陳 靜，毛 鋒，周文生，馬金鋒

(清華大學 建筑學院，北京100084)

城市基礎地理信息共享平臺建設標準規(guī)范

陳 靜，毛 鋒，周文生，馬金鋒

(清華大學 建筑學院，北京100084)

從數據的標準與規(guī)范統(tǒng)一、共享框架數據庫建設等方面入手，提出了基礎地理空間框架數據的創(chuàng)建原則、設計標準與規(guī)范需要考慮的方面以及要素統(tǒng)一的具體方法等解決方案。結合青島市地理信息共享平臺建設（QGSP）的案例，介紹QGSP中數據規(guī)范標準的實現，并以5大類29個具體標準成果作為例證。

GIS；數字城市；地理信息；信息共享；規(guī)范標準體系

在我國數字城市建設中，地理信息資源共享的概念和必要性已經廣泛地被接受。信息共享，具有兩個層次上的含義：第一個層次是各類信息系統(tǒng)之間能夠實現互聯、互通和互操作，組成一個在邏輯上一體而在物理上分散的分布式信息數據倉庫，各類信息系統(tǒng)之間的信息交換和集成等構成信息共享在本層次上的具體行為；第二個層次，由這種互聯、互通的信息系統(tǒng)組成的數據倉庫具有對其他用戶服務的能力，其對用戶的數據分發(fā)等行為構成信息共享在這一層次上的具體行為[1]。要實現上述意義的信息共享，必須首先具備政策組織體系、技術及標準體系和作為共享對象的地理信息系統(tǒng)數據庫體系[2]。但是在很多城市基礎地理信息共享平臺（以下簡稱UGSP）建設中，常常發(fā)生由于相關的標準體系建設不夠完善，而產生的在各個部門、行業(yè)分劃中形成的“地理信息孤島”[3]，給城市基礎地理信息共享造成了很大障礙。

本文針對城市基礎地理信息中存在的共享問題，提出通過建設共享框架數據庫等方式進行UGSP建設，搭建城市多源空間數據庫群溝通橋梁以及整體和分類建設的標準規(guī)范化等指導方案，最后將此方案成功實施于青島市地理信息共享平臺（以下簡稱 QGSP）建設中。

1 城市基礎地理信息共享問題解決探討

目前限制地理信息共享的最大瓶頸是共享機制的缺乏[4]?；A地理數據內容體系不夠全面、數據更新滯緩，是造成城市地理信息共享障礙的首要因素[5]。由于現有的很多GIS應用實施平臺、數據模型、數據組織與存儲策略、開發(fā)模式和實施人員等的不同，導致應用間很難得到有效共享，很多GIS應用甚至從一開始建設就變成了名副其實的“GIS孤島”[5]。系統(tǒng)建設時若不考慮將來系統(tǒng)的集成、共享，那么未來孤立數據庫和系統(tǒng)不但不會提高城市整體的認識水平，反而會成為“共享意識”下的新的數據垃圾[6]。因此，如何在城市內部尋求新的方法和技術用于實現真正意義上的地理信息共享，成為城市管理者和建設者們必須面對的一個問題。

針對上述分析，要實現基礎地理數據的共享，不僅僅需要按照統(tǒng)一設定的標準生產和加工各種不同尺度、不同內容體系的基礎地理數據，同時還必須建立以基礎地理數據為基礎的共享機制與應用，為基礎地理數據的共享提供切實可行的良性發(fā)展模式，推動城市其他空間數據的共享。

當前很多城市開展的UGSP項目建設規(guī)范了城市基礎地理數據生產、加工和提供的諸多環(huán)節(jié)，建立了“數字城市”初期“數據積累”的模式與方法，開發(fā)了切實可行的數據應用系統(tǒng)，推動了新形勢下各種不同數據資源和應用資源之間的共享與互交。[5]

1.1 數據的標準與規(guī)范統(tǒng)一

由于地理信息資源建設和應用涉及眾多部門和社會各界，各部門職責不同，所開發(fā)、維護和管理的地理信息資源種類也不相同，因此，應根據各部門工作職責，合理確定不同部門開發(fā)、維護、管理的地理信息資源種類。這樣將有利于各部門明確職責，避免重復建設[7]。目前城市空間數據一般由城市的各職能部門自己生產和管理，由于歷史和管理體制的原因，各個部門基于各自的部門利益，不愿意對外共享數據[6]。從技術角度來說,由于各個部門建立時可能采用了不同的系統(tǒng)平臺和相互間不兼容的數據格式，也阻礙了信息的流通與共享。從建立“數據城市”的可持續(xù)性發(fā)展的長遠發(fā)展角度上看，城市中各部門、各行業(yè)、各領域的信息應該能夠實現最大程度地集成和應用。因此必須在各部門進行系統(tǒng)建設之前首先建立一個共同遵守的數據標準和規(guī)范，并達成共識。所有部門的空間數據系統(tǒng)建設都嚴格按照制定的標準和規(guī)范進行數據庫和系統(tǒng)的建設與實施，所有的數據都嚴格按照規(guī)范來進行采集、輸入、編輯、處理和貯存，在數據的分類編碼、數據格式、數據接口、管理系統(tǒng)等方面嚴格執(zhí)行管理制度和系統(tǒng)操作制度。

1.2 共享框架數據庫的建立

將城市各應用系統(tǒng)都需要使用的信息要素按照制定的標準提取到共享框架數據庫中，使其成為城市各個應用系統(tǒng)能夠使用的公用信息，同時保證不同的行業(yè)、部門之間的數據具有空間邏輯關系，進而成為空間定位參考基準，避免在具體應用時各個系統(tǒng)自成數據體系，造成框架數據的混亂和投入的浪費。

在UGSP的建設中，共享框架數據庫作為重要的手段，解決了各部門由于歷史和體制的原因不愿意對外共享數據的問題，繞開了不同利益造成的障礙，搭起了城市多源空間數據庫群的溝通橋梁[6]，實現了基本地理定位單元和行政區(qū)域的無縫不重疊覆蓋。所形成的不規(guī)則多等級空間網絡體系，使得通過空間任何一點都可以獲得標定該點所在空間地理單元多變性的標識符。共享框架數據庫的建立，不僅可以提供各行業(yè)各部門共享的空間定位信息，方便用戶對框架數據進行調用顯示、查詢、檢索和分析，而且通過數據庫系統(tǒng)的管理和維護，保證了數據的權威性和準確性，使不同行業(yè)、部門的空間信息之間具有空間邏輯關系，適合城市跨行業(yè)、跨部門空間信息的共享與繼承，也促進了共享框架數據在社會經濟中的應用。

1.3 共享框架數據庫的標準體系建設

基礎地理空間框架數據體系建設包括地理空間基準和空間框架數據庫的建設[8]。有了共享框架數據庫的標準和規(guī)范體系（下章詳細介紹），才能實現框架共享；有了共享基礎，才能實現城市各行業(yè)和部門的信息化，而信息化的發(fā)展又進一步推動了共享的建設。

2 UGSP建設中的標準規(guī)范建立方法研究

2.1 基礎地理空間框架數據的創(chuàng)建原則

1）框架數據應是由各主管部門協作創(chuàng)建的、用于共享的地理空間數據資源。

2）框架數據必須是統(tǒng)一、標準的，能夠提供用戶在其上構建專題數據的基礎數據。

3）框架數據是建立城市空間數據模型的最小數據集，不是全要素地形圖。

4）空間網格單元的選擇要遵循國家管理制度；充分考慮未來在資源發(fā)展、環(huán)境保護等方面發(fā)展的需求，與網格系統(tǒng)的設計相適應；需要具備修改、合并和上下延伸的可能行。

總之，要從使用頻率、熟悉程度、派生作用（指共享通道）[6]、確定性等指標來確定共享空間框架數據選擇?；A地理空間框架數據的生產和更新應積極采用先進技術，并滿足設計標準的要求；除應符合設計標準外，尚應符合國家現行有關強制性標準的規(guī)定。

2.2 設計標準和規(guī)范

在UGSP中，系統(tǒng)與數據的標準和規(guī)范的制訂是實現數據共享的基本保證。系統(tǒng)與數據的標準和規(guī)范包括了城市地理信息數據標準、地理信息工程標準和城市實現信息共享所必須的標準規(guī)范體系。工程標準包含了對數據標準的要求，同時系統(tǒng)的建設必須以國家標準和行業(yè)標準為基礎建設依據[9]，表 1為需遵循的設計標準和規(guī)范。

表1 設計標準和規(guī)范

為了能制訂和執(zhí)行好標準和規(guī)范工作，必須制訂配套的法規(guī)政策和管理手段加以保證。參照國家制定的配套政策、法律、法規(guī)和行政規(guī)章，根據實際需要制定當地的地方配套政策、法規(guī)和行政規(guī)章。需要建立和健全的有關政策和法規(guī)，主要有以下幾方面：

1）規(guī)范標準的執(zhí)行；

2）公共基礎空間數據的生產與管理；

3）數據來源與系統(tǒng)更新保證；

4）信息共享管理；

5）信息安全保密要求；

6）運行應用保證與服務方式；

7）知識產權歸屬與保護。

標準化落后一直是限制我國城市信息化的重要因素。我國的技術形成的過程主要由科研院所和政府機構以科研的形式來制定，并頒布實施，而不是通過市場競爭產生的結果，這是造成這種結果的一個重要原因。

3 QGSP建設中的標準建設實踐

QGSP是以青島市框架基礎地理數據庫為基礎，以空間地理信息為載體，應用地理信息系統(tǒng)、遙感、地理編碼及分布式異構數據庫等技術，整合各類信息資源，為與地理信息相關的各種應用系統(tǒng)搭建了一個基底、公共和開放型的基礎平臺，為領導的科學決策提供一套可視化的空間輔助決策支持系統(tǒng)，進一步完善政府電子政務的信息化建設，實現各個行業(yè)的信息資源共享與互操作，構成面向政府決策、面向公眾服務、面向行業(yè)應用的服務型、資源型信息平臺。

3.1 QGSP基礎框架數據標準

QGSP基礎框架數據標準是結合青島市勘察測繪研究院現有基礎地理信息數據實際情況，依據 GB/ T13923-2006《基礎地理信息要素分類代碼》、GB/ T20258.1-2007《基礎地理信息要素數據字典第1部分：1:500、1:1 000、1:2 000基礎地理信息要素數據字典》、CJJ 103-2004《城市地理空間框架數據標準》這三部分綜合分析后制定的，如圖1所示。

圖1 青島市基礎地理空間框架數據9類標準

在上述 9類標準中：前 8大類分別對應于 GB/ T13923-2006《基礎地理信息要素分類代碼》的定位基礎；第9類地名為新增大類。

1-8大類中的要素分類代碼分4級，用6位碼表示，第1位為大類，第2位為中類，第3、4位為小類、第5、6位為子類。在每一大類中，按照要素的空間特征和屬性相似度進行分層，每大類包含若干層。

第9類為地名分類，分為自然地名、行政及居民點地名、交通地名、水電油通信等基礎設施地名、公共服務設施地名、企事業(yè)單位名稱 6部分。公共服務設施地名主要從公眾服務角度考慮，企事業(yè)單位名稱主要從法人角度考慮，兩者不重疊。

3.2 QGSP中數據規(guī)范標準的具體實現

1)主要參考標準（如表2所示）。

2)數據分層?？臻g數據分為基礎空間數據和各部門專業(yè)空間數據?；A空間數據由1：2000和1：10000的青島市地形圖組成，專業(yè)空間數據以l：2 000地形圖為主，分為多個圖層。1：10000地形圖僅作背景圖使用。圖層包括：建筑物、街區(qū)、道路、湖泊等。

各部門空間數據可按照各自的情況，確定有空間數據的圖層。各部門專業(yè)空間數據必須存放在地理信息系統(tǒng)中心數據庫中，并且提供相應的圖層名稱和屬性數據的數據表結構，并且指定關鍵字段來連接空間數據和屬性數據。為其他部門的訪問提供數據說明。

表2 主要參考標準

3)坐標系統(tǒng)。青島市信息資源平臺的空間數據庫建設采用西安1980坐標系統(tǒng)和1985國家高程基準。

4)數據采集。對圖形數據的采集一般使用掃描矢量化方法實現。對屬性數據輸入采用鍵盤輸入或通過其他系統(tǒng)數據轉換實現。各部門負責其相應的專業(yè)數據采集、編輯加工和入庫，基礎地理數據由信息化服務中心統(tǒng)一集中入庫。關鍵字段的數值由各部門在進行空間數據輸入的同時進行添加，使空間數據和屬性數據能建立連接。

5)數據存放?？臻g數據存放在青島市地理信息系統(tǒng)的中心數據庫中，屬性數據存放在各部門本地的數據庫中，通過空間數據和屬性數據共同擁有的關鍵字段來連接空間數據和屬性數據。

6)數據更新和維護。定期或不定期進行數據庫內容更新及數據庫軟硬件環(huán)境更新，更新前的數據作為歷史數據繼續(xù)保留。

7)地圖圖例和專業(yè)符號。地形圖圖例應嚴格遵守相關國家標準。各部門專業(yè)數據的空間數據的圖例標準由本部門制定，并提交給青島市地理信息中心，由信息化服務中心來負責協調和發(fā)布相應的圖例。

3.3 QGSP建設標準建設成果

QGSP建設中，清華大學協同青島市勘察測繪研究院，首次完整梳理、整合和編制了用于青島市地理框架數據共享平臺建設、管理、應用與維護的整套標準。該套標準包括：通用（基礎）標準、基礎數據資源類標準、共享應用服務類標準、基礎地理管理類標準，城市專業(yè)類標準5大類29個具體標準。該套標準體系的建立為QGSP的建設、應用與可持續(xù)運營提供了基本保障。同時基于所編制的數據標準對青島市多年來所形成的海量基礎地理數據進行全面的分析、整合，形成了可用于承載其他專業(yè)數據的青島市基礎地理框架共享數據庫，為數字青島的建設提供了條件。

4 總結與展望

地理信息標準體系是一個有機系統(tǒng)，它能夠客觀地反映地理系統(tǒng)這個具有多個層次等級且有密切聯系的有機整體的本來面目[10]。為此首先要研究地理系統(tǒng)具有哪些層次等級，它們之間所具有的聯系；相應地要研究有哪些標準、標準體系以及它們之間的關系，這樣才能從整體上控制地理信息標準的橫向和縱向結構，然后才有可能按輕重緩急來制定各個具體標準。

統(tǒng)一標準規(guī)范的建設是一項不可忽視的長遠任務，它的成功實施最終將實現城市內部、城市之間乃至國家區(qū)域間的無障礙信息共享，加快和鞏固全球以及區(qū)域各領域的發(fā)展步伐。

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St and ardization of Urban Geo-spatial Data Sharing Platform Development

CHEN Jing，MAO Feng，ZHOU Wensheng，MA Jinfeng
(School of Architec ture,Tsing hua Un iver sity,Bei jing 100084,China)

Based on the data specification unification and development of framework database sharing,this thesis proposed a st and ardization solution including the creation criterion of Geo-spatial framework data,design st and ards and specifications, and implementation methodology of unified elements.With the successful story ofQingdao Geospatial data Sharing Platform (QGSP)project,introduced 29 specifications in 5 major categories and data st and ards implementation in QGSP project,which justified the applicability of st and ardization of UGSP development.

GIS;digital city;geographic information;information sharing;st and ards system

2009-06-30

項目來源：國家科技支撐計劃資助項目（2006BAK30B01）。

P208

B

1672-4623(2010)02-0076-04

陳靜，碩士研究生，研究方向為遙感與地理信息系統(tǒng)。