略，提供与实际应用处理模式相对应的对资源访问授权和访问控制机制。元数据管理系统能够完成如下功能：(1)对基础数据进行管理；(2)元数据录入、浏览、编辑、查询；(3)从基础数据提取基本元数据，自动获取地图数据的基本信息、坐标范围、属性字段信息等；图STYLEREF2\s5.9SEQ图\*ARABIC\s231类设计图STYLEREF2\s5.9SEQ图\*ARABIC\s232系统元数据功能界面元数据生成功能元数据的生成功能指通过元数据管理模块，可以从已有的基础地理信息数据库中的数据发掘形成相应的部分元数据描述项。如可以根据数据库中的数据内容确定数据的范围、数据类型等等基本信息，当数据的响应信息变化后，相应的元数据项也可以进行改变，以保证数据与元数据的一致性。元数据录入与修改功能通过元数据模块可以录入地理空间数据的元数据描述，系统提供基础地理空间数据的元数据录入界面。同时，也可以对已有的元数据进行修改和维护。元数据编辑功能元数据项扩展元数据项可以动态扩展，针对不同的要素可以扩展不同的元数据项，实现增量式的元数据管理。元数据查询元数据的查询主要实现根据元数据的内容查询元数据描述，同时，还包括通过对元数据记录项的查询快速检索到相关的地理空间数据。实现数据与元数据的互查，根据元数据来进行数据定位，也可以根据数据来查当前指定的数据对应的元数据。元数据查询元数据注册申请通过元数据注册申请功能，用户可以登录系统在数据中心注册资源。首先经过授权的用户要提出资源注册申请，同时要呈交自己要注册的内容，主要是用元数据对内容进行表述。之后，用户所注册的资源信息描述（元数据）就保存在目录系统中。元数据访问授权目录系统使管理员能够将一套特定的信息资源授予适当用户，并为他们指定在目录中不同对象集合和对象个体之上享有的特定的访问权力。目录服务解决方案为政府的组织提供了保护。当某个用户在系统中被列为“已离职”时，几秒钟之后该用户便不能再访问内部的资源。通过立即删除以前的用户数据和设备的访问权限，还可以避免潜在的开销并消除安全隐患。元数据目录管理通过元数据目录管理功能，系统管理员可以新增资源目录项，修改已有目录内容，删除不合适的资源目录，比如说含有违法内容的资源目录。元数据管理系统根据系统遵循和制定的有关基础地理信息标准，采用面向对象的技术，提供空间数据的标识、内容、质量、状况及其他有关特征的全面描述，并进一步提供数据集编目信息和信息交换的网络服务。元数据管理系统的建设能够与数据发布系统有效结合，在确定元数据的内容时，以“服务于数据利用”为目标，同时提供有关的评价信息。元数据输出元数据的输出主要包括两个方面的功能，一是按照元数据标准生成可交换的元数据文件，如XML格式元数据文件。

专题图层数据管理数据审核发布首先提供基础电子地图的显示，实现矢量、影像、矢量影像叠加，以基础地图为数据显示、定位的背景。将用户经过地址匹配后的空间数据或要更新的共享图层，放到临时数据库进行审核发布，这样用户可以直接在网络上浏览自己要更新的数据。数据查询将要更新的数据发布以后，需要各委办局用户自己来审核发布的信息，这样对于大量的