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摘要：標(biāo)準(zhǔn)化工作是地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文結(jié)合福州市空間信息資源建設(shè)現(xiàn)狀及其應(yīng)用需求，對(duì)“數(shù)字城市”地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化的重要性、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成、重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容等方面進(jìn)行分析與研究，提出了解決城市地理空間信息標(biāo)準(zhǔn)化問題的若干對(duì)策，可供“數(shù)字城市”地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的有關(guān)人員參考。...

城市地理空間信息標(biāo)準(zhǔn)化問題研究

李進(jìn)強(qiáng)

(福州市勘測(cè)院50003)

    隨著城市信息化進(jìn)程的逐步展開，政府、企業(yè)、公眾對(duì)地理空間信息的需求越來(lái)越廣，地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)作為整合和承載其它各類社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人文統(tǒng)計(jì)信息的平臺(tái)，受到政府和業(yè)界的普遍關(guān)注。然而因條塊分割等歷史原因，城市地理信息工作遺留一些亟待解決的問題，如：空間基準(zhǔn)不統(tǒng)一、信息標(biāo)準(zhǔn)不一致、數(shù)據(jù)更新乏力、管理法規(guī)不完善等。這些問題嚴(yán)重妨礙地理信息開發(fā)與共享，其中共享標(biāo)準(zhǔn)的缺乏已成為制約空間信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要因素。因此，深入探討城市地理空間信息標(biāo)準(zhǔn)化(GIS標(biāo)準(zhǔn)化)問題，對(duì)于城市地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及其應(yīng)用，具有十分重要的理論與實(shí)踐意義。

1.國(guó)內(nèi)外GIS標(biāo)準(zhǔn)化研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

    1.1國(guó)內(nèi)外GIS標(biāo)準(zhǔn)化研究現(xiàn)狀

    由于GIS標(biāo)準(zhǔn)化工作未得到重視的危害有滯后性，往往被忽視，而一旦發(fā)現(xiàn)失誤再去彌補(bǔ)，代價(jià)很大，有些工程需要重來(lái)。有鑒于此，各國(guó)政府和企業(yè)都十分重視標(biāo)準(zhǔn)先行。美國(guó)國(guó)家空間數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(NSDI)制定了統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)格式規(guī)范SDTS…，包括幾何坐標(biāo)、投影、拓?fù)潢P(guān)系、屬性數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)字典。SDTS是GIS領(lǐng)域歷史上影響最大的標(biāo)準(zhǔn)體系，許多軟件利用SDTS提供了標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)交換格式。國(guó)際IS0／TC211組織和OGC組織倡導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)化工作都取得極大進(jìn)展，引起世界各國(guó)的普遍關(guān)注和積極參與。IS0／ TC21 1主要負(fù)責(zé)框架和參考模型、地理空間數(shù)據(jù)模型和算子、地理空間數(shù)據(jù)管理、地理空間數(shù)據(jù)服務(wù)和專用標(biāo)準(zhǔn)等；0GC主要致力于推動(dòng)開放地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范(OGIS)的發(fā)展。我國(guó)建設(shè)部編制的《城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(CJJ l00—2004)是目前我國(guó)城市地理信息系統(tǒng)建設(shè)最有指導(dǎo)意義的文件，共包括九個(gè)部分(總則；數(shù)據(jù)內(nèi)容及質(zhì)量要求；分發(fā)與技術(shù)服務(wù)；要素分類與代碼等)i3 J，該標(biāo)準(zhǔn)已被許多城市借鑒或采納。

    1.2 GIS標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢(shì)

    未來(lái)的GIS標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展將呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：

    1)突出整體性：通過研究地理信息參考模型、及各標(biāo)準(zhǔn)間的相互關(guān)系，從整體層面上統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，以此為依據(jù)確定GIS標(biāo)準(zhǔn)化的工作目標(biāo)。

    2)強(qiáng)調(diào)共享與互操作：圍繞系統(tǒng)的共性特征，針對(duì)統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)定義、統(tǒng)一信息分類編碼、統(tǒng)一接口規(guī)范等問題，提出一系列標(biāo)準(zhǔn)化的具體要求，為系統(tǒng)互操作打下基礎(chǔ)，從源頭上推動(dòng)空間信息資源的整合和共享。

    3)建立長(zhǎng)效工作機(jī)制：在政策層面上，積極探索相應(yīng)的政策法規(guī)、管理體制、協(xié)調(diào)機(jī)制，依法推動(dòng)GIS標(biāo)準(zhǔn)化；在技術(shù)層面上，借鑒IS0／TC 21 1的Profile機(jī)制，建立持續(xù)有效的工作模式。

2.城市“地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)”及其標(biāo)準(zhǔn)化體系

    2.1城市“地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)”基本概念

    城市地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)是“數(shù)字城市”建設(shè)的基礎(chǔ)性工程。以福州市政務(wù)信息中心發(fā)布的《福州市地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)可行性研究報(bào)告》為參考，城市地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)可概括為：l個(gè)平臺(tái)(共享服務(wù)平臺(tái))、1套基準(zhǔn)(GPS基準(zhǔn)站)、5個(gè)子數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)字正射影像(DOM)、數(shù)字線劃地圖(DLG)、數(shù)字高程模型(DEM)、地址編碼、地下管線)，以及相應(yīng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、管理辦法與數(shù)據(jù)更新機(jī)制。

    2.2城市空間信息標(biāo)準(zhǔn)化體系

    地理空間信息標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容廣泛，一般涉及地理模型、數(shù)據(jù)獲取、組織管理、共享服務(wù)等方面。根據(jù)城市地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的特點(diǎn)，城市地理空間信息標(biāo)準(zhǔn)可劃分為：

    1)地理標(biāo)準(zhǔn)，包括：空間參考系、空間模型、術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

    2)空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，包括：分類編碼標(biāo)準(zhǔn)、地址編碼標(biāo)準(zhǔn)、元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等。

    3)數(shù)據(jù)獲取標(biāo)準(zhǔn)，包括：GPS測(cè)量規(guī)范、野外地形測(cè)量數(shù)  據(jù)采集規(guī)范、航空攝影測(cè)量與遙感數(shù)據(jù)生產(chǎn)規(guī)范、數(shù)據(jù)更新技  術(shù)規(guī)程等。

    4)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)，包括：地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)規(guī)范，以及  相應(yīng)的管理規(guī)程、安全標(biāo)準(zhǔn)。

    5)數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包括：數(shù)據(jù)內(nèi)容與質(zhì)量要求、數(shù)據(jù)檢查  驗(yàn)收與質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

    6)分發(fā)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，包括：數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)和互操作協(xié)議、地理空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、空間數(shù)據(jù)目錄服務(wù)規(guī)范、位置服務(wù)(LBS)標(biāo)準(zhǔn)等。

3.重點(diǎn)內(nèi)容及其標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)策

    以上各類標(biāo)準(zhǔn)中頂層部分可直接引用或參照成熟的國(guó)際  標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如空間模型標(biāo)準(zhǔn)可參照0GC抽象規(guī)范，本文不再詳述。以下主要針對(duì)城市地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的需要，提出城市GIS標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容及其  相應(yīng)的對(duì)策：

    3.1空間參考系

    因條塊分割等原因，許多城市產(chǎn)生了同一空間參照系的  多個(gè)實(shí)現(xiàn)(城市控制系統(tǒng))，例如福州市規(guī)劃／土地／房產(chǎn)部門  就實(shí)現(xiàn)了各自的城市控制系統(tǒng)。這些成果由于缺乏統(tǒng)一設(shè)計(jì)  和整體平差，造成信息難以共享、重復(fù)投資等問題。解決此類  問題的主要措施有：

    1)利用國(guó)家GPS C級(jí)網(wǎng)對(duì)原有的城市控制系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)與改造。

    2)制定“城市空間參考系建設(shè)與使用管理?xiàng)l例”，保證城市空間參照系的統(tǒng)一性、有效性、權(quán)威性。

    3.2分類編碼標(biāo)準(zhǔn)

    目前“要素化嚴(yán)重不足”、“數(shù)據(jù)更新乏力”是造成空間信息供需矛盾的兩大主要原因。1：500—1：2000空間數(shù)據(jù)因遷就制圖要求，要素化存在不足，按圖幅切割破壞了地理要素的完整性，一些輔助制圖數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)垃圾。為此，本文提出編制分類編碼標(biāo)準(zhǔn)的幾點(diǎn)針對(duì)性思路：

    1)深入研究各行業(yè)的應(yīng)用需求，明確基礎(chǔ)空間信息與專題空間信息之間的界線，確定基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)集的層次關(guān)系，進(jìn)行系統(tǒng)分類與科學(xué)劃分。

    2)參考《城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(CJJ l00—  2004)分類編碼方案，采用面向?qū)ο蟮乃枷耄瑢?duì)空間要素重新設(shè)計(jì)，形成無(wú)圖幅概念的對(duì)象化數(shù)據(jù)。

    3)屬性數(shù)據(jù)對(duì)于空間數(shù)據(jù)的表達(dá)描述有極為重要的作用，應(yīng)在一定范圍內(nèi)建立起統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如屬性字段名稱的命名等。

    4)利用信息映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間實(shí)體對(duì)象表現(xiàn)形式(符號(hào)化)的標(biāo)準(zhǔn)化，克服制圖與要素化之間的矛盾。

    5)充分考慮到數(shù)據(jù)更新的需要。

    3.3地址編碼標(biāo)準(zhǔn)

    隨著城市建設(shè)的加快和建成區(qū)面積的不斷擴(kuò)大，我國(guó)大多數(shù)城市地名管理出現(xiàn)了不同程度的失控：道路門牌編號(hào)混亂，重名同名現(xiàn)象加劇，給城市地址編碼工作帶來(lái)嚴(yán)重困難。借鑒一些較早開展地址編碼數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的城市(如北京市、  上海市)的工作經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為城市地址編碼標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)加強(qiáng)三個(gè)方面的研究：

    1)地址編碼方案的研究。北京市采用隨機(jī)無(wú)意義的唯一編碼方案，上海采用基于要素地位置的編碼方案，各有所長(zhǎng)。

    2)地址匹配模型的研究。該模型應(yīng)兼容一地多名(歷史地名等)、多地同名等情況，北京市上海市都采用行政區(qū)域?yàn)橹骶�的層次模型、可以借鑒。

    3)地址編碼采集工藝的研究。內(nèi)業(yè)可利用基本地形圖、正射影像作為底圖進(jìn)行標(biāo)示，外業(yè)調(diào)繪可以邀請(qǐng)一些對(duì)地名比較熟悉的人員(如公安、郵政人員)共同參與。

    3.4空間數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

    空間數(shù)據(jù)質(zhì)量元素包括：綜合取舍指標(biāo)、位置精度(遙感數(shù)據(jù)的分辨率)、屬性精度、邏輯一致性、數(shù)據(jù)完備性和數(shù)據(jù)的實(shí)效性等內(nèi)容。

    目前許多城市存在多套l：500基本圖成果(例如：福州市存在國(guó)土／房產(chǎn)／規(guī)劃三套成果)，這些成果既有聯(lián)系又有區(qū)別。它們都屬于基礎(chǔ)地理信息，但由于執(zhí)行不同規(guī)范(《地籍測(cè)量規(guī)范》、《房產(chǎn)測(cè)量規(guī)范》、《城市測(cè)量規(guī)范》)，位置精度不同，地物取舍不一。解決此類問題的主要對(duì)策有：

    1)位置精度應(yīng)同時(shí)滿足國(guó)土／房產(chǎn)／規(guī)劃部門的要求，但考慮到房產(chǎn)管理主要關(guān)注房屋套內(nèi)面積，地籍管理的要求高于城市規(guī)劃，因此實(shí)際上位置精度以《地籍測(cè)量規(guī)范》為準(zhǔn)較為合理。

    2)地物取舍詳略以《城市測(cè)量規(guī)范》為準(zhǔn)較為合理。

    3)按照以上質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，實(shí)現(xiàn)多圖合一。

    3.5分發(fā)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)

    分發(fā)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)前各部門應(yīng)用需求、GIS技術(shù)條件，信息安全等因素綜合考慮�？筛鶕�(jù)三類用戶(基于空間信息、關(guān)聯(lián)空間信息、加載地理信息)的特點(diǎn)，采取相應(yīng)分發(fā)服務(wù)對(duì)策：

    1)對(duì)于基于空間信息用戶(如國(guó)土、規(guī)劃、房產(chǎn))，空間信息是這類用戶正常工作所必須，建議采用授權(quán)使用、在線更新的分發(fā)服務(wù)模式。

    2)對(duì)于關(guān)聯(lián)空間信息用戶(如公安，交通、環(huán)保)，通過關(guān)聯(lián)地理信息表現(xiàn)專題信息的空間分布，可大幅度提高行業(yè)信息化系統(tǒng)的功能。對(duì)這類用戶應(yīng)當(dāng)提供專題信息空間化接口、及空間對(duì)象訪問接口(MFS)。

    3)對(duì)于加載地理信息用戶，通常關(guān)注的是電子地圖功能，可提供基于圖片(WMS)的在線訪問接口，可最大限度保障信息的安全。

4.結(jié)論與展望

    GIS標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于城市空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的重要意義已形成了普遍共識(shí)，但如何使GIS標(biāo)準(zhǔn)化投入產(chǎn)生“最佳社會(huì)效果”，是擺在人們面前的重大課題。

    當(dāng)前城市GIS標(biāo)準(zhǔn)化的主要任務(wù)是：加強(qiáng)GIS標(biāo)準(zhǔn)化的組織領(lǐng)導(dǎo)，充分研究GIS標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)，深入分析已知用戶對(duì)數(shù)據(jù)精度、詳細(xì)程度的要求，加快配套法律法規(guī)的出臺(tái)，制定滿足當(dāng)前應(yīng)用需求的標(biāo)準(zhǔn)體系同時(shí)留有余地，保證在今后若干年內(nèi)，面對(duì)新信息的增加，不至于打亂已建立的分類體系。

相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，城市GIS標(biāo)準(zhǔn)化將為地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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