注冊測繪培訓講稿第四篇信息服務

武漢大學資源與環(huán)境科學學院地圖科學與地理信息工程系何宗宜第12章互聯網地理信息服務

§12.2在線地理信息數據集生產§12.3在線地理信息服務發(fā)布軟件建設§12.4運行支持系統建設第12章互聯網地理信息服務

2．2．1背景材料1．任務概述1)任務來源根據國家測繪地理信息局要求，計劃建設“××省地理信息公共服務平臺公眾版(天地圖·××)”，任務是以××省現有基礎地理信息數據為基礎，提取、編輯、加工公共地理框架數據，基于互聯網向政府、公眾提供服務§12.2在線地理信息數據集生產2)任務和內容利用××省測繪地理信息局的現有數據資源，加工省級公共地理框架數據集，為“天地圖·××”生產在線地理信息數據集基于最新××省省級地理信息數據資源(如交通、區(qū)劃、地名、街區(qū)、房屋、水系等)、優(yōu)于2.5m(0.2～2.5m)分辨率的衛(wèi)星或航空影像數據，生產××省省域范圍內的省級地理實體數據、地名地址數據，及15～17級線劃電子地圖數據、影像電子地圖數據。應盡可能融合第三方數據資源，增加興趣點(POI)、三維建筑物模型、街景，以及社會經濟、交通、行政、旅游等信息?！?2.2在線地理信息數據集生產

地理實體與地名地址數據應符合規(guī)范要求，矢量電子地圖與影像電子地圖應符合規(guī)范要求。其中，道路數據的幾何表達與拓撲關系表達應盡可能遵循《導航地理數據模型與交換格式》與《車載導航地理數據采集處理技術規(guī)程》所有數據須依據國家有關規(guī)定過濾，刪除涉密信息內容，降低空間精度，降低影像分辨率，形成可在非涉密網環(huán)境中使用的公開數據集，并應經過地圖審核。其中，數據內容與表示需符合規(guī)定要求?？臻g位置精度需符合要求，即位置精度不高于50m，等高距不小于50m，數字高程模型格網不小于100m。影像數據應符合要求，即空間位置精度不得高于50m，影像地面分辨率不得優(yōu)于0.5m，不標注涉密信息，不處理建筑物、構筑物等固定設施2．數據處理要求(1)1：1萬地形圖數據庫：共6317幅。(2)DEM：5m分辨率。(3)影像：全省1m分辨率DOM；地級及縣級市主要建成區(qū)0.5mWorldView和0.6mQuickBird衛(wèi)星影像；局部0.5m航空影像(4)地名地址數據：建制村及以上行政名稱、自然村名稱、自然地理名稱、單位名稱等；地級及縣級市主要建成區(qū)POI點。(5)交通專題數據：×省公路局2008年GPS數據，含道路網、收費站、服務區(qū)和出入口(6)旅游專題數據：星級旅游點、主題旅游點、國家級和省級自然保護區(qū)、國家級和省級森林公園3.現有數據資源情況1．數學基礎采用2000國家大地坐標系，以經緯度為單位。2．地理實體數據設計1）內容設計地理實體數據是對基礎地理信息數據進行內容提取與分層細化、模型對象化重構、統計分析等處理而形成的。以地理要素為空間數據表達與分類分層組織的基本單元。地理實體數據包括基本地理實體和擴展地理實體兩類?；镜乩韺嶓w包括境界與政區(qū)實體、道路實體、鐵路實體、河流實體、房屋院落實體。擴展地理實體是指在基本地理實體的基礎上，根據具體數據源及應用情況而定義的地理實體。12.2.2分析要點(1)境界與政區(qū)實體：包括行政境界及其所圍區(qū)域。行政區(qū)域實體按不同級別行政單元劃分，包括國家、省(直轄市、自治區(qū))、地區(qū)(地級市、自治州)、縣(縣級市、自治縣)、鄉(xiāng)(鎮(zhèn)、街道)等；行政境界是行政區(qū)域的邊界，每個行政境界實體由相鄰行政區(qū)域單元定義。(2)道路實體：按道路名稱劃分，以道路中心線表達。將具有同一名稱的道路的中心線定義為表示該道路的實體；所有道路實體構成連通的道路網；不同尺度數據集中的所有道路都需以中心線表達，并構成連通的網絡；對于源數據中沒有名稱的道路，按其中心線的最小弧段定義實體。2.地理實體數據設計(3)鐵路實體：按鐵路名稱或專業(yè)編號劃分，以鐵路中心線表達。將具有同一名稱或專業(yè)代碼的鐵路中心線定義為表示該鐵路的實體；所有的鐵路實體構成連通的鐵路網；不同尺度數據集中的所有鐵路都須以中心線表達，并構成連通的網絡。(4)河流實體：按河流名稱劃分，以河流骨架表達。將具有同一名稱的河流的骨架線定義為表示該河流的實體；所有河流實體構成連通的水網；不同尺度數據集中的所有河流都須以中心線表達，并構成連通的網絡。(5)房屋院落實體：房屋實體定義為表示能夠獨立標識的房屋外輪廓的封閉多邊形；院落實體定義為表示單位、小區(qū)等院落外輪廓的封閉多邊形。2.地理實體數據設計2)地理實體數據處理方案設計地理實體數據是對數據源進行內容提取、模型重構、規(guī)范化處理、脫密處理、一致性處理后形成的。(1)地理實體數據建模。地理實體的概念模型由圖元與實體兩個層次構成。圖元為地理實體的構成單元，用點、線、面表達，以圖元標識碼唯一標識。實體由一個或多個圖元構成，用圖元或圖元的組合表達，以實體標識碼進行標識。在進行地理實體數據建模時，以線表達的水系、交通等要素應保證線段的連續(xù)，以面表達的政區(qū)、院落、房屋等要素應保證面的封閉，要保證要素間空間關系的合理與邏輯一致。2.地理實體數據設計(2)地理實體數據組織。

地理實體數據以空間無縫、內容分層的方式組織，由圖元表和實體表構成，兩表間通過圖元標識碼建立關聯。數據生產時，可以將實體表合并到圖元表中。具體做法是在圖元表中添加“地理實體標識碼”字段，如果出現一個圖元同屬兩個或兩個以上實體，可通過順序增加“地理實體標識碼”字段的方式解決這一問題。為使字段不重名，在增加的字段后添加順序號。(3)地理實體數據的基本屬性項。地理實體的基本屬性項包括地理實體標識碼、圖元標識碼、信息分類碼、地理實體名稱等。2.地理實體數據設計1)地名地址數據內容設計地名地址數據以坐標點位的方式描述某一特定空間位置上自然或人文地理實體的專有名稱和屬性，是實現地理編碼必不可少，是專業(yè)或社會經濟信息與地理空間信息掛接的橋梁地名地址信息以地址位置標識點要素來表達。任一地理實體均可利用地名地址信息來實現其地理定位。通過地址匹配，與某一地理實體相關的自然與社會經濟信息(POI等)可以掛接到地址位置標識點上，也可通過地址位置標識點的地理實體標識碼實現與相關地理實體的關聯。地名地址數據包含標準地址、地址代碼、地址位置等信息，還包括相關的地理實體的標準名稱及地理實體標識碼等3.地名地址數據設計2)地名地址數據處理方案設計地名地址數據是對數據源進行內容提取、模型重構、規(guī)范化處理、脫密處理、一致性處理后形成的。(1)地名地址數據建模。地名地址以地理位置標識點來表達。區(qū)域實體地名的地理位置標識：行政區(qū)劃的政治、經濟中心所在地的點位，標志性建設物的點位，面狀區(qū)域重心點位。線狀實體地名的地理位置標識：包括線狀實體中心點的點位，線狀實體中心線系列點的點位，線狀地物的標志點。局部點的地理位置標識：包括門(樓)址標牌位置或建筑物任意內點的點位，標志物中心點的點位，興趣點的點位。3.地名地址數據設計(2)地名地址數據組織。地名地址數據以地名地址數據表來表達。(3)地名地址數據基本屬性。地名地址的基本屬性項包括結構化地名地址描述、地名地址坐標、地名地址代碼、地理實體名稱、地名地址分類等，前兩者為必填屬性。3.地名地址數據設計1)電子地圖數據內容設計電子地圖數據是針對在線瀏覽和標注的需求，以各類數據源為基礎，經過內容選取組合、符號化表達、圖面整飾后形成的各類視屏顯示地圖。電子地圖的表達內容一般需依據服務對象和信息負載量而設定，可采取不同維度的線劃圖、影像地圖、地形暈渲圖等多種形式。4．電子地圖數據設計2)電子地圖數據處理方案設計數據在發(fā)布前需經過內容提取、模型重構、規(guī)范化、一致性處理、脫密、符號化、地圖整飾、地圖瓦片生產等處理。

(1)地圖分級。按照顯示比例尺或地面分辨率將地圖分為20級。每級要素內容選取應遵循以下原則。在每級地圖的負載量與對應顯示比例尺相適應的前提下，盡可能完整保留數據源的信息。下一級別的要素內容不應少于上一級別，隨著顯示比例尺的不斷增大，要素內容不斷增多。要素選取時應保證跨級數據調用的平滑過渡。影像數據應根據分辨率的不同，按照相應層級的地面分辨率進行分級對應4．電子地圖數據設計(2)地圖瓦片地圖瓦片分塊的起始點從西經180°，北緯90°開始，向東向南行列遞增。瓦片分塊大小為256×256像素，采用PNG或JPG格式。地圖瓦片文件數據按樹狀結構進行組織和命名(3)地圖表達不同顯示比例下符號與注記的規(guī)格、顏色和樣式，以及電子地圖配圖應按數據規(guī)范進行。如遇未涵蓋要素，可自行擴展符號或注記，但樣式風格應協調一致4．電子地圖數據設計

(1)簡述在線地理信息數據的主要形式。在線地理信息數據主要包括地理實體數據、地名地址數據、電子地圖數據。12.2.3樣題

(2)簡述電子地圖數據處理的基本要求。當前我國網絡電子地圖遵循的技術標準主要是《地理信息公共服務平臺電子地圖數據規(guī)范》。該標準規(guī)定了網絡服務電子地圖數據的坐標系統、數據源、地圖瓦片、地圖分級及地圖表達，適用于電子地圖數據的制作、加工、處理、地圖瓦片的制作以及地圖瓦片文件數據交換。在電子地圖數據生產過程中，需要特別注意的是地圖分級、地圖表達以及地圖瓦片規(guī)格與命名等12.2.3樣題

(3)簡述公眾版在線地理信息數據的位置精度要求、影像分辨率要求。公眾版數據運行于互聯網或國家電子政務外網環(huán)境，須符合國家地理信息與地圖公開表示有關規(guī)定，包括數據內容與表示、影像分辨率、空間位置精度共3個方面。公眾版數據的空間位置精度不得高于50m，影像地面分辨率不得優(yōu)于0.5m，不標注涉密信息、不處理建筑物、構筑物等固定設施。所有類型的公眾版數據的空間位置精度不高于50m，等高距不小于50m，數字高程模型格網不小于100m。12.2.3樣題某區(qū)域內含2個城市，現有數據資源情況如下。

(1)覆蓋全區(qū)域的1：1萬數字地形圖數據，現勢性為2006年

(2)覆蓋A市建成區(qū)1：1000數字地形圖數據，現勢性為2010年

(3)覆蓋B市建成區(qū)1：500數字地形圖數據，現勢性為2008年

(4)覆蓋A、B兩市郊區(qū)的1：5000數字地形圖數據，現勢性為2009年。

(5)覆蓋全區(qū)域道路骨干網數據、POI數據，現勢性為2011年請根據上述數據資源情況做出該區(qū)域電子地圖數據、地名地址數據生產方案，包括數據源利用方案、電子地圖分級方案、地理實體數據內容方案等。12.2.3樣題2.分析題利用道路骨干網數據和POI數據對全區(qū)域1：1萬、A市和B市郊區(qū)1：5000．A市1：1000、B市1：500數字地形圖進行更新，使所有數據集中的道路骨干網、POI的現勢性都達到2011年。然后利用更新后的數字地形圖數據進行15~20級電子地圖數據生產。其中，A市建成區(qū)使用更新后1：1000數據，B市建成區(qū)使用更新后1：500數據，A市和B市郊區(qū)使用更新后1：5000數據，其余區(qū)域使用1：1萬數據。在數據生產過程中，依據《數據規(guī)范》進行內容提取、模型重構、規(guī)范化處理、一致性處理，依據公眾版數據處理要求進行脫密處理，最后再根據電子地圖分級(省級為15~17級、市級為18~20級)進行不同級別電子地圖的內容組合、符號化、地圖整飾、地圖瓦片生產。12.2.3樣題2.分析題12．3．1背景材料

1．任務概述1)任務來源根據國家測繪地理信息局要求，建設“×省地理信息公共服務平臺公眾版(天地圖．××)”，任務是組織建設在線地理信息服務發(fā)布軟件系統2)任務和內容(1)任務：為“天地圖·××’’建設在線地理信息服務發(fā)布軟件系統。(2)內容：建設“天地圖××”節(jié)點的在線地理信息服務發(fā)布軟件，包括在線服務基礎系統、門戶網站系統、應用程序編程接口與控件庫、在線數據管理系統等。§12.3地理信息服務發(fā)布軟件建設在線服務基礎系統具備正確響應通過網絡發(fā)出的符合開放地理信息系統論壇(OGC)相關互操作規(guī)范的調用指令的能力，支持地理信息資源元數據(目錄)服務、地理信息瀏覽服務、數據存取服務和數據分析處理服務的實現。元數據服務須符合OGCCSW規(guī)范，以及《地理信息網絡分發(fā)服務元數據規(guī)范》、《地理信息網絡分發(fā)服務元數據服務接口規(guī)范》；二維地圖瀏覽必須支持OGCWMTS、OGCWMS規(guī)范，可根據需要選擇或制定基于SOAP和REST的接口；三維地圖服務應支持直接讀取通過WMTS或WMS接口發(fā)布地圖服務；數據存取服務可實現數據操作、地理編碼等，必須支持OGC的WFS、WCS規(guī)范，也可根據實際需要選擇其他通用IT標準；數據分析處理服務須遵循OGCWPS規(guī)范；地名地址服務須遵循OGCWFS-G規(guī)范2.功能與性能要求門戶網站系統應提供地理信息瀏覽、地名地址查找定位等服務，提供信息標繪、路徑規(guī)劃、數據提取與下載、空間信息查詢分析等擴展服務，并能接入或集成各類相關網站專題服務。門戶網站須標注審圖號，提供必要的使用條款等。提供平臺使用幫助信息，如各類服務的接口規(guī)范、應用程序編程接口(API)文本以及開發(fā)模板等應用程序編程接口與控制庫為用戶提供調用各類服務的應用程序編程接口(API)與控件，實現對“天地圖”各類服務資源和功能的調用可實現在線服務數據入庫、管理、發(fā)布、更新、備份在整體性能上，須滿足提供7×24小時不間斷服務。同時應能實時檢測和抵御黑客攻擊，滿足保護第三級建設的要求。2.功能與性能要求1．在線地理信息服務發(fā)布軟件的構成12.3.2分析要點

1)在線服務基礎系統(1)地理信息資源元數據(目錄)服務：又稱為目錄服務，實現包括地理信息數據、服務以及其他相關資源的元數據采集、注冊、匯集，在此基礎上提供地理信息資源的查詢、發(fā)現，以及對服務資源的聚合或組合。要求符合OGCCSW規(guī)范，以及《地理信息網絡分發(fā)服務元數據內容規(guī)范》、《地理信息網絡分發(fā)服務元數據服務接口規(guī)范》。(2)二維地理信息瀏覽服務：提供對預先編制的線劃圖、影像地圖的瀏覽服務。必須支持OGCWMTS、OGCWMS規(guī)范，并可以根據需要選擇或制定基于SOAP和REST的接口，為開發(fā)用戶提供更多的選擇。2.在線地信服務發(fā)布軟件功能設計

(3)三維地理信息瀏覽服務：提供由遙感影像、DEM構建的三維地形場景瀏覽，以及城市范圍內以三維建筑物模型和紋理構建的三維城市景觀、城市立面街景瀏覽。應支持直接讀取通過WMTS或WMS接口發(fā)布的地圖服務。(4)地名地址查詢服務：提供對規(guī)范化地名、地址的查詢與定位。地名地址服務須遵循OGCWFS—G規(guī)范。2.在線地信服務發(fā)布軟件功能設計

(5)數據存取服務：提供數據操作、地理編碼等直接訪問平臺數據的服務。數據操作支持對經共享授權的數據進行直接遠程操作，包括數據查詢、數據庫同步、數據復制、數據提取等。必須支持OGC的WFS、WCS規(guī)范，也可根據實際需要選擇其他通用IT標準。地理編碼可以把包括地名、通信地址、郵政編碼、電話號碼、車牌號碼、網絡地址屬性的信息定位到地圖上，并要求支持OGC的相關規(guī)范。(6)數據分析處理服務：包括常用公共空間分析方法，如緩沖區(qū)分析、疊加分析等，包括統計數據制圖服務、空間查詢統計、空間數據對比、統計分析與圖表、地形分析等面向應用領域的一些常用功能并要求必須遵循OGCWPS規(guī)范。

2.在線地信服務發(fā)布軟件功能設計

2)門戶網站系統

(1)地理信息瀏覽、地名地址查找定位等基本服務。

(2)信息標繪、路徑規(guī)劃、數據提取與下載、空間信息查詢分析等擴展服務。

(3)接入或集成各類相關網站專題服務。

(4)提供必使用條款、用戶意見反饋、服務運行狀態(tài)等信息以及使用幫助信息，如各類服務的接口規(guī)范、應用開發(fā)接口(API)文本以及開發(fā)模板、代碼片段和相關技術文檔資料等。2.在線地信服務發(fā)布軟件功能設計

3)二次開發(fā)接口提供凋用各類服務的瀏覽器端二次開發(fā)接口與控件。4)在線數據管理系統實現在線服務數據入庫、管理、發(fā)布、更新、備份。2.在線地信服務發(fā)布軟件功能設計

互聯網地理信息服務系統主要是基于SOA架構實現互操作，其特點就是松耦合，即職務與數據之間、服務與軟件之間、服務與軟硬件支撐環(huán)境之間非緊密梆定，主要服務規(guī)范性服務接口與協議實現互操作，具有極強的靈活性。為此任何一種軟件，只要支持相關的互操作協議，能夠提供規(guī)范的接El，發(fā)布標準服務，即可支持互聯網地理信息服務。與此同時，互聯網地理信息服務需要提供7×24小時不間斷服務，需要實現分布式多源服務聚合，能夠應對來自網絡用戶的高強度訪問與應用，并抵抗網絡環(huán)境中各類攻擊。因此，在發(fā)布軟件平臺的選型應重點考慮技術先進性、開放性、成熟度、商業(yè)化服務響應能力等。3.在線地信服務發(fā)布軟件平臺選擇

(1)簡述在線地理信息服務發(fā)布系統的基本構成。在線地理信息服務發(fā)布系統包括在線服務基礎系統、門戶網站系統、應用程序編程接口與控件庫、在線數據管理系統等。12.3.3樣題(2)簡述地圖瀏覽服務、地名查詢服務、要素查詢服務、空間分析服務應遵循的OGC規(guī)范。地理信息瀏覽服務必須支持OGCWMTS、OGCWMS規(guī)范；地名地址查詢服務須遵循OGC：WFS—G規(guī)范；要素查詢服務應遵循OGC的WFS規(guī)范；空間分析服務須遵循OGCWPS規(guī)范。12.3.3樣題1．任務來源根據國家測繪地理信息局與××省測繪地理信息局要求，計劃建設“××省地理信息公共服務平臺公眾版(