全國110000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫整合升級(jí)總體設(shè)計(jì)

1、全國1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫整合升級(jí)總體設(shè)計(jì)一、引言“十二五”期間，國家測(cè)繪地理信息局大力推進(jìn)地理信息資源的整合利用和互聯(lián)互通，在已經(jīng)發(fā)布的國家測(cè)繪地理信息發(fā)展“十二五”總體規(guī)劃綱要中，對(duì)全國基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)與更新提出了明確的任務(wù)和要求，全力推進(jìn)全國“一張圖”（國家基本比例尺地形圖）建設(shè)工作，加強(qiáng)基本比例尺尤其是1:10000及更大比例尺地形圖測(cè)繪；適度豐富和拓展基礎(chǔ)地理信息要素類型，加快國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的更新；逐步建立各級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫多尺度聯(lián)動(dòng)更新機(jī)制；加快完成全國范圍內(nèi)基礎(chǔ)地理信息資源整合，實(shí)現(xiàn)全國地 理信息資源的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、互聯(lián)互通和協(xié)同服務(wù)等，真正實(shí)現(xiàn)構(gòu)建數(shù)字中

2、國地理空間框架的 戰(zhàn)略目標(biāo)，并向構(gòu)建智能地理空間框架的目標(biāo)邁進(jìn)。為了加強(qiáng)對(duì)全國1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)和更新的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，國家測(cè)繪地理信息局2012年組織開展了全國1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫整合轉(zhuǎn)換生產(chǎn)試驗(yàn)工作，研制 相關(guān)軟件系統(tǒng)，開展了生產(chǎn)試點(diǎn)，并于2013年全面啟動(dòng)了全國1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫整合升級(jí)工程，計(jì)劃在 20132014年內(nèi)完成全國各省現(xiàn)有1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)（包括DLG DEM DOh數(shù)據(jù)）的整合處理，并對(duì)整合處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行建庫，優(yōu)化升級(jí)數(shù)據(jù)庫 管理服務(wù)系統(tǒng)，建立規(guī)范化的1:10000數(shù)據(jù)庫，逐步形成全國橫向統(tǒng)一、縱向銜接的全國1:10000

3、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，提高全國各省1:10000數(shù)據(jù)庫管理和服務(wù)整體技術(shù)水平與性能。本文結(jié)合該工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，重點(diǎn)介紹了國家1:10000數(shù)據(jù)庫整合升級(jí)的總體技術(shù)設(shè)計(jì)，包括內(nèi)容、技術(shù)方法與流程等關(guān)鍵內(nèi)容。二、全國1 : 10000數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀及問題分析2.1全國1 : 10000數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀近些年來，隨著數(shù)字中國地理空間框架建設(shè)的加速推進(jìn)，全國各省、市、自治區(qū)測(cè)繪部門的1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)發(fā)展迅速，覆蓋范圍不斷擴(kuò)大。據(jù)2011年底的統(tǒng)計(jì)，有近 20個(gè)省份實(shí)現(xiàn)了 1:10000地形圖或數(shù)據(jù)全部覆蓋，覆蓋全 國46.7%面積；超過20個(gè)省份基本建立了省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫（含非全省覆

4、蓋）；大部分省份實(shí)現(xiàn)了中高分辨率（0.5米-5米）的正射影像覆蓋，一些省份不斷更新覆蓋0.2米-1米高分影像。全國半數(shù)以上的省份已全面開展1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫更新，有近10個(gè)省完成了第一輪更新，正在逐步實(shí)現(xiàn)持續(xù)更新和動(dòng)態(tài)更新。到2012年，全國1:10000 DLG數(shù)據(jù)(不含地形圖資料)共162855幅，覆蓋全國 43.8% 面積;1:10000 DEM 數(shù)據(jù)共148600幅，覆蓋全國 40.1%面積;1:10000 DOM 數(shù)據(jù)共149651 幅，覆蓋全國40.3%面積，數(shù)據(jù)的主要覆蓋范圍分布在我國中東部地區(qū)，且東部省份的數(shù) 據(jù)現(xiàn)勢(shì)性好于中西部省份。全國現(xiàn)有1:10000數(shù)據(jù)圖幅

5、數(shù)及現(xiàn)勢(shì)性分布情況如下表所示：表1:全國現(xiàn)有1:10000數(shù)據(jù)圖幅數(shù)及現(xiàn)勢(shì)性分布情況Tab.1 The coverage and age of 1:10k data in China2004 年 勰前2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年討地形要素團(tuán)灘86S8119141150217342206062SKZ1627920027162855百佩酬5%7%7%11%i冊(cè)10%12%100%數(shù)字高翟 翹團(tuán)懺397J21590575597130期8152542100617922126491400百分比27%lift7%10%14K12%9%1W%數(shù)字正射影像2

6、581410214899112271197212097018835183771451214K51百分比11%7X8-i13%14%13X12%10%1M%2.2主要問題分析由于受到地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，以及一些技術(shù)條件的影響等，存在一些突出問題，主要表現(xiàn)為全國各省之間的 1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫不統(tǒng)一，在要素和屬性的詳 細(xì)程度、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及分層、現(xiàn)勢(shì)性、生產(chǎn)和更新進(jìn)度等方面都存在不同程度的差異：(1) 數(shù)據(jù)分類編碼不統(tǒng)一：數(shù)據(jù)分類編碼分別采用舊國標(biāo)、新國標(biāo)、1:10000建庫技術(shù)綱要、地方技術(shù)規(guī)程等，并普遍進(jìn)行了擴(kuò)充和修改，但各省不統(tǒng)一。(2) 數(shù)據(jù)內(nèi)容與詳細(xì)程度不同：全要素與核心要素

7、并存，選取的屬性內(nèi)容也不一致。(3) 數(shù)據(jù)模型及結(jié)構(gòu)各異：數(shù)據(jù)模型不統(tǒng)一，有制圖數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)，在分層、命名、數(shù)據(jù)格式等方面也不相同。 坐標(biāo)系統(tǒng)不統(tǒng)一：各省數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)不同，同時(shí)存在54坐標(biāo)、80坐標(biāo)、2000坐標(biāo)、地方獨(dú)立坐標(biāo)等。(5)現(xiàn)勢(shì)性存在較大差異：各省1:10000數(shù)據(jù)庫建設(shè)與更新實(shí)施進(jìn)度不協(xié)調(diào)、現(xiàn)勢(shì)性不統(tǒng)一，導(dǎo)致不接邊，影響使用效果。同時(shí)，與國家1:5萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫之間也存在不協(xié)調(diào)，在數(shù)據(jù)模型、結(jié)構(gòu)、要 素內(nèi)容與表達(dá)方式等諸多方面不一致。各省1:10000數(shù)據(jù)庫之間不一致問題，導(dǎo)致橫向難以集成應(yīng)用；與國家1:5萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫存在不協(xié)調(diào)，致使縱向上難以集成關(guān)聯(lián)。這已經(jīng)

8、成為數(shù)字中國地理空間框架建 設(shè)實(shí)現(xiàn)資源整合與信息共享應(yīng)用的制約因素，直接影響了地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)、國 家和省級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪成果的共享與應(yīng)用服務(wù)，以及國家與省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的聯(lián)動(dòng)更 新工作的快速推進(jìn)與深入開展。因此，迫切需要對(duì)全國1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)全國范圍的規(guī)范統(tǒng)一。三、主要技術(shù)方法與流程設(shè)計(jì)針對(duì)全國各?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的整合處理與數(shù)據(jù)庫優(yōu)化升級(jí) 的實(shí)際需要，綜合考慮當(dāng)前各省（市、自治區(qū)）國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)現(xiàn)狀、實(shí)施條件等因素，充分利用地理信息技術(shù)、遙感、空間定位、空間數(shù)據(jù)庫等先進(jìn)技術(shù)，建立全國 1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)

9、據(jù)庫整合升級(jí)的總體技術(shù)路線。各省份可按照各自的實(shí)際情況， 采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，最后建立符合各省應(yīng)用 的集成管理與服務(wù)系統(tǒng)。總體技術(shù)路線如下圖所示：圖1全國1:10000數(shù)據(jù)庫整合升級(jí)總體技術(shù)路線Fig.1 The general technical solution of the integration and improvement ofn atio nwide 1:10000 database主要的工作流程包括計(jì)劃制定、方案設(shè)計(jì)，技術(shù)準(zhǔn)備、整合處理、數(shù)據(jù)建庫、系統(tǒng)升 級(jí)、質(zhì)量驗(yàn)收等，如下圖所示。圖2: 1:10000數(shù)據(jù)庫整合升級(jí)項(xiàng)目工作流程Fig.2

10、 The gen eral workflow四、數(shù)據(jù)整合處理4.1.整合處理的主要內(nèi)容對(duì)于分幅數(shù)據(jù)，整合處理以分幅單元進(jìn)行，處理完成后再進(jìn)行拼接入庫；對(duì)于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，整合處理可直接在數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)子庫內(nèi)進(jìn)行。1:10000地形要素?cái)?shù)據(jù)處理內(nèi)容主要包括：統(tǒng)一數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)組織與表達(dá)、統(tǒng)一要素分類代碼、對(duì)要素進(jìn)行轉(zhuǎn)換和完善，逐步達(dá)到完整、逐步提高和達(dá)到現(xiàn)勢(shì)性要求、 統(tǒng)一生僻字處理、統(tǒng)一元數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)接邊等。對(duì)于1:10000DEM數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)、格網(wǎng)大小等不符合要求的，需要按照統(tǒng)一坐標(biāo)系、格網(wǎng)間距、數(shù)據(jù)接邊等要求進(jìn)行整合處理。對(duì)于影像分辨率優(yōu)于 5米的DOM數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，統(tǒng)一規(guī)范空間參考系

11、、數(shù)據(jù)組 織、數(shù)據(jù)格式、文件命名、接邊等內(nèi)容，國家、省級(jí)共同逐步構(gòu)建全國多時(shí)相、多分辨率 的DOM數(shù)據(jù)庫，按照統(tǒng)一要求進(jìn)行整合處理。4.2整合處理的工作模式設(shè)計(jì)全國1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的整合主要是對(duì)全國各省(市、自治區(qū))現(xiàn)有1:10000地形要素?cái)?shù)據(jù)(DLG)、數(shù)字高程模型(DEM卜數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)(DOM等進(jìn)行整合處理；由各 省根據(jù)本省的實(shí)際需要和實(shí)施條件，決定是否對(duì)整合后的1:10000數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的補(bǔ)充完善，以及進(jìn)行全面更新或動(dòng)態(tài)更新。工作模式可以采用以下三種之一：(1) 整合更新一步到位：對(duì)于當(dāng)前1:10000數(shù)據(jù)的內(nèi)容比較完整、現(xiàn)勢(shì)性較好，或具備較好的數(shù)據(jù)更新實(shí)施條件，可采

12、用整合處理與更新同步進(jìn)行，整合后的數(shù)據(jù)達(dá)到1:10000數(shù)據(jù)規(guī)范的要求；(2) 整合與補(bǔ)充完善相結(jié)合：如果當(dāng)前1:10000數(shù)據(jù)內(nèi)容和現(xiàn)勢(shì)性比較好，可在數(shù)據(jù)整合的同時(shí)，利用收集到的現(xiàn)勢(shì)資料和影像等對(duì)其進(jìn)行必要的補(bǔ)充完善，使之基本達(dá)到1:10000數(shù)據(jù)規(guī)范的要求；(3) 整合更新分步實(shí)施：只對(duì)當(dāng)前1:10000數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，待實(shí)施條件成熟時(shí)再實(shí)施數(shù)據(jù)更新，逐步達(dá)到1:10000數(shù)據(jù)規(guī)范的要求。采用統(tǒng)一制定的數(shù)據(jù)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在各省現(xiàn)有的1:10000數(shù)據(jù)成果的基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)一提供的生產(chǎn)軟件系統(tǒng)，根據(jù)本省的實(shí)際情況，從上述三種工作模式中，選取其中一種模式，以內(nèi)業(yè)整合優(yōu)先，軟件處理為主、人工交互為

13、輔的技術(shù)方法，開展本省的1:10000數(shù)據(jù)整合處理生產(chǎn)。五、數(shù)據(jù)庫優(yōu)化升級(jí)全國1:10000數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)的主要工作是對(duì)整合后的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化建庫，并進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)化升級(jí)。主要工作包括(1) 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化建庫：對(duì)整合處理后的1:10000數(shù)據(jù)，包括DLG DEM DOMS行入庫前的檢查、處理，采用大型商用的GIS空間數(shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化設(shè)計(jì)，構(gòu)建結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)、性能優(yōu)良、布局合理的省級(jí)1:10000數(shù)據(jù)庫。整合后的數(shù)據(jù)庫如圖3所示。正射影像數(shù)據(jù)庫萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫地形要素?cái)?shù)據(jù)庫數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫居民地及設(shè)施交誦水系境界弓政區(qū)地貌植被與土質(zhì)定位基礎(chǔ)管線地名元數(shù)據(jù)庫圖3:整合后1:1000

14、0基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成Fig.3 The contents of 1:10000 database after in tegrati on(2) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)：按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫建庫方案和數(shù)據(jù)庫管理運(yùn)行維護(hù)以及數(shù)據(jù)分發(fā)提供的需要，在現(xiàn)有的1:10000數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與性能，擴(kuò)展完善系統(tǒng)功能，對(duì)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造；或者根據(jù)建庫方案和有關(guān)的規(guī)范要求，重新構(gòu)建基于 C/S架構(gòu)的1:10000基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，主要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多比例 尺、多類型數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)查詢的一體化和集成化。系統(tǒng)易于使用，更新和 維護(hù)簡(jiǎn)單，用戶界面友好，功能明確，執(zhí)行效率高，能

15、完成數(shù)據(jù)管理、查詢檢索、數(shù)據(jù)分 析和數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布展示等主要功能，確保實(shí)施的可操作性和系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，以更好地滿足數(shù)據(jù)庫管理維護(hù)、數(shù)據(jù)分發(fā)提供的需要。(3) 數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建：根據(jù)本省的實(shí)際需要，將整合后的1:10000數(shù)據(jù)庫經(jīng)過可視化和切片處理，構(gòu)建基于B/S架構(gòu)的1:10000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)快速瀏覽、地圖服務(wù)發(fā)布、在線地圖服務(wù)數(shù)據(jù)生產(chǎn)等功能，為政府和專業(yè)部門提供在線的地理信息和地圖服務(wù)，也可以采用托管方式或整體提供給應(yīng)用部門使用，更好的發(fā)揮基礎(chǔ)地 理信息資源的作用，為國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)奠定良好的基礎(chǔ)。六、總結(jié)各省1:10000數(shù)據(jù)庫之間不一致，導(dǎo)

16、致橫向難以集成應(yīng)用，縱向上難以與國家多尺度 數(shù)據(jù)庫集成關(guān)聯(lián)。這已經(jīng)成為數(shù)字中國地理空間框架建設(shè)實(shí)現(xiàn)資源整合與信息共享應(yīng)用的 制約因素，直接影響了地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)、國家和省級(jí)基礎(chǔ)測(cè)繪成果的共享與應(yīng) 用服務(wù)，以及國家與省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的聯(lián)動(dòng)更新工作的快速推進(jìn)與深入開展。全國1： 10000數(shù)據(jù)庫整合升級(jí)工程的實(shí)施，將形成全國統(tǒng)一的1:10000基礎(chǔ)地理信息相關(guān)數(shù)據(jù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)全國范圍的規(guī)范統(tǒng)一，對(duì)于盡早實(shí)現(xiàn)全國“一張圖、一個(gè)網(wǎng)、一個(gè)平 臺(tái)”的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)具有十分重要的意義，將為建立國家與地方交換共享、協(xié)同更新和快 速服務(wù)機(jī)制奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，加速推進(jìn)數(shù)字中國地理空間框架建設(shè)，對(duì)于國家與地方測(cè)繪 地理信息事業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。參考文獻(xiàn)：1 王東華，國家1:50000基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫建庫的技術(shù)研究與實(shí)踐地理信息世界,2006,4(4) :4-52 陳軍，王東華，商瑤玲，劉建軍，趙仁亮，國家1 : 50000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫更新 工程及實(shí)施J，地理信息世界，2012(1):8-123 王東華，商瑤玲，劉建軍等，數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)的地形圖快速制圖