劉瑩，王祥，李瓊

(武漢市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，湖北武漢 430022)

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與GIS在《武漢市地理信息藍(lán)皮書》中的應(yīng)用

劉瑩?，王祥，李瓊

(武漢市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，湖北武漢 430022)

地理信息作為城市信息資源的重要組成部分，越來越受到社會(huì)各界的關(guān)注。本文首先介紹了武漢市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的組成以及GIS在對(duì)空間地理數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析方面所具有的優(yōu)勢(shì)，然后闡述了二者在《武漢市地理信息藍(lán)皮書》中的具體應(yīng)用，最后對(duì)《武漢市地理信息藍(lán)皮書》的應(yīng)用前景做了總結(jié)和展望。

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)；GIS；藍(lán)皮書；空間統(tǒng)計(jì)分析

1 引 言

人類生活在地球上，其一切活動(dòng)無不與地理空間信息有關(guān)。什么時(shí)間、什么地點(diǎn)，發(fā)生了什么事情，事發(fā)地點(diǎn)及其周圍的環(huán)境發(fā)生了什么變化、有何關(guān)聯(lián)等等，這些都是人們最為關(guān)心的問題。當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入信息時(shí)代，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)地理信息的需求迅速增長(zhǎng)。世界各國都把加速信息化進(jìn)程視為新型發(fā)展戰(zhàn)略，導(dǎo)致測(cè)繪和地理信息服務(wù)的方式和內(nèi)容在國家信息化的大環(huán)境下發(fā)生了深刻的變化。地理信息作為城市信息資源的重要組成部分，越來越受到社會(huì)各界的關(guān)注。

為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求、促進(jìn)地理空間信息的應(yīng)用，武漢市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院于2007年開始編研國內(nèi)首部地理信息藍(lán)皮書——《武漢市地理信息藍(lán)皮書》。至今，《武漢市地理信息藍(lán)皮書》已連續(xù)發(fā)布三年，為武漢市的政府決策、城市管理和社會(huì)各界提供了可靠便捷的信息參考和決策支持。[1～3]

圖1 數(shù)據(jù)組成圖

2 武漢市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫的組成

武漢市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院承擔(dān)著為武漢市城市建設(shè)、規(guī)劃管理提供測(cè)繪保障和基礎(chǔ)資料的職責(zé)。特別自“十五”以來，武漢市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院作為《武漢市“十五”期間基礎(chǔ)測(cè)繪實(shí)施計(jì)劃》和《武漢市基礎(chǔ)測(cè)繪“十一五”規(guī)劃》的項(xiàng)目實(shí)施單位，積累了大量豐富的城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。武漢市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集、影像數(shù)據(jù)集、框架數(shù)據(jù)集、專題數(shù)據(jù)集、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)集以及元數(shù)據(jù)庫幾部分。其中，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集由系列比例尺數(shù)據(jù)庫組成，包括數(shù)字線劃圖(DLG)數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像圖(DOM)數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)、數(shù)字柵格地圖(DRG)數(shù)據(jù)、數(shù)字表面模型(DSM)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)組成圖如圖1所示。

3 GIS在統(tǒng)計(jì)分析中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

GIS的空間統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)可以從大量的各種數(shù)據(jù)中挖掘出豐富的信息，這是GIS技術(shù)的特點(diǎn)所決定的。GIS具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理、更新、跟蹤能力，其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力使得其在三維顯示、空間分析、空間模擬等方面充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)更新使其能夠集成各種數(shù)據(jù)，因而具有很強(qiáng)的綜合分析、模擬和預(yù)測(cè)的能力，可作為統(tǒng)計(jì)的工具，并可以將統(tǒng)計(jì)結(jié)果用專題圖等直觀地顯示。GIS最關(guān)鍵的特性是能夠?qū)⒏鞣N與空間相關(guān)的數(shù)據(jù)與地理位置鏈接在一起，從而可以從空間角度出發(fā)表達(dá)、分析各種數(shù)據(jù)[4，5]。

4 基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)和GIS在藍(lán)皮書編研工作中的應(yīng)用

《武漢市地理信息藍(lán)皮書》是以“從地理信息的視角來反映城市現(xiàn)狀及變遷”為宗旨，充分利用城市基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)(包括城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、市政基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)和航空影像數(shù)據(jù)等)，運(yùn)用GIS技術(shù)，從城市建設(shè)區(qū)、房屋建筑、綜合交通、自然資源環(huán)境等幾個(gè)方面，將以往散布在各類地圖圖件、存儲(chǔ)在各個(gè)數(shù)據(jù)庫里的信息加以挖掘、提煉、分析，客觀地反映武漢城市建設(shè)與發(fā)展的變化。因此，精確權(quán)威的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)合理的GIS空間統(tǒng)計(jì)分析是藍(lán)皮書的立命之本。

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供

采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括武漢市1986年～2006年多時(shí)相、多尺度航攝資料，系列比例尺數(shù)字基本圖，基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫以及地名資料等等。數(shù)據(jù)格式包括DWG、DGN、DLG、Shp、Excel、Word等等，如表1所示。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一覽表 表1

4.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)加工

為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確合理的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，需要以GIS數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)，因此需要將一部分?jǐn)?shù)字基本圖數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和編輯。

GIS數(shù)據(jù)解決方案是借助于Safe Software公司的FME(Feature Manipulate Engineering)軟件來實(shí)現(xiàn)。FME提供了在轉(zhuǎn)換過程中重新構(gòu)造數(shù)據(jù)的功能，可以實(shí)現(xiàn)超過100種不同空間數(shù)據(jù)格式(模型)之間的相互轉(zhuǎn)換，并且最大限度地保存數(shù)據(jù)的完整性。同時(shí)，經(jīng)過項(xiàng)目具體實(shí)踐，F(xiàn)ME高效合理的轉(zhuǎn)換方案為藍(lán)皮書的統(tǒng)計(jì)提供了數(shù)據(jù)保證。[6]

4.3 專題數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

(1)城市建設(shè)區(qū)域統(tǒng)計(jì)

根據(jù)航攝影像、地籍調(diào)查資料數(shù)據(jù)以及從地形圖數(shù)據(jù)庫中提取的房屋建筑層的疊加，對(duì)城區(qū)建設(shè)區(qū)域面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。包括建設(shè)區(qū)范圍、建設(shè)區(qū)面積、占市域總面積百分比等的統(tǒng)計(jì)，如圖2所示。

(2)房屋建筑統(tǒng)計(jì)

通過地形圖數(shù)據(jù)庫提取房屋建筑層數(shù)據(jù)，疊加上行政區(qū)域數(shù)據(jù)，對(duì)各區(qū)房屋建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。包括各個(gè)行政區(qū)所擁有的房屋建筑數(shù)量、樓層、房屋建筑基底面積、建筑面積等等的統(tǒng)計(jì)，如圖3所示。

根據(jù)房屋建筑的樓層屬性，按照高層、小高層、多層、低層的劃分，用不同顏色表示并突出高層建筑，直觀反映出武漢市城區(qū)范圍房屋建筑尤其是高層建筑的分布情況，如圖4所示。

圖2 城市建設(shè)區(qū)域統(tǒng)計(jì)

圖3 房屋建筑統(tǒng)計(jì)

圖4 高層建筑分布圖

(3)綜合交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

通過城區(qū)市政道路數(shù)據(jù)庫，分離出城區(qū)等級(jí)道路(主干道、次干道、快速路)、橋涵(一般橋梁、過江通道、立交橋、人行天橋、地下通道)、軌道交通(輕軌)、鐵路數(shù)據(jù)，疊加上行政區(qū)域數(shù)據(jù)，對(duì)各區(qū)的等級(jí)道路、橋涵、鐵路數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。包括各個(gè)行政區(qū)所擁有的等級(jí)道路長(zhǎng)度、道路面積，各類橋涵數(shù)量，已建成輕軌長(zhǎng)度，鐵路長(zhǎng)度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，根據(jù)等級(jí)道路、橋涵、輕軌、鐵路的分布，制作出分布圖。

4 結(jié) 語

將基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)應(yīng)用于城市地理信息藍(lán)皮書編研，《武漢市地理信息藍(lán)皮書》的編研模式開啟了基礎(chǔ)地理信息推廣的新思路，進(jìn)一步開拓基礎(chǔ)地理信息的應(yīng)用范圍，使基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品無論在產(chǎn)品類型、制作工藝、表現(xiàn)形式、服務(wù)方式還是應(yīng)用空間等方面都發(fā)生了深刻的變化。結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素等參考信息，通過對(duì)地理信息元素的變化趨勢(shì)、分布特征進(jìn)行分析，勾勒出武漢城市的發(fā)展與變化，這對(duì)于指導(dǎo)城市規(guī)劃、管理者實(shí)際工作以及希望了解武漢城市發(fā)展的社會(huì)公眾都具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

客觀來說，這才走出了基于地理信息的藍(lán)皮書編研探索的第一步。雖然在實(shí)際工作中解決了一系列問題，但是在編研體系的框架化、編研流程的系統(tǒng)化等方面都有待深一步的探索研究。

[1] 張文彤，盛洪濤，劉奇志等.武漢市地理信息藍(lán)皮書(2007)[R].2007:1～2

[2] 張文彤，盛洪濤，劉奇志等.武漢市地理信息藍(lán)皮書(2008)[R].2008:1～2

[3] 張文彤，盛洪濤，劉奇志等.武漢市地理信息藍(lán)皮書(2009)[R].2008:1～2

[4] 劉興權(quán)，楊海燕，丁美青.GIS在統(tǒng)計(jì)行業(yè)中的應(yīng)用[J].四川測(cè)繪，2006，29(3)

[5] 肖根如，程朋根，潘海燕等.基于GIS的區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].測(cè)繪科學(xué)，2008，33(1)

[6] 李瓊，劉瑩，張琍.FME在武漢市地理信息藍(lán)皮書中的應(yīng)用[J].工程勘察，2009，37(11)

Appl ication of the Fundamental Geographic Information Data with GIS in the Geo－information Blue Book of Wuhan

Liu Ying，Wang Xiang，Li Qiong
(Wuhan Geotechnical Engineering And Surveying Institute，Wuhan 430022，China)

As an important part of city information resources，geography information is receiving more and more attention.This article firstly presents the configuration of the basic geography information database for Wuhan，and the advantage of GIS in spatial statistics and analyzing.Then it tells how the above two technologies are used in the Geo－information Blue Book of Wuhan.At last，the article makes a conclusion and prospects for the Blue Book’s practical application.

fundamental geographic information data；GIS；Blue Book；spatial statistics and analyzing

1672－8262(2011)01－25－04

P208

A

2010—06—29

劉瑩(1980—)，女，工程師，主要從事城市地理信息數(shù)據(jù)研究。

國家測(cè)繪局精密工程與工業(yè)測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(PF2009－22)