張麗萍

（陜西國際商貿(mào)學(xué)院,712046）

陜西省農(nóng)產(chǎn)品基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)體系包括1:500、1:1000、1:2000、1:10000、1:50000 等多種尺度、多種形式的數(shù)據(jù)，遵照國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 21139《基礎(chǔ)地理信息標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)基本規(guī)定》的要求，綜合考慮現(xiàn)有數(shù)據(jù)情況和共享需求，系統(tǒng)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)確定為：統(tǒng)一采用1980 西安坐標(biāo)系、1985 國家高程基準(zhǔn)和高斯-克呂格投影。

1 三維數(shù)據(jù)采集

建設(shè)陜西省城區(qū)的三維模型。三維數(shù)據(jù)的采集與建模采用集成低空無人駕駛飛行器遙感、單影像立體量測、精細(xì)三維建模等的技術(shù)體系。首先通過地面拍攝方式獲取數(shù)字化的高清晰影像，其分辨率可達(dá)到0.1 米；然后利用有別于立體像對三維測繪傳統(tǒng)方法的單像解析軟件，對每一張影像分別進(jìn)行判讀處理，提取農(nóng)產(chǎn)品的范圍信息和外表面紋理信息；進(jìn)而基于上述信息，結(jié)合本省大比例尺地形圖數(shù)據(jù)，構(gòu)建地物影像的精細(xì)三維模型。

三維模型數(shù)據(jù)采集技術(shù)流程見圖1-1。

1.1 數(shù)據(jù)整理與建庫

通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)和采集獲取的各種地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和處理，遵循《基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫基本規(guī)定》標(biāo)準(zhǔn)的要求，建立陜西省多形式、多尺度、現(xiàn)實性強(qiáng)的基礎(chǔ)農(nóng)產(chǎn)品地理信息數(shù)據(jù)庫。

1.2 數(shù)據(jù)檢查與處理

數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量和實體元素質(zhì)量。整體質(zhì)量檢查主要是數(shù)據(jù)完整性檢查，主要包括以下幾個方面：

（1）數(shù)據(jù)層的完整性檢查；

（2）數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)文件和屬性文件的完整性檢查；

圖1-1 三維模型數(shù)據(jù)采集技術(shù)流程

（3）屬性項完整性檢查，檢查應(yīng)有的屬性文件中屬性項是否有缺項、順序是否正確。即使數(shù)據(jù)所在圖幅中沒有要采的屬性數(shù)據(jù)，其屬性項也應(yīng)設(shè)置完整、順序正確；

（4）數(shù)據(jù)范圍檢查；

（5）要素完整性檢查，檢查各數(shù)據(jù)層應(yīng)有的要素是否有遺漏或多余，包括數(shù)據(jù)中是否存在重復(fù)點、冗余點、重復(fù)線等。實體元素質(zhì)量檢查主要是對點、線和面目標(biāo)進(jìn)行屬性精度、邏輯一致性與接邊檢查。

（6）屬性精度檢查，檢查各層要素的各屬性項中的屬性代碼或?qū)傩灾档恼_性。

（7）邏輯一致性檢查，包括屬性一致性檢查，包括屬性項定義檢查，屬性項之間關(guān)系檢查，屬性值邏輯一致性檢查，代碼一致性檢查；格式一致性檢查，對數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行檢查等。依照系統(tǒng)的整體要求，能夠把多種常見的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)入至本系統(tǒng)，保留原有格式下的線型、顏色、字體、屬性等信息；數(shù)據(jù)分層一致性檢查，包括數(shù)據(jù)層名檢查，各層要素檢查；拓?fù)湟恢滦詸z查，包括線拓?fù)?、面拓?fù)浜忘c拓?fù)涞臋z查，及編輯后是否重建拓?fù)潢P(guān)系；要素空間關(guān)系檢查，要素之間如等高線與水系、等高線與高程點、居民地與道路、面狀居民地與其幾何中心點、境界與河流、道路等，應(yīng)有合理的空間關(guān)系。DLG 數(shù)據(jù)的檢查與處理擬采用數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查軟件進(jìn)行，通過模型和算法，將數(shù)據(jù)中不符合規(guī)律、邏輯關(guān)系矛盾的要素自動挑選出來，并進(jìn)行人機(jī)協(xié)同處理。

1.2.1 DOM 數(shù)據(jù)檢查與處理

（1）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)檢查，包括影像的空間參考系統(tǒng)、分辨率、左上角坐標(biāo)及影像行數(shù)、列數(shù)是否正確，可通過數(shù)字正射影像圖信息文件中相關(guān)內(nèi)容來檢查；

（2）影像點平面精度檢查，可通過影像圖上選取的一定數(shù)量的檢查點，通過檢驗檢查點的精度來度量整幅圖的精度。每幅圖的檢查點數(shù)量視地形情況而定，一般不少于20 點，且在圖幅內(nèi)盡量分布均勻，地形復(fù)雜地區(qū)需要多選點，地勢平坦地區(qū)可以適當(dāng)減少檢查點的個數(shù)；

（3）接邊檢查，接邊效果檢查，用目視檢查法看相鄰數(shù)字正射影像的接邊處影像亮度、反差、色彩是否基本一致；接邊精度檢查，取相鄰兩正射影像圖重疊區(qū)域處同名地點作為檢查點，分別量取兩同名點的距離，或者是讀取同名點的坐標(biāo)，算出兩點間的距離，檢查同名點的坐標(biāo)差是否符合限差；

（4）影像質(zhì)量檢查，目測檢查影像是否清晰易讀、反差是否適中、色調(diào)是否均勻一致、紋理是否清楚，對于彩色影像，目視檢查影像色彩是否鮮明有真實感，影像上不能有因作業(yè)過程中的失誤而造成的肉眼可見的重影；經(jīng)過鑲嵌的影像，其鑲嵌處色彩應(yīng)過渡自然，無明顯的色彩變換；在鑲嵌處不應(yīng)有因鑲嵌引起的重影、模糊或斷裂等現(xiàn)象。

1.2.2 DEM 數(shù)據(jù)檢查與處理

對于數(shù)字?jǐn)z影測量方法生產(chǎn)的DEM，檢查內(nèi)容應(yīng)包括網(wǎng)格間距、DEM 范圍即起止點坐標(biāo)的正確性、高程數(shù)據(jù)的完整性及明顯的高程異常等。DEM 數(shù)據(jù)檢查應(yīng)以程序檢查為主，結(jié)合人機(jī)交互檢查?？蓪EM 按高程分層設(shè)色，與等高線或影像疊加顯示檢查，或?qū)EM 生成的三維暈渲圖與等高線疊加檢查。

2 數(shù)據(jù)建庫

在對DLG、DOM、DEM 等各種基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查和處理之后，進(jìn)行統(tǒng)一入庫，建立由元數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)控制數(shù)據(jù)庫、DLG 數(shù)據(jù)庫、DEM 數(shù)據(jù)庫、DOM 數(shù)據(jù)庫、地名數(shù)據(jù)庫、三維模型數(shù)據(jù)庫等組成的陜西省農(nóng)產(chǎn)品信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，其結(jié)構(gòu)組成如下圖所示。

圖2.1 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫組成

（1）元數(shù)據(jù)庫

元數(shù)據(jù)庫是存儲說明數(shù)據(jù)內(nèi)容、質(zhì)量、狀況和其它有關(guān)特征信息的數(shù)據(jù)庫。它可以用來組織和管理空間信息，并挖掘空間信息資源，可以幫助數(shù)據(jù)使用者查詢所需空間信息，可以根據(jù)不同的地理區(qū)間、指定的語言、具體的時間查找空間信息。元數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容應(yīng)涵蓋元數(shù)據(jù)實體集信息、標(biāo)識信息、限制信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息、維護(hù)信息、空間表示信息、參考系信息等內(nèi)容。

（2）DLG 數(shù)據(jù)庫

該數(shù)據(jù)庫用于存儲和管理地貌、植被與土質(zhì)等內(nèi)容的矢量數(shù)據(jù)，包括圖形信息和屬性信息。

（3）DEM 數(shù)據(jù)庫

DEM 數(shù)據(jù)庫主要用于存儲數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)。

（4）DOM 數(shù)據(jù)庫

該數(shù)據(jù)庫用于存儲數(shù)字正射影像，在該數(shù)據(jù)庫中應(yīng)實現(xiàn)多種分辨率影像的無縫集成，在數(shù)據(jù)入庫時應(yīng)構(gòu)建影像金字塔，并通過分層分塊建立多級索引結(jié)構(gòu)。

（5）基礎(chǔ)控制數(shù)據(jù)庫

該數(shù)據(jù)庫用于存儲基礎(chǔ)控制數(shù)據(jù)，包括平面控制點、高程控制點、和其他測量控制點的位置、屬性及點之記。

（6）地名數(shù)據(jù)庫

該數(shù)據(jù)庫用于存儲地名數(shù)據(jù)，通過從多尺度的地形圖數(shù)據(jù)中提取整理建成，其內(nèi)容應(yīng)包括自然地理實體名稱和人文地理實體名稱，前者如山、山峰、山丘、河等地名；后者包括省、縣、市、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)等行政區(qū)域地名。

（7）三維模型數(shù)據(jù)庫

該數(shù)據(jù)庫用于存儲農(nóng)產(chǎn)品分布信息的幾何、紋理及屬性信息。

3 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)用以實現(xiàn)城市基礎(chǔ)地理信息的編輯、處理、管理以及維護(hù)，具備以下功能：

3.1 數(shù)據(jù)編輯處理功能

（1）空間數(shù)據(jù)編輯

具備結(jié)點、線、面對象的編輯與處理功能，數(shù)據(jù)檢查與處理功能，以及各種編輯操作的撤銷與恢復(fù)功能；

（2）屬性數(shù)據(jù)編輯

具備屬性項的插入、刪除、修改功能，在數(shù)據(jù)編輯過程中檢驗非法屬性值的功能，以及利用查詢函數(shù)批量更新地物屬性記錄的功能；

（3）數(shù)據(jù)接邊

具備將被相鄰圖幅分割開的同一圖形對象的不同部分拼接成一個完整的數(shù)據(jù)對象的功能；

（4）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

具備坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、投影轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、矢量柵格轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能；

（5）數(shù)據(jù)提取

具備定制條件下的不同范圍、不同形式、不同尺度、不同內(nèi)容以及給定屬性條件、空間條件的數(shù)據(jù)提取功能。

3.2 數(shù)據(jù)查詢分析功能

（1）查詢統(tǒng)計

具備屬性關(guān)鍵字查詢、定制查詢、空間選擇查詢、空間關(guān)系查詢以及固定區(qū)域、任意區(qū)域的要素統(tǒng)計及結(jié)果可視化功能；

（2）空間量算

具備距離、面積以及角度的量算功能，支持用戶直接在地圖上量算任意多個點之間的距離、任意多個點構(gòu)成的多邊形面積和任意方向角度；

（3）疊加分析

具備多個數(shù)據(jù)集的無縫疊加功能，可進(jìn)行集成顯示、空間關(guān)系比較、屬性關(guān)系比較等；

（4）緩沖分析

具備緩沖分析功能，能夠?qū)σ唤M或一類地物按緩沖距離條件建立緩沖區(qū)多邊形圖，并與指定圖層進(jìn)行疊加分析；

（5）顯示控制

具備數(shù)據(jù)分層、分類型顯示的控制功能。

3.3 數(shù)據(jù)輸入輸出功能

（1）數(shù)據(jù)輸入

具備主流地理信息管理軟件開放格式數(shù)據(jù)的直接讀取功能，并能無損轉(zhuǎn)換成本系統(tǒng)的內(nèi)部格式；

（2）數(shù)據(jù)輸出

具備空間數(shù)據(jù)輸出和制圖輸出的功能。空間數(shù)據(jù)輸出包括格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)形式轉(zhuǎn)換。制圖輸出應(yīng)具備國家標(biāo)準(zhǔn)圖幅及自定義圖幅輸出功能。

3.4 數(shù)據(jù)維護(hù)功能

（1）元數(shù)據(jù)管理

具備元數(shù)據(jù)的建立、刪除、輸入、編輯、檢查、查詢、檢索、合并、導(dǎo)入、導(dǎo)出等功能；

（2）空間索引

具備各種空間索引的建立和撤銷功能，包括圖幅索引、行政區(qū)索引、對象范圍索引、格網(wǎng)索引等；

（3）符號配置管理

具備各種符號的增加、刪除以及配置功能；

（4）數(shù)據(jù)字典管理

支持依據(jù)定義的相關(guān)屬性字段名和字段值以及數(shù)據(jù)描述等信息建立并編輯數(shù)據(jù)字典。

4 結(jié)論

數(shù)據(jù)庫用戶分為管理員用戶和普通用戶，不同用戶具有不同操作權(quán)限，用戶管理功能應(yīng)包括創(chuàng)建不同級別的用戶、修改用戶權(quán)限、刪除用戶、鎖定用戶、解鎖用戶等功能；也可以用以記錄數(shù)據(jù)庫登錄用戶、操作動作、操作時間、操作類型以及服務(wù)器的關(guān)閉和啟動時間等信息。數(shù)據(jù)是由其他部門或單位按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上經(jīng)整合加工形成的可用于共享的數(shù)據(jù)，以擴(kuò)展圖層的形式提供服務(wù)。這些數(shù)據(jù)可采用物理集中的方式，也可以部署在各部門數(shù)據(jù)中心，經(jīng)確認(rèn)后統(tǒng)一管理，并提供服務(wù)。

[1] 陳延,張偉等.基于3S 技術(shù)的寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)管理信息系統(tǒng)設(shè)計與 實現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)研究.2012.12(4)；

[2] 劉佂濤,周林飛等.基于3S 技術(shù)的凌河口濕地信息系統(tǒng)的建立[J].水利水電技術(shù).2010.11；

[3] 于首清.基于3S 技術(shù)呂鎮(zhèn)村信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.6；

[4] 吳全,楊邦杰.基于3S 技術(shù)的中國西部草地信息資源信息系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報.2001.9(5)

[5] 王鳳.農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)資金和項目統(tǒng)一管理的實踐與思考[J].遼寧經(jīng)濟(jì),2002(9)；

[6] 劉丹.農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項目管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2003,5(2)；

[7] 江蘇省測繪局、無錫市國土資源局“數(shù)字無錫地理空間框架”項目，2011.3