项目组织实施方案

1、数字深圳空间基础信息平台电子地图和公共设施更新 技术部分投标书版本：1.0文档编号：PJ-0911-D-005日期：二一一年四月目录(Index)1项目概况31.1项目简介32公共设施数据库32.1.数据类别32.1.数据来源42.2.数据加工与检查42.3.更新前后的数据比较52.4.数据库更新62.5.数据回溯72.6.总体流程图83公开版电子地图83.1.数据类别83.2.数据来源93.3.数据加工和检查103.4.总体流程图144质量保证措施154.1.公共设施数据库154.2.公开电子版地图155安全保证措施155.1用户角色管理155.2数据库的加密165.3数据备份176数据库隐

2、患与预防措施186.1数据文件损坏186.2控制文件损坏186.3整个文件系统损坏187工期保证措施185.1工作计划及时间安排185.2人员组织181 项目概况1.1 项目简介数字深圳空间基础信息平台以3S(遥感RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS)技术为基础，整合深圳市自然资源与空间地理基础信息及关联的各类经济社会信息，建立多尺度、多分辨率且更新及时的空间基础数据库，构建空间信息交换和共享在线服务体系，提高信息资源共享能力，满足城市规划、建设和管理对空间信息日益增长的迫切需求，加快数字城市建设。 “数字深圳空间基础信息平台”将为城市规划国土管理、环境保护、人口管理、工商管理、公共交

3、通、物流等提供信息支撑，使城市管理决策更为科学、高效，让民众生活更为便捷、环保。实现空间数据的高效管理、重复利用和有效增值，避免数据的重复采集，彻底解决空间数据供给不足与需求强劲之间的矛盾，为数字深圳夯实基础。2 公共设施数据库2.1. 数据类别包括以下类别但并不限于： 基础地名。包括：山名、河流湖泊、公园绿地、片区名、居住小区、大厦名、城市广场、道路名、桥梁等； 政府机关。包括：省级机构、市政府、区政府、街道办事处、社区工作站、各部门（财政、国土、规划、城管、公安、工商、国税、地税、教育、租赁、科信、统计、法院、检察、司法、环保、质检海关、民政、水务等）、驻深办事处等； 科教机构。包括：大学

4、、中学、小学、幼儿园、职业学校、党校、培训中心、研究基地、协会、学会等； 卫生机构。包括：综合医院、专科医院、中医院、社区卫生中心、保健场所、大型药店等； 文体中心。包括：报刊、杂志社、广播、电视台、购书中心、博物馆、图书馆、纪念馆、展览馆、影剧院、音乐厅、体育场馆、运动中心、健身中心、活动中心、休闲、度假中心等； 交通设施。包括：飞机场、火车站、港口、地铁站、长途汽车站、大型停车场、加油站、驾校、汽车维修中心等； 旅游景点。包括：自然景点、人文景点、主题公园、特色建筑、旅行社等； 宾馆酒楼。包括：星级（含相当）宾馆酒店、普通招待所、知名饭店、小吃点等； 知名连锁餐饮。包括：“洋”快餐：例如麦

5、当劳、肯德基、比萨饼等、“中式”餐饮：例如面点王等、特色餐饮等； 购物中心。包括：综合商场、连锁超市、特色市场、专卖店等； 金融机构。包括：银行（各类银行）、证券、保险等； 邮政电信。包括：邮政、电信、移动通讯等； 公益设施。包括：公墓、养老院、干休所、殡仪馆、援助中心、救助站等； 市政基础设施网点。包括：供水、供电（电力）、供气、环卫设施等； 其它知名企事业。包括：电子类、通信类、信息技术类、加工制造类、商业贸易类、房地产类、服务类、中介、代理机构等。2.1. 数据来源通过手持仪器（如GPS导航仪）对新建或搬迁的公共设施进行实地采集。2.2. 数据加工与检查1.数据加工对于建库的GIS数据采

6、用分层的方式组织, 数据库内的空间数据和属性数据采用一体化管理, 存储于大型数据库中。根据不同的要素类型采用不同的无缝式的组织方式, 对于重要的分析要素如房屋、道路,采用物理无缝的方式组织, 对于一些次要的要素采用几何无缝的方式组织。首先要对修测的数据按照入库数据的标准进行加工, 包括分层与分类、几何处理, 属性处理。2.数据检查反复测试采集数据的准确性，组织检查人员进行实地考察。2.3. 更新前后的数据比较对于基态修正模型而言, 需要对更新前后的数据进行比较, 发现变化的部分, 对变化的和未变化的部分分别进行标识, 然后分别对变化的部分和未变化的部分进行处理。空间数据的变化包括属性变化和图形

7、变化两个部分, 对于属性的变化可以完全通过程序的方法来检验; 对于图形的变化需要通过程序自动搜索和人工干预相结合的方法。对于比较后的修测前后的数据需要进行标记, 区分出修测前后的空间对象是否有变化。经过质量检查无误后的修测数据, 就可以与修测前的空间数据进行比较了。新旧数据的比较是分图层进行的, 数据比较前, 在修测前后的数据集中均增加一个bool型的字段bModified, 以标识更新的要素, 并赋初始值为O (未修改) 。数据对比过程中, 在修测前的数据集中标识被删除和被修改的元素, 设这类数据集为Data2setl, 而修测后的数据集中标识增加和被修改的元素, 设这类数据集为Datase

8、tZ。利用Datasetl可以确定在现势库中要删除的对象, 并将其加入到历史库中, 利用Data2setZ可以确定在现势库中要增加的对象。对DatasetZ中的对象, 将其要素的“最后更新日期”字段修改为本次修测的日期。另外, 当只对一个图幅中的局部数据进行修测时, 可以由用户指定修测要素的区域范围, 程序只对此范围内的对象进行对比, 以加速数据对比的计算过程。也可以直接由用户目视检查出更新的对象, 手工实现某一个或少数几个要素的更新。在用户界面上实现手动更新的流程如图1所示。2.4. 数据库更新数据库更新是一个自动处理的过程, 只需要将现势库中所有标记未变化的目标放入历史库中, 加入更新时间

9、,然后再将更新后的数据中所有变化的目标放入现势库, 加入创建时间即可。目前, 虽然很多GIS软件提供了长事务功能, 但考虑到已有的空间数据离线编辑的习惯和长事务对于软件、硬件和管理有很高要求的实际情况, 对于空间数据编辑和检查最好采用离线的方式, 而对于数据库更新可以采用在线方式进行。与新旧数据的比较类似, DLG数据的更新也是分图层进行的。数据更新涉及对现势库、历史库以及元数据库的一系列操作, 整个操作以数据库对象的ID以及导出文件的UserID作为标识对象的惟一标志。设现势库中的某一层为curDBLayer, 历史库中的相应层为HisDBLayer, 元数据库中的相应层为MetaDBLay

10、er, 修测前数据文件的该层为oklLay2er, 修测后文件的该层为NewLayer。更新操作的过程具体描述如下:1) 现势库的操作:现势库的操作分为删除改动数据和增加新增数据两类,前者在oklLayer中查询bModified字段为1的记录, 利用这些记录的UserID与现势库中ID的关联关系删除现势库中的这些记录。此过程用sQL语言描述如下:delete from CurDB where CurDB1 ID = ( select UserID from OldLayer where ldLayer1bModified = l) 1UserID 后者在NewLayer中查询bModifie

11、d字段为1的记录, 将这些记录增加到现势库中, 要素的最后更新日期作为一个字段也得到了更新。设新查询出满足条件的数据集为Ne2 wRecordset。2) 历史库的操作:在OldLayer中查询bModified字段为1的记录, 将这些记录增加到历史库中, 并做以操作:将创建时间(CreateData)修改为原来的最后更新时间( updateoatal) ;将最后更新时间(Lastupdate)修改为本次更新的时间( updateDataZ) 。设新查询出满足条件的数据集为Ne2 wRecordset。2.5. 数据回溯通过现有的基态修正模型的数据组织方式, 我们可以很容易地进行空间数据的回溯

12、。现势库和历史库记录了所有空间对象在 T1 , Now 这一时段内按照一定间隔采集的空间对象产生和消亡, 其中T1为最早增加的空间目标的有效时间。因此可以通过对现势库和历史库进行查询获得Ti时刻的任何区域状态, 其中T1 = Ti = Now。查询分为两个部分, 空间范围查询和时间查询, 可以根据空间范围的大小来对查询进行优化。如果查询范围比较小, 如一幅地图内, 可以先进行空间查询, 后进行时间查询; 反之,如果范围很大, 甚至是整个数据库范围, 那可以先进行时间查询, 后进行空间查询。空间查询主要是范围查询, 属于比较成熟的技术, 这里就不详细介绍了。下面, 将对时间查询方式进行分析。任意

13、时刻Ti的查询可以分为三个步骤: 对现势库数据的查询和对历史库数据的查询, 然后将结果合并。对现势库数据查询条件为数据采集时间TB = Ti并且数据采集时间TB = Ti的所有目标,其中TB为数据采集时间, TE为数据变更时间, 对应的SQL语句为:select 3 from CurrentDb where TB = TiUN ION select 3 from HisDb where TE = Ti and TB = Ti 。其中CurrentDb 为现实库, HisDb为历史库。通过这样的查询, 可以很方便地进行区域历史数据回溯, 查询的复杂度与查询条件中的时刻无关, 改进了基态修正模型,

14、 提高了区域历史数据回溯的效率。2.6. 总体流程图3 公开版电子地图3.1. 数据类别包括以下几点，但不只限于： 地貌晕渲：依据现有DEM数据，实现专业地图制图领域的地貌晕渲效果； 水系：河流、湖泊、水库、沟渠等； 植被绿地：公园、绿化带、树林、草坪等； 居民地和建筑物：居民区、住宅、商业、工业、市政配套等各类建筑物； 道路网：铁路、高速公路、国道、省道、城市干道、次干道、小路、地铁等 境界（行政区划）：市界、区界、街道办界、社区界、特殊区域（含开发区、保税区、禁区等）等； 文字注记：基础地名、典型兴趣点、道路名等。3.2. 数据来源1 外业修测首先确定城市变化的区域, 然后对变化的区域进行

15、修测。修测的方法可以根据修测, 范围的大小来确定。1）对于较小的修测范围可以采用全野外数字化测图方法，方法如下： 图根控制测量图根控制测量的目的是在高级地形控制测量的基础上再加密一些直接供测图使用的控制点，以满足用于测绘地物地貌的测站点的需要。 由于采用全站仪，测站点到特征点的距离即使在500米以内也能保证测量精度。一般以在500米以内能测到碎部点为原则，选择通视条件好的地方，图根点可稀疏些；地物密集、通视困难的地方，图根点可密些（相对白纸测图时的密度）。控制测量主要使用导线测量，观测结果（方向值、竖角、距离、仪器高、目标高、点号等）自动或手工输入电子手簿，采用平差软件进行平差计算，各项限差应

16、在允许范围之内，如有不符合要求的情况，应进行补测或重测。 碎部点采集全站仪由于具有自动记录功能，野外采集数据的速度较快。测量人员根据事先的分工，各负其职。数字测图要求测定所有碎部点的坐标及记录碎部点的绘图信息，并记录在全站仪的内存中，而后传输到计算机，并利用计算机辅助成图。但在野外数据采集中，若用全站仪测定所有的碎部点，不仅工作量大，而且根据实际地形无法直接测定。因而，必须灵活运用“测、算法”结合，测定碎部点的坐标2）对于较大的修测范围可以采用数字航测的方法进行修测工作, 对于城市基础空间数据的修测可以根据不同的需求采取全要素修测和部分要素修测相结合的方法。2 内业绘图处理数字测图系统的内业主

17、要是计算机屏幕操作，一般采用人机交互图形编辑技术，我们主要使用南方测绘仪器公司CASS数字测图软件。1) 数据传输、数据处理 CASS数字测图软件的草图法数字测图 将外业采集数据按一定的格式传输入计算机内，并将数据格式转换成图形编辑系统要求的格式（生成内部码），即可展绘点号点位，然后根据测量草图对外业数据进行分幅处理、绘制平面图，再进行等高线处理，即自动建立数字地面模型（DTN）、自动生成等高线等。经过数据处理后，未经整饰的地形图即可显示在计算机屏幕上。 CASS数字测图软件的电子平板法数字测图 电子平板数字测图的作业流程：通讯电缆安装了CASS数字测图软件的笔记本电脑与测站上安置的全站仪连接

18、，全站仪测得的碎部点坐标自动传输到笔记本电脑并展绘在绘图区。 2) 图形绘制和编辑 要完成图形的绘制与编辑工作，主要与有关的菜单、对话框及文件打交道。绘图人员根据测量的点以及勘丈的距离和绘制的草图对数据处理后所生成的图形数据文件进行编辑、整理。要想得到一幅规范的地形图，除要对数据处理后生成的“原始”图形进行修改、整理外，还需要加上汉字注记、高程注记，进行图幅和图廓整饰，并填充各种面状地物符号等，最后编辑后的成果即为我们所需要的地形图。 针对电子平板法数字测图图形绘制和编辑，全站仪测得的碎部点坐标自动传输到笔记本电脑并展绘在绘图区，完成一个地物的碎部点测量工作后，采用与草图法相同的方法进行现场实

19、时绘制地物。它是一种在野外作业现场实时连线的成图方法，其特点是野外现场直观性强，“所测的数据即所得”；可以及时发现错误，立即修改。3.3. 数据加工和检查1.数据加工对于建库的GIS数据采用分层的方式组织, 数据库内的空间数据和属性数据采用一体化管理, 存储于大型数据库中。根据不同的要素类型采用不同的无缝式的组织方式, 对于重要的分析要素如房屋、道路,采用物理无缝的方式组织, 对于一些次要的要素采用几何无缝的方式组织。首先要对修测的数据按照入库数据的标准进行加工, 包括分层与分类、几何处理, 属性处理。2.数据检查 几何误差检查几何误差检查包括几何粗差、平面位置精度及高程位置精度的检查。对于空

20、间数据的粗差处理原则是, 大于3 倍中误差的空间数据应视为粗差, 不参与精度评定 。平面位置中误差的计算如下:式中: xi 、yi 为检测点坐标值; xi 、yi 为数字地图中同名点的坐标值; n 为检测点个数; mx 、my 以及Mp 分别为在坐标轴方向上的中误差和点位中误差。间距中误差的计算式中: ms 为地物点间间距中误差: Si 和Si 分别为相邻地物点间的检测边长和在图上量取的同一边长值; n 为检测边数。高程位置中误差的计算如下:式中: mH 为检测点高程中误差: Hi 和Hi 分别为检测点高程和图上同名点的高程; n 为检测点个数。 属性误差检查属性误差检查主要包括空间数据对应的

21、属性数据中要素分类与代码的正确性、要素属性值的正确性及与空间数据连接关系的正确性等。检查可通过回放图与原图套合或在屏幕上逐一显示要素, 依据地图要素分类代码表抽样检查要素分类属性、代码的正确性, 也可按各属性值取值调出图形元素检查各属性取值的正确性以及与图形元素关系的正确性。同时对于要素代码的值域已定的属性, 可以通过程序自动检查判断, 从而保证属性数据的整体正确性。 逻辑误差检查拓扑一致性检拓扑一致性检查, 即以拓扑规则为基础自动探测空间数据的几何误差。拓扑一致性检查主要针对点与点、点与线以及线与线的拓扑错误进行检查与处理, 本文主要研究了重复点、伪节点、冗余点、短悬线误差、长悬线误差以及重

22、复线等误差检测与处理方法1) 重复点判别计算A、B 两点的距离s ,如果s ,则点A 、B 不重合。(其中表示极小的正数, 即容限值)如果点A、B 都是同一层的要素则表示该两点为重复点, 处理时可以直接进行删除; 如果点A、B 不是同一层的要素则应该进行进一步的判断决定是否删除。2) 伪节点判别折线或线段的端点称为节点。当一条折线或线段的端点与另一条折线或线段的端点有重合, 但重合处这两个端点同时存在(在允许的容限内) , 这样的点称为伪节点, 一般来说伪节点是多余的点, 在拓扑处理中应该删除掉。对于伪节点的处理应该是将两条折线或线段进行拓扑合并,使其成为一条折线或线段, 两个伪节点就成为该折

23、线或线段的结点。3) 悬线误差判别带有悬挂节点的折线或线段叫做悬线, 按照悬线长度可以分为短悬线和长悬线两种。对于短悬线的处理主要是在容限范围内, 去掉过头线, 即称为去除短悬线; 对于长悬线可以通过延伸的方法, 即将长悬线延伸到另一条相邻线的临近节点上或线段中间处(见下图) 。4) 冗余点判别如果在折线上某点附近存在两个点号不同的顶点, 且两个顶点之间的距离小于或等于容限, 则这两个顶点就构成为冗余顶点。识别并去掉冗余顶点的操作被称为去除冗余点。检查并剔除冗余点对于空间数据是非常有意义的操作, 它可以有效减少数据量, 提高数据显示和计算的速度(如下图所示) 。5) 重复线判别如果两个线对象包

24、括节点在内的全部顶点两两重叠, 则称为重合线对象。重合线对象的判断不考虑方向。重合线对象往往由部分重合的两个线对象相交后产生。对于重合线的处理, 如果两条线段都是同一层的要素,则可以直接删除其中一条线段; 如果两条线段不是同一层的要素则应该进行进一步的判断决定是否删除, 因为对于空间数据特别是城市大比例尺数据常有不同空间要素共用同一线段的情况, 如道路边线与花坛的边线共线等, 需要进行判断。接边误差处理数字化时大多是分幅进行的, 数字化后相邻图幅边界的几何位置与属性会出现不吻合, 因而产生图形的接边误差。由于接边误差产生的种类比较多, 情况比较复杂, 因此对于接边误差的处理本文采用了多种接边处

25、理算法:1) 平均法平均法是取图廓边两边待接点的坐标均值作为接边后的点的坐标, 点p1 ( x1 , y1) 和p2 ( x2 , y2) 是待接点, 点p0 ( x0 , y0) 的坐标为:该方法简单易行, 适用于接边误差在精度范围内的各种直线、多义线类的接边处理, 容易实现接边的自动批量处理。2) 强制法强制法是分为主副图幅, 将副图幅的一条待接边的待接点强制附合到主图幅另一条待接边的待接点上, 以点p1所在的图幅为主图幅, 将点p2 坐标所在图幅内的坐标强制附和上去, 则点p0 的坐标为:x0 = x1 y0 = y13) 优化法无论采用了平均法还是强制法, 在边界处都要产生一个拐点,

26、如果待接边明显是一条直线边的话, 这个拐角既影响图形精度也影响图形的显示, 因此我们不但要在图边线上把两个点接在一起, 还要考虑到接边后的待接线段在一条直线上, 这种方法就是优化法, 点p0 ( x0 , y0) 是接边点,除了要满足将p1 、p2 两点结合外, 还要保证:3.4. 总体流程图基础地理数据库公共设施数据库地图要素地图符号化图形修改DEM数据晕渲图像制作拓扑处理生成矢量地图数据绘图检查地图发布4 质量保证措施4.1. 公共设施数据库确定每个空间兴趣点对象的属性信息（即字段）及多媒体信息完备，在数据库设计基础之上，确保至少90%的空间兴趣点对象各属性字段充实准确；对于基础地名、科教

27、文卫等重点类公共设施数据与相关职能的部门校合；对公共设施数据分级，实现数据分级显示；确保公共设施正确率至少达到95%以上（其中基础地名、科教文卫等重点类公共设施数据达到99%）4.2. 公开电子版地图分要素进行多符号配置，设定符合地图阅读心理的地图要素层视野控制范围参数，地图画面视觉效果层次分明、色彩协调，动态文字注记标应大小适宜、疏密得当。保证电子地图数据合格率达到99%以上5 安全保证措施5.1 用户角色管理我们建立不同的用户组和用户口令验证，可以有效地防止非法的Oracle用户进入数据库系统，造成不必要的麻烦和损坏；另外在Oracle数据库中，可以通过授权来对Oracle用户的操作进行限

28、制，即允许一些用户可以对Oracle服务器进行访问，也就是说对整个数据库具有读写的权利，而大多数用户只能在同组内进行读写或对整个数据库只具有读的权利。在此，特别强调对SYS和SYSTEM两个特殊账户的保密管理。 为了保护ORACLE数据库服务器的安全，应保证$ORACLE_HOME/bin目录下的所有内容的所有权为Oracle用户所有。 为了加强数据库在网络中的安全性，对于远程用户，应使用加密方式通过密码来访问数据库，加强网络上的DBA权限控制，如拒绝远程的DBA访问等。 5.2 数据库的加密数据库系统在操作系统下都是以文件形式进行管理的，因此入侵者可以直接利用操作系统的漏洞窃取数据库文件，或

29、者直接利用OS工具来非法伪造、篡改数据库文件内容。这种隐患一般数据库用户难以察觉。 数据库管理系统分层次的安全加密方法主要用来解决这一问题，它可以保证当前面的层次已经被突破的情况下仍能保障数据库数据的安全，这就要求数据库管理系统必须有一套强有力的安全机制。解决这一问题的有效方法之一是数据库管理系统对数据库文件进行加密处理，使得即使数据不幸泄露或者丢失，也难以被人破译和阅读。 我们可以考虑在三个不同层次实现对数据库数据的加密，这三个层次分别是OS层、DBMS内核层和DBMS外层。 在OS层加密。在OS层无法辨认数据库文件中的数据关系，从而无法产生合理的密钥，对密钥合理的管理和使用也很难。所以，对

30、大型数据库来说，在OS层对数据库文件进行加密很难实现。 在DBMS内核层实现加密。这种加密是指数据在物理存取之前完成加/解密工作。这种加密方式的优点是加密功能强，并且加密功能几乎不会影响DBMS的功能，可以实现加密功能与数据库管理系统之间的无缝耦合。其缺点是加密运算在服务器端进行，加重了服务器的负载，而且DBMS和加密器之间的接口需要DBMS开发商的支持。 在DBMS外层实现加密。比较实际的做法是将数据库加密系统做成DBMS的一个外层工具，根据加密要求自动完成对数据库数据的加/解密处理。采用这种加密方式进行加密，加/解密运算可在客户端进行，它的优点是不会加重数据库服务器的负载并且可以实现网上传输的加密，缺点是加密功能会受到一些限制，与数据库管理系统之间的耦合性稍差。 5.3 数据备份Oracle数据库的备份主要有以下几种方式： 1)逻辑备份 逻辑备份就是将某个数据库的记录读出并将其写入到一个文件中，这是经常使用的一种备份方式。 export（导出）：此命令可以将某个数据文件、某个用户的数据文件或整个数据库进行备份。