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摘要：標準化工作是地理空間數據庫建設中的關鍵環節，本文結合福州市空間信息資源建設現狀及其應用需求，對“數字城市”地理空間數據庫標準化的重要性、標準構成、重點建設內容等方面進行分析與研究，提出了解決城市地理空間信息標準化問題的若干對策，可供“數字城市”地理空間數據庫建設的有關人員參考。...

城市地理空間信息標準化問題研究

李進強

(福州市勘測院50003)

    隨著城市信息化進程的逐步展開，政府、企業、公眾對地理空間信息的需求越來越廣，地理空間數據庫作為整合和承載其它各類社會經濟和人文統計信息的平臺，受到政府和業界的普遍關注。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：空間基準不統一、信息標準不一致、數據更新乏力、管理法規不完善等。這些問題嚴重妨礙地理信息開發與共享，其中共享標準的缺乏已成為制約空間信息產業發展的一個主要因素。因此，深入探討城市地理空間信息標準化(GIS標準化)問題，對于城市地理空間數據庫建設及其應用，具有十分重要的理論與實踐意義。

1.國內外GIS標準化研究現狀及其發展趨勢

    1.1國內外GIS標準化研究現狀

    由于GIS標準化工作未得到重視的危害有滯后性，往往被忽視，而一旦發現失誤再去彌補，代價很大，有些工程需要重來。有鑒于此，各國政府和企業都十分重視標準先行。美國國家空間數據協會(NSDI)制定了統一的空間數據格式規范SDTS…，包括幾何坐標、投影、拓撲關系、屬性數據、數據字典。SDTS是GIS領域歷史上影響最大的標準體系，許多軟件利用SDTS提供了標準的空間數據交換格式。國際IS0／TC211組織和OGC組織倡導的標準化工作都取得極大進展，引起世界各國的普遍關注和積極參與。IS0／ TC21 1主要負責框架和參考模型、地理空間數據模型和算子、地理空間數據管理、地理空間數據服務和專用標準等；0GC主要致力于推動開放地理數據互操作規范(OGIS)的發展。我國建設部編制的《城市基礎地理信息系統技術規范》(CJJ l00—2004)是目前我國城市地理信息系統建設最有指導意義的文件，共包括九個部分(總則；數據內容及質量要求；分發與技術服務；要素分類與代碼等)i3 J，該標準已被許多城市借鑒或采納。

    1.2 GIS標準化發展趨勢

    未來的GIS標準化發展將呈現以下趨勢：

    1)突出整體性：通過研究地理信息參考模型、及各標準間的相互關系，從整體層面上統一標準體系結構，以此為依據確定GIS標準化的工作目標。

    2)強調共享與互操作：圍繞系統的共性特征，針對統一術語定義、統一信息分類編碼、統一接口規范等問題，提出一系列標準化的具體要求，為系統互操作打下基礎，從源頭上推動空間信息資源的整合和共享。

    3)建立長效工作機制：在政策層面上，積極探索相應的政策法規、管理體制、協調機制，依法推動GIS標準化；在技術層面上，借鑒IS0／TC 21 1的Profile機制，建立持續有效的工作模式。

2.城市“地理空間數據庫”及其標準化體系

    2.1城市“地理空間數據庫”基本概念

    城市地理空間數據庫是“數字城市”建設的基礎性工程。以福州市政務信息中心發布的《福州市地理空間數據庫建設可行性研究報告》為參考，城市地理空間數據庫可概括為：l個平臺(共享服務平臺)、1套基準(GPS基準站)、5個子數據庫(數字正射影像(DOM)、數字線劃地圖(DLG)、數字高程模型(DEM)、地址編碼、地下管線)，以及相應的建設標準、管理辦法與數據更新機制。

    2.2城市空間信息標準化體系

    地理空間信息標準體系內容廣泛，一般涉及地理模型、數據獲取、組織管理、共享服務等方面。根據城市地理空間數據庫建設的特點，城市地理空間信息標準可劃分為：

    1)地理標準，包括：空間參考系、空間模型、術語標準。

    2)空間數據標準，包括：分類編碼標準、地址編碼標準、元數據標準等。

    3)數據獲取標準，包括：GPS測量規范、野外地形測量數  據采集規范、航空攝影測量與遙感數據生產規范、數據更新技  術規程等。

    4)數據管理標準，包括：地理空間數據庫建設規范，以及  相應的管理規程、安全標準。

    5)數據質量標準，包括：數據內容與質量要求、數據檢查  驗收與質量評定標準。

    6)分發服務標準，包括：數據接口標準和互操作協議、地理空間數據交換標準、空間數據目錄服務規范、位置服務(LBS)標準等。

3.重點內容及其標準化對策

    以上各類標準中頂層部分可直接引用或參照成熟的國際  標準、國家標準或行業標準，例如空間模型標準可參照0GC抽象規范，本文不再詳述。以下主要針對城市地理空間數據庫建設的需要，提出城市GIS標準化建設的重點內容及其  相應的對策：

    3.1空間參考系

    因條塊分割等原因，許多城市產生了同一空間參照系的  多個實現(城市控制系統)，例如福州市規劃／土地／房產部門  就實現了各自的城市控制系統。這些成果由于缺乏統一設計  和整體平差，造成信息難以共享、重復投資等問題。解決此類  問題的主要措施有：

    1)利用國家GPS C級網對原有的城市控制系統進行聯測與改造。

    2)制定“城市空間參考系建設與使用管理條例”，保證城市空間參照系的統一性、有效性、權威性。

    3.2分類編碼標準

    目前“要素化嚴重不足”、“數據更新乏力”是造成空間信息供需矛盾的兩大主要原因。1：500—1：2000空間數據因遷就制圖要求，要素化存在不足，按圖幅切割破壞了地理要素的完整性，一些輔助制圖數據形成數據垃圾。為此，本文提出編制分類編碼標準的幾點針對性思路：

    1)深入研究各行業的應用需求，明確基礎空間信息與專題空間信息之間的界線，確定基礎空間數據集的層次關系，進行系統分類與科學劃分。

    2)參考《城市基礎地理信息系統技術規范》(CJJ l00—  2004)分類編碼方案，采用面向對象的思想，對空間要素重新設計，形成無圖幅概念的對象化數據。

    3)屬性數據對于空間數據的表達描述有極為重要的作用，應在一定范圍內建立起統一的標準，如屬性字段名稱的命名等。

    4)利用信息映射技術實現空間實體對象表現形式(符號化)的標準化，克服制圖與要素化之間的矛盾。

    5)充分考慮到數據更新的需要。

    3.3地址編碼標準

    隨著城市建設的加快和建成區面積的不斷擴大，我國大多數城市地名管理出現了不同程度的失控：道路門牌編號混亂，重名同名現象加劇，給城市地址編碼工作帶來嚴重困難。借鑒一些較早開展地址編碼數據庫建設的城市(如北京市、  上海市)的工作經驗，筆者認為城市地址編碼標準化工作應加強三個方面的研究：

    1)地址編碼方案的研究。北京市采用隨機無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。

    2)地址匹配模型的研究。該模型應兼容一地多名(歷史地名等)、多地同名等情況，北京市上海市都采用行政區域為主線的層次模型、可以借鑒。

    3)地址編碼采集工藝的研究。內業可利用基本地形圖、正射影像作為底圖進行標示，外業調繪可以邀請一些對地名比較熟悉的人員(如公安、郵政人員)共同參與。

    3.4空間數據質量標準

    空間數據質量元素包括：綜合取舍指標、位置精度(遙感數據的分辨率)、屬性精度、邏輯一致性、數據完備性和數據的實效性等內容。

    目前許多城市存在多套l：500基本圖成果(例如：福州市存在國土／房產／規劃三套成果)，這些成果既有聯系又有區別。它們都屬于基礎地理信息，但由于執行不同規范(《地籍測量規范》、《房產測量規范》、《城市測量規范》)，位置精度不同，地物取舍不一。解決此類問題的主要對策有：

    1)位置精度應同時滿足國土／房產／規劃部門的要求，但考慮到房產管理主要關注房屋套內面積，地籍管理的要求高于城市規劃，因此實際上位置精度以《地籍測量規范》為準較為合理。

    2)地物取舍詳略以《城市測量規范》為準較為合理。

    3)按照以上質量標準進行數據整合，實現多圖合一。

    3.5分發服務標準

    分發服務標準，應當結合當前各部門應用需求、GIS技術條件，信息安全等因素綜合考慮。可根據三類用戶(基于空間信息、關聯空間信息、加載地理信息)的特點，采取相應分發服務對策：

    1)對于基于空間信息用戶(如國土、規劃、房產)，空間信息是這類用戶正常工作所必須，建議采用授權使用、在線更新的分發服務模式。

    2)對于關聯空間信息用戶(如公安，交通、環保)，通過關聯地理信息表現專題信息的空間分布，可大幅度提高行業信息化系統的功能。對這類用戶應當提供專題信息空間化接口、及空間對象訪問接口(MFS)。

    3)對于加載地理信息用戶，通常關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.結論與展望

    GIS標準化對于城市空間數據庫建設的重要意義已形成了普遍共識，但如何使GIS標準化投入產生“最佳社會效果”，是擺在人們面前的重大課題。

    當前城市GIS標準化的主要任務是：加強GIS標準化的組織領導，充分研究GIS標準化的發展趨勢，深入分析已知用戶對數據精度、詳細程度的要求，加快配套法律法規的出臺，制定滿足當前應用需求的標準體系同時留有余地，保證在今后若干年內，面對新信息的增加，不至于打亂已建立的分類體系。

相信在不遠的將來，城市GIS標準化將為地理信息產業的發展奠定堅實的基礎。

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(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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