城市基础地理信息系统设计和建设的探讨中学教育高考论文会议文章.pdf
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1、城市基础地理信息系统设计和建设的探讨 1/16 城市基础地理信息系统设计和建设的探讨 摘要 本文介绍了城市基础地理信息系统建设的目标,系统设计和数据库设计与主要i 应用功能。对基础地理信息系统的应用、系统设计与建设中的一些普遍性问题做了进一步探讨。关键词 城市基础地理信息系统系统 ArcGIS ArcSDE ArcEngine Geodatabase 一、问题的提出 进入21 世纪后的中国城市,要实现经济建设和社会的可持续发展,一般都面临着许多亟待解决的矛盾:主要有信息化滞后于工业化进程;能源、土地、水资源供给等有可能成为经济和社会发展新的制约因素;经济产业结构尚不合理,有待进一步调整;经济和
2、社会发展的技术基础有待于进一步提高,还不能充分利用各种信息进行多层次、全方位的分析和研究,不能为政府部门的决策提供有效支持;信息化投入力度不足,经济和社会发展中的管理手段 相对落后,难以适应社会经济迅速发展的需要等问题。为此,必须运用现代化的管理方法和 手段,大力提高信息化水平,以促进城市经济建设和社会的可持续发展。基础空间数据库是 将表示城市基本面貌并作为其他专题数据统一的空间定位载体的地形、道路、建筑物、水系、境界、植被、地名等信息以结构化文件形式组成的集合,在信息化建设中具有基础性、公益 城市基础地理信息系统设计和建设的探讨 2/16 性和共享性特征。因此,建立基础空间库,开发城市基础地
3、理信息系统,已引起了全社会的 广泛关注和重视。城市基础地理信息系统建设的目标是利用先进的计算机技术、网络技术、GIS 技术、CAD技术和数据库技术,建设全市范围内准确、动态、高效和标准化的共享型基础空间数据库,使之成为城市的空间定位基础,成为“数字城市”的空间基础平台,从而为规划和建设,为社会公众提供完善、优质和高效的地理空间信息。同时基础地理数据库作为一个共享、开放型的数据库系统,为规划和国土的业务提供空间数据支持,为提高规划和国土的综合管理水平打下坚实的空间数据库基础。作为“数字城市”的一个重要组成部分,为城市基础的信息化建设、特别是与地理信息系统有关的综合应用提供良好的基础和支持。二、系
4、统设计 21 系统设计原则 城市基础地理信息系统包括数据库建设、硬件网络设计、软件开发、系统维护等多项工作,是一项复杂、艰巨、长期的系统工程,需要运用软件工程方法和全面质量管理体系,制定合理有效的研制策略和计划,统筹安排系统的建设工作。系统建设可分为需求调查与分析、系统设计与规范制定、数据库建设、应用软件设计、系统集成与培训以与系统运行与维护等基本过程。此外,系统实施需采用组件化技术、对象关系数据库等技术手段,紧密结合规划管理的实际业务,设计和集成基于网络的基础 GIS 系统。系统信息内容和应用功能必须突出规划管理需求,为规划业务人员提供基础地理数据支持。另外,在系统建设过程中,要审慎信息系统
5、建设的目标系统设计和数据库设计与主要应用功能对基础地理信息系统的应用系统设计与建设中的一些普遍性问题做了进一步探讨关键词城市基础地理信息系统系统一问题的提出进入世纪后的中国城市要实现经济建设和社成为经济和社会发展新的制约因素经济产业结构尚不合理有待进一步调整经济和社会发展的技术基础有待于进一步提高还不能充分利用各种信息进行多层次全方位的分析和研不能为政府部门的决策提供有效支持信息化投入力度不足和手段大力提高信息化水平以促进城市经济建设和社会的可持续发展基础空间数据库是将表示城市基本面貌并作为其他专题数据统一的空间定位载体的地形道路建筑物水系境界植被地名等信息以结构化文件形式组成的集合在信息化城
6、市基础地理信息系统设计和建设的探讨 3/16 处理先进与实用的关系问题,系统设计切合管理实际并适当超越当前业务需求,留有可扩展的余地。根据此类系统的特点,在设计时应遵循以下原则:1.先进性 为保证系统能随房管业务拓展而具备可持续发展的空间,采用当前世界先进的 GIS 平台、数据库平台和 GIS 设计、开发模式,空间数据存储模式,采用通用先进的开发工具。保证系统能够随着规划管理业务的拓展而具备可持续发展的空间,以保护投资。2.实用性 保证在系统的正常业务应用中使业务数据能够达到其完整性、一致性、准确性和现时性。保证系统运行的效率和速度。保证系统的界面友好、方便和快捷,使业务人员利用系统很快提高工
7、作效率,提高服务水平。3.可靠性 为保证系统的安全、稳定、连续、高效运行,系统的软件平台、硬件平台、应用软件、应用数据都应具备可靠的备份机制、恢复机制、容错机制和容灾机制,确保系统数据万无一失。4.安全性 为了保证系统以与网络的安全性,系统必须采用全面的权限管理机制,确保业务数据的安全管理。对于业务数据库的访问权限机制采用基于角色的权限管理模式,对于 WEB 数据库的访问和操作采用防火墙和用户权限相结合的权限管理模式。5.可扩展性 系统必须具有较强的可扩展性和对需求变化的自适应能力,以适应业务管理内容和工作流程变化造成的系统需求的变化。6.阶段性 系统必须对整体内容、数据库结构以与系统功能等进
8、行全面设计,根据系统建设的优先级,分阶段进行实施。信息系统建设的目标系统设计和数据库设计与主要应用功能对基础地理信息系统的应用系统设计与建设中的一些普遍性问题做了进一步探讨关键词城市基础地理信息系统系统一问题的提出进入世纪后的中国城市要实现经济建设和社成为经济和社会发展新的制约因素经济产业结构尚不合理有待进一步调整经济和社会发展的技术基础有待于进一步提高还不能充分利用各种信息进行多层次全方位的分析和研不能为政府部门的决策提供有效支持信息化投入力度不足和手段大力提高信息化水平以促进城市经济建设和社会的可持续发展基础空间数据库是将表示城市基本面貌并作为其他专题数据统一的空间定位载体的地形道路建筑物
9、水系境界植被地名等信息以结构化文件形式组成的集合在信息化城市基础地理信息系统设计和建设的探讨 4/16 22 系统平台选择 为了满足城市基础地理数据管理、动态更新、编辑以与数据查询、统计、分析等功能的要求,在系统建设中采用了以Client/Server(客户端/服务器)方式为主、Browser/Serve(浏览器/服务器)方式为辅的混合体系结构,这种 C/S+B/S 的系统架构结构能够很好地满足不同类型用户的需求。其中,C/S 方式主要用于业务处理和数据维护,由于 C/S 方式具有良好的交互性,能够满足基础地理信息管理中对图形数据的大量操作和对系统响应时间的要求;B/S 方式主要用于查询和浏览
10、,客户端只需要普通的浏览器即可。在系统实现中,GIS 平台选用 ArcGIS 9 2 和 ArcGIS Server9 2,数据库采用 Oracle 10g,开发工具为 Visual Studio 2005。23 系统架构 城市 基础地理信息系统应采用标准的三层体系结构,如图 2-1 所示:图 2-1:系统体系结构 信息系统建设的目标系统设计和数据库设计与主要应用功能对基础地理信息系统的应用系统设计与建设中的一些普遍性问题做了进一步探讨关键词城市基础地理信息系统系统一问题的提出进入世纪后的中国城市要实现经济建设和社成为经济和社会发展新的制约因素经济产业结构尚不合理有待进一步调整经济和社会发展的
11、技术基础有待于进一步提高还不能充分利用各种信息进行多层次全方位的分析和研不能为政府部门的决策提供有效支持信息化投入力度不足和手段大力提高信息化水平以促进城市经济建设和社会的可持续发展基础空间数据库是将表示城市基本面貌并作为其他专题数据统一的空间定位载体的地形道路建筑物水系境界植被地名等信息以结构化文件形式组成的集合在信息化城市基础地理信息系统设计和建设的探讨 5/16 1.数据层 采用 Oracle10g 关系型数据库系统和 ArcSDE9 2 空间数据引擎实现基础地理信息数据的高效存储和管理,系统具有良好的开放性。2.逻辑层(中间层)ArcSDE是当前最成熟的空间数据库引擎,具有良好的系统稳
12、定性和安全性。ArcSDE同时支持目前各种主流数据库系统,具有良好的系统开发性和伸缩性。通过 ArcSDE空间数据引擎实现对空间数据的访问,基于 ArcGIS Engine 和 ArcGIS Sever 技术构建空间信息综合应信息系统建设的目标系统设计和数据库设计与主要应用功能对基础地理信息系统的应用系统设计与建设中的一些普遍性问题做了进一步探讨关键词城市基础地理信息系统系统一问题的提出进入世纪后的中国城市要实现经济建设和社成为经济和社会发展新的制约因素经济产业结构尚不合理有待进一步调整经济和社会发展的技术基础有待于进一步提高还不能充分利用各种信息进行多层次全方位的分析和研不能为政府部门的决策
13、提供有效支持信息化投入力度不足和手段大力提高信息化水平以促进城市经济建设和社会的可持续发展基础空间数据库是将表示城市基本面貌并作为其他专题数据统一的空间定位载体的地形道路建筑物水系境界植被地名等信息以结构化文件形式组成的集合在信息化城市基础地理信息系统设计和建设的探讨 6/16 用开发平台,实现空间数据应用的业务逻辑,如空间数据的表现和操作。3.应用层 在 ArcGIS Engine和 ArcGIS Server的基础上,实现基础地理信息系统的具体应用,包括数据的管理维护、数据库制图以与查询分析等应用功能。三、数据库设计 数据是地理信息系统的“血液”,因此在数据库设计时要充分考虑数据库对多比例
14、尺、多时相、多数据源的空间数据,属性数据的容纳能力,同时要充分考虑数据库的可扩充能力。31 数据空间参考 在建立城市基础地理信息系统中,应充分考虑其地理位置,以便选择合适的投影坐标系统、投影(如高斯克吕格投影)、中央子午线、长度单位、地理坐标系统与角度单位等。32 空间数据组织结构 基础地理信息数据库统一采用 GeoDatabase 的数据模型进行数据的组织。根据基础地理信息数据的逻辑结构和 GeoDataBase 的数据模型,空间数据库的逻辑层次结构划为五级:总库分库子库逻辑层物理层。总库:总库是基础地理数据库的总称。分库:总库下按照数据来源的比例尺等级划分分库,每级比例尺的数据作为一个分库
15、。信息系统建设的目标系统设计和数据库设计与主要应用功能对基础地理信息系统的应用系统设计与建设中的一些普遍性问题做了进一步探讨关键词城市基础地理信息系统系统一问题的提出进入世纪后的中国城市要实现经济建设和社成为经济和社会发展新的制约因素经济产业结构尚不合理有待进一步调整经济和社会发展的技术基础有待于进一步提高还不能充分利用各种信息进行多层次全方位的分析和研不能为政府部门的决策提供有效支持信息化投入力度不足和手段大力提高信息化水平以促进城市经济建设和社会的可持续发展基础空间数据库是将表示城市基本面貌并作为其他专题数据统一的空间定位载体的地形道路建筑物水系境界植被地名等信息以结构化文件形式组成的集合
16、在信息化城市基础地理信息系统设计和建设的探讨 7/16 子库(Feature Dataset数据集):每个分库按数据的形式划分子库(数据集),每种数据形式对应一个子库,共分为矢量地图数据库、数字高程模型数据库、数字正射影像数据库、数字栅格地图数据库等数据集。逻辑层和物理层:对于子库按照地理要素的分类进行逻辑分层,每个逻辑层按 Feature Class进行物理分层。33 空间数据分层 在矢量数据集中按照地理要素的分类进行物理分层,每一个物理分层作为一个 Feature Class存在,其命名规则为逻辑数据类代码+物理层代码。按照国家标准和实际情况,数据分为八大主题要素类,共 31 个物理要素图
17、层。表 2-1 是 1:500 DLG数据分类设计。表 2-1:1:500DLG数据分层 子库 逻辑层 要素层(物理存储层)FGIS500DLG 名称 代码 要素特征 要素内容 控制点 KZD 点 平面控制点、高程控制点等 线 内图廓线、坐标网线等 注记 说明注记等 水系 SX 点 泉、井、明礁、暗礁等 线 单线河、渠等 信息系统建设的目标系统设计和数据库设计与主要应用功能对基础地理信息系统的应用系统设计与建设中的一些普遍性问题做了进一步探讨关键词城市基础地理信息系统系统一问题的提出进入世纪后的中国城市要实现经济建设和社成为经济和社会发展新的制约因素经济产业结构尚不合理有待进一步调整经济和社会
18、发展的技术基础有待于进一步提高还不能充分利用各种信息进行多层次全方位的分析和研不能为政府部门的决策提供有效支持信息化投入力度不足和手段大力提高信息化水平以促进城市经济建设和社会的可持续发展基础空间数据库是将表示城市基本面貌并作为其他专题数据统一的空间定位载体的地形道路建筑物水系境界植被地名等信息以结构化文件形式组成的集合在信息化城市基础地理信息系统设计和建设的探讨 8/16 面 河流、湖泊、水库等 注记 说明注记 居 民 地与设施 JMD 点 窑洞、蒙古包、烟囱、水塔等 线 围墙、栅栏、露天采掘场等 面 一般街区、突出房屋、温棚等 注记 说明注记 交通 JT 点 路标、汽车站、灯塔等 线 铁路
19、、公路、大车路等 面 加油站、机场等 注记 交通说明注记 管线 GX 点 独立电杆、下水井等 线 电力线、通信线等 面 通信发射塔等 注记 注记 境 界 与政区 JJ 点 界桩、界牌 线 地区行政区线 面 行政区界面 信息系统建设的目标系统设计和数据库设计与主要应用功能对基础地理信息系统的应用系统设计与建设中的一些普遍性问题做了进一步探讨关键词城市基础地理信息系统系统一问题的提出进入世纪后的中国城市要实现经济建设和社成为经济和社会发展新的制约因素经济产业结构尚不合理有待进一步调整经济和社会发展的技术基础有待于进一步提高还不能充分利用各种信息进行多层次全方位的分析和研不能为政府部门的决策提供有效
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