数字高程模型DEM课件.ppt

1、第第4章章 城市空间信息基础设施建设城市空间信息基础设施建设 空间信息基础设施建设空间信息基础设施建设在数字城市建设中具在数字城市建设中具有举足轻重的有举足轻重的地位和作用地位和作用，同时，同时加快加快城市空间城市空间信息基础设施建设是最为信息基础设施建设是最为迫切的任务和基础性迫切的任务和基础性工作工作。2004年年2004年年2007年年2008年年4.1城市空间信息基础设施概念与作用城市空间信息基础设施概念与作用 4.1.1概念概念 城市空间信息城市空间信息是指与城市对象地理分布是指与城市对象地理分布有关的信息，是有关地理对象的性质、特有关的信息，是有关地理对象的性质、特征和运动状态表征

2、的一切有用的知识。数征和运动状态表征的一切有用的知识。数字城市字城市必须有数据必须有数据，特别是特别是空间数据。这空间数据。这里所说的里所说的空间数据空间数据，泛指泛指地理空间框架数地理空间框架数据和一切具有空间定位或空间分布特征的据和一切具有空间定位或空间分布特征的自然数据、经济数据、社会数据和人文数自然数据、经济数据、社会数据和人文数据。据。 城市空间基础信息城市空间基础信息具有具有尺度大、空间分辨尺度大、空间分辨率高、内容丰富、老化速度快、获取与更新率高、内容丰富、老化速度快、获取与更新时间长、生产费用高等时间长、生产费用高等特点。特点。说明见说明见P67P67 城市空间基础信息的城市空

3、间基础信息的形式主要包括形式主要包括：数字线：数字线划地图划地图(DLG)(DLG)、数字正射影像图、数字正射影像图(DOM)(DOM)、数字栅、数字栅格地图格地图(DRG)(DRG)、数字高程模型、数字高程模型(DEM)(DEM)和数字地形和数字地形模型模型(DTM)(DTM)、以及相应的、以及相应的属性数据属性数据。三维数据与三维数据与时态数据时态数据越来越受到越来越受到重视重视，成为未来城市空间，成为未来城市空间基础信息的基础信息的新形式新形式。 说明见说明见P67P67 随着城市信息化进程的随着城市信息化进程的加快和深入加快和深入，城市，城市空间基础数据必将进一步成为空间基础数据必将进

4、一步成为关注的焦点关注的焦点。城市空间信息基础设施城市空间信息基础设施( (USIIUSII）可以理解为可以理解为对对获取的空间信息进行整合，通过广布的网络获取的空间信息进行整合，通过广布的网络系统系统提供提供人们充分利用与共享所必需的支持人们充分利用与共享所必需的支持基础。现代城市管理对城市空间信息基础设基础。现代城市管理对城市空间信息基础设施建设施建设提出了提出了极高的要求。极高的要求。4.1.2地位和作用地位和作用具体表现具体表现在以下三个方面：在以下三个方面：（1 1）空间信息基础设施是）空间信息基础设施是国民经济和社会国民经济和社会信息化的重要保障条件信息化的重要保障条件。 （2 2

5、）空间信息基础设施建设）空间信息基础设施建设有利于信息资有利于信息资源共建共享机制的建立源共建共享机制的建立。 （3 3）空间信息基础设施是）空间信息基础设施是构建数字城市的构建数字城市的重要基础设施重要基础设施。 解释见解释见P68P684.2城市空间信息基础设施建设现城市空间信息基础设施建设现状与内容状与内容4.2.1国内外建设现状国内外建设现状1.1.国外建设现状国外建设现状 自自2020世纪世纪7070年代以来年代以来，世界各国，世界各国大体经大体经历了历了全要素基础地理空间数据和核心要素全要素基础地理空间数据和核心要素地理空间数据地理空间数据两个发展过程两个发展过程，目前正在，目前正

6、在开开始构建始构建新一代地理空间数据基础设施。新一代地理空间数据基础设施。 早期世界各国早期世界各国政府测绘部门主要政府测绘部门主要集中生集中生产矢量型产矢量型全要素基础地理空间数据，并全要素基础地理空间数据，并构构建建点、线、面目标之间的点、线、面目标之间的拓扑关系拓扑关系。 美国地质测量局美国地质测量局从从2020世纪世纪7070年代开始年代开始，先先后完成后完成了数据库建设。了数据库建设。 解释见解释见P68P68 欧洲欧洲的大多数国家都是的大多数国家都是根据原有根据原有的系列比例的系列比例尺地图生产相应比例尺的矢量数据并尺地图生产相应比例尺的矢量数据并建立数据建立数据库库。英国军械测量

7、局英国军械测量局解释见解释见P68P68 -69-69。 德国德国从从19891989年开始建设年开始建设全国地图和地图制全国地图和地图制图信息系统，图信息系统， 解释见解释见P69P69 。 日本日本是亚洲是亚洲最早开展最早开展空间信息基础设施建空间信息基础设施建设的国家之一，设的国家之一， 数字地图系列包括数字地图系列包括解释解释见见P69P69 。 马来西亚马来西亚的地理空间数据基础设施，即的地理空间数据基础设施，即MyGDIMyGDI， 解释见解释见P69P69 。 从从2020世纪世纪9090年代后期年代后期起，越来越多的起，越来越多的非洲国非洲国家家将空间信息基础设施建设将空间信息

8、基础设施建设提到议事日程提到议事日程上。上。非洲大多数国家的空间信息基础设施建设非洲大多数国家的空间信息基础设施建设都是都是由国际合作项目启动由国际合作项目启动，由，由政府进行政府进行跨部门、跨跨部门、跨地区地区( (甚至是跨国甚至是跨国) )数据、标准的数据、标准的协调协调。 解解释见释见P69P69。 考虑到全要素考虑到全要素矢量空间数据的生产过程复杂、矢量空间数据的生产过程复杂、周期较长且费用较高，一些周期较长且费用较高，一些发达国家开始转向发达国家开始转向只生产只生产核心核心( (框架框架) )要素地理空间数据。例如，要素地理空间数据。例如，美国地质测量局从美国地质测量局从2020世纪

9、世纪9090年代初开始生产年代初开始生产以以数字线划图、数字栅格图、数字高程模型和数数字线划图、数字栅格图、数字高程模型和数字正射影像图为代表的字正射影像图为代表的“4D”4D”简化产品简化产品，即核，即核心要素数据。心要素数据。 解释见解释见P69P69。例如，例如，英国军械测量局英国军械测量局根据已有矢量数据根据已有矢量数据抽抽取派生出了取派生出了国家道路地名、邮政编码分区、国家道路地名、邮政编码分区、境界、道路中心线等框架数据。境界、道路中心线等框架数据。 进入进入2121世纪以来，随着国家信息化的世纪以来，随着国家信息化的逐步深逐步深入和普及入和普及，人们对地理空间数据的多维、多尺度，

10、人们对地理空间数据的多维、多尺度和动态可视化的和动态可视化的需求越来越高需求越来越高，促使人们，促使人们研究和研究和建立新一代的地理空间框架数据建立新一代的地理空间框架数据。例如，。例如，20012001年年1010月月在在德国汉诺威德国汉诺威召开了包括德国、法国等国专召开了包括德国、法国等国专家参与的关于家参与的关于“三维核心数据库三维核心数据库”的学术研讨的学术研讨会。会。 解释见解释见P70P70。2. 2. 中国建设现状中国建设现状 新中国成立新中国成立以来，我国以来，我国开展了开展了大规模的地大规模的地学调查，学调查，积累了积累了数量大、系统性强的地球空数量大、系统性强的地球空间信息

11、资源，我国的空间信息基础设施建设间信息资源，我国的空间信息基础设施建设也也取得了巨大的成绩取得了巨大的成绩，已建成已建成世界世界1:14001:1400万、万、1:5001:500万空间数据库，中国万空间数据库，中国1:3001:300万、万、1:501:50万、万、1:251:25万数据库，万数据库，1:51:5万数字高程模型数据库和万数字高程模型数据库和基本框架要素数据库，基本框架要素数据库，1:11:1万五大江河数字高万五大江河数字高程模型数据库。程模型数据库。 已建成已建成1:5001:500、1:20001:2000、1:50001:5000地形图数地形图数据库，据库，正在采用正在采

12、用数据中心与分中心的形式，数据中心与分中心的形式，逐步建成逐步建成数字城市的数字城市的数据存储与管理体系数据存储与管理体系。就空间数据的就空间数据的覆盖和质量状况覆盖和质量状况而言，大、中而言，大、中城市、沿海城市城市、沿海城市明显好于明显好于内地城市和中、小内地城市和中、小城市。城市。 许多城市建立和维护了许多城市建立和维护了全市的平面和高程全市的平面和高程控制网，可以控制网，可以直接生产和更新直接生产和更新1:20001:2000的数字的数字地图。地图。 从从总体上总体上看，看，中国已初步建成中国已初步建成全球、国家、全球、国家、省省( (自治区、直辖市自治区、直辖市) )、市的基础地理空

13、间数、市的基础地理空间数据框架，特别是大多数城市据框架，特别是大多数城市已完成了已完成了基本地基本地形测绘，形测绘，4D4D产品及三维景观数据产品及三维景观数据已成为城市已成为城市地形信息的主要形式地形信息的主要形式，各种图件的，各种图件的现势性较现势性较好好，实现了实现了动态或定期更新。动态或定期更新。各专业部门也各专业部门也有相应有相应的专题地图数据，如地下综合管线、的专题地图数据，如地下综合管线、地名资料等数据。地名资料等数据。3. 3. 中国存在的主要问题中国存在的主要问题 目前存在的主要问题表现在以下三个方目前存在的主要问题表现在以下三个方面：面： （1 1）城市空间数据还不能满足应

14、用的）城市空间数据还不能满足应用的需求需求 （2 2）空间信息资源共享程度不高）空间信息资源共享程度不高 （3 3）行业）行业GISGIS系统发展不平衡系统发展不平衡解释见解释见P70-71P70-71（自学）（自学）4.2.2中国城市空间信息基础设施建设的中国城市空间信息基础设施建设的需求分析及对策需求分析及对策 1. 1. 需求分析需求分析1)1)对加快专业技术人才尤其是高素质人才队对加快专业技术人才尤其是高素质人才队伍建设的需求伍建设的需求2)2)对建立权威的地理信息管理协调机构的需对建立权威的地理信息管理协调机构的需求求3)3)对加紧建设城市空间基础数据集的需求对加紧建设城市空间基础数

15、据集的需求4)4)对制定基础地理信息的法规与标准的需求对制定基础地理信息的法规与标准的需求5)5)对传统测绘技术进行引进改造的需求对传统测绘技术进行引进改造的需求6)6)对建立新的数据生产、更新和维护机制的对建立新的数据生产、更新和维护机制的需求需求解释见解释见P71-72P71-72（自学）（自学）2. 2. 对策与建议对策与建议 1 1）明确城市空间信息基础设施建设的指导思）明确城市空间信息基础设施建设的指导思想、技术方案和保障措施想、技术方案和保障措施 2 2）确定城市空间信息基础设施建设的原则）确定城市空间信息基础设施建设的原则 3 3）建立相对完善的空间数据标准与规范体系）建立相对完

16、善的空间数据标准与规范体系 4 4）开展城市空间信息基础设施共享技术研究）开展城市空间信息基础设施共享技术研究与政策法规制定与政策法规制定 5 5）建立城市空间信息基础设施建设人才培养、）建立城市空间信息基础设施建设人才培养、技术交流机制技术交流机制解释见解释见P72-73P72-73（自学）（自学）4.2.3城市空间信息基础设施建设原则和内容城市空间信息基础设施建设原则和内容 1. 1. 建设目标建设目标(1)(1)构建数字城市的空间基础数据框架构建数字城市的空间基础数据框架(2)(2)为城市政府、企业和公众提供空间信息服务为城市政府、企业和公众提供空间信息服务(3)(3)组建城市基础地理信

17、息中心组建城市基础地理信息中心(4)(4)建成空间信息基础设施的技术标准规范体系建成空间信息基础设施的技术标准规范体系(5)(5)逐步形成城市地理空间信息产业逐步形成城市地理空间信息产业(6)(6)建立空间信息基础设施的政策法规及管理制建立空间信息基础设施的政策法规及管理制度体系度体系解释见解释见P73P73（自学）（自学）2. 2. 建设原则建设原则 (1)(1)面向应用原则面向应用原则(2)(2)先进性原则先进性原则(3)(3)数据全面、统一原则数据全面、统一原则(4)(4)可靠性、可用性、安全性、实用性和可靠性、可用性、安全性、实用性和可维护性原则可维护性原则(5)(5)扩展性原则扩展性

18、原则(6)(6)开放性原则开放性原则解释见解释见P74P74（自学）（自学）3. 3. 建设任务建设任务1)1)加强地理空间信息的获取和处理加强地理空间信息的获取和处理2)2)建立城市地理空间信息的生产、管理和建立城市地理空间信息的生产、管理和服务体系服务体系3)3)加强基础性地理信息系统建设加强基础性地理信息系统建设4)4)面向社会公众，提供高质量、公益性的面向社会公众，提供高质量、公益性的信息服务信息服务5)5)促进地理空间信息应用系统建设促进地理空间信息应用系统建设6)6)为决策支持提供地理空间数据支撑为决策支持提供地理空间数据支撑7)7)建设城市基础地理信息中心建设城市基础地理信息中心

19、8)8)建立相对完善的标准与规范体系建立相对完善的标准与规范体系解释见解释见P74-75P74-75（自学）（自学）4. 4. 建设内容建设内容 (1)(1)空间基础数据集；（空间基础数据集；（2)2)空间数据交换标空间数据交换标准准 （3)GPS3)GPS综合服务系统；（综合服务系统；（4)4)空间数据协调、空间数据协调、管理机构管理机构解释见解释见P75P75（自学）（自学）应用前景体现应用前景体现在以下三个方面：在以下三个方面： 一是一是成为城市其他信息平台和专业信息成为城市其他信息平台和专业信息系统建设的系统建设的共享平台共享平台；二是二是为城市政府及各为城市政府及各部门、企业及社会公

20、众部门、企业及社会公众提供提供基于空间信息的基于空间信息的专业信息专业信息发布与交换服务发布与交换服务；三是三是为城市规划、为城市规划、建设和管理建设和管理提供决策支持提供决策支持。4.3城市空间信息基础设施建设技城市空间信息基础设施建设技术体系术体系4.3.1总体框架总体框架 数字城市在数字城市在逻辑层次上总体表现逻辑层次上总体表现为：在为：在数字城市的信息基础设施和支撑环境平台数字城市的信息基础设施和支撑环境平台上上建立建立数字城市空间信息基础设施的数字城市空间信息基础设施的总体总体信息体系信息体系。面向面向数字城市内、外的各种信数字城市内、外的各种信息实体和用户实体息实体和用户实体提供提

21、供数字化、网络化、数字化、网络化、虚拟化、智能化的虚拟化、智能化的应用和各种服务应用和各种服务( (图图4.1)4.1)。 城市空间信息基础设施城市空间信息基础设施建设（建设（系统工程系统工程）必）必须在须在系统顶层设计方面进行全面研究。其中，系统顶层设计方面进行全面研究。其中，体系结构的设计体系结构的设计是最为是最为重要重要的部分，要以的部分，要以应用应用需求需求为依据。设计体系结构时应为依据。设计体系结构时应重点考虑内容重点考虑内容有：有：说明见说明见P76P76 。4.3.2城市基础地理信息平台和服务系城市基础地理信息平台和服务系统建设统建设 城市空间信息基础设施建设的城市空间信息基础设

22、施建设的内容主要包内容主要包括括研究研究建立全市建立全市空间数据生产、管理和更新的空间数据生产、管理和更新的组织体系与管理措施；组织体系与管理措施；建立建立市区范围基础地理市区范围基础地理信息数据库；信息数据库；制定制定数据规范和技术质量标准；数据规范和技术质量标准；针对政府和社会关注的领域，针对政府和社会关注的领域，建设重点建设重点应用系应用系统的示范工程；统的示范工程；建立建立空间信息基础设施集成和空间信息基础设施集成和分发服务中心，为城市建设和管理各行业、社分发服务中心，为城市建设和管理各行业、社会经济各部门会经济各部门提供提供地理信息地理信息支持支持。 1. 1. 城市基础地理信息平台

23、城市基础地理信息平台 1 1）应用领域）应用领域 基础地理信息平台就是基础地理信息平台就是利用利用“3S”(GIS3S”(GIS、GPSGPS、RS)RS)技术，技术，实现实现对城市各种路网、管网和地表建对城市各种路网、管网和地表建筑物等设施的定位，筑物等设施的定位，建立全市建立全市统一、完备的空统一、完备的空间地理信息数据平台间地理信息数据平台，建立覆盖，建立覆盖全市范围的、全市范围的、海量的、动态的空间地理数据库，为政府决策、海量的、动态的空间地理数据库，为政府决策、国土规划以及城市管理国土规划以及城市管理提供数字化的基础数据提供数字化的基础数据，使之使之成为全市成为全市各类应用信息系统的

24、各类应用信息系统的基础平基础平台台。见见P77P77 城市建设的城市建设的各个领域都有对地理信息资料的各个领域都有对地理信息资料的需求需求。 一个一个功能完善功能完善的基础地理信息平台，的基础地理信息平台，是能是能够按照够按照空间位置对城市各种基础地理信息进空间位置对城市各种基础地理信息进行输入、存储、更新、查询、分析、应用、行输入、存储、更新、查询、分析、应用、显示和制图的显示和制图的技术系统技术系统。为。为满足不同层次满足不同层次对对地理信息的不同需求，地理信息的不同需求，应该包括的内容应该包括的内容有有： 见见P77P77 。 城市基础地理信息平台城市基础地理信息平台能够为能够为政府部门

25、、政府部门、企业、社区和公众企业、社区和公众提供不同层次提供不同层次的应用服务，的应用服务，具体情况具体情况如图如图4.24.2所示。所示。 2 2）建设内容）建设内容 （1 1）基础地理信息数据库。包括）基础地理信息数据库。包括大多数部大多数部门门经常共同使用经常共同使用的基础地理空间数据集合。基的基础地理空间数据集合。基础地理信息数据库础地理信息数据库致力于提供致力于提供有共同格式、共有共同格式、共享的基础地理数据，以便使用户能够集中精力享的基础地理数据，以便使用户能够集中精力在自己的数据应用和其他事务上。在自己的数据应用和其他事务上。 建设目标建设目标。建设一个统一、标准、完善的。建设一

26、个统一、标准、完善的数据源，它数据源，它能提供城市能提供城市最有用的数据，即最新、最有用的数据，即最新、最完整、最精确的数据；最完整、最精确的数据；用户必须能够很容易用户必须能够很容易地把自己的数据集成到基础地理数据上去，给地把自己的数据集成到基础地理数据上去，给基础地理数据基础地理数据提供反馈和改正意见。提供反馈和改正意见。 见见P78P78 数据库内容数据库内容。需要。需要建设建设1111类数据库类数据库，包括包括见见P78 P78 。 空间坐标系统空间坐标系统是确定空间目标平面位置和是确定空间目标平面位置和高程的高程的空间参考空间参考。我国采用了。我国采用了两种不同两种不同的大地的大地坐

27、标系，即坐标系，即19541954年北京坐标系和年北京坐标系和19801980年年国家大国家大地坐标系，地坐标系，属于参心属于参心坐标系；自坐标系；自20082008年年7 7月月1 1日日起起启用启用20002000国家大地坐标系，属于国家大地坐标系，属于地心地心坐标系。坐标系。高程系统应采用国家高程系统高程系统应采用国家高程系统( (19851985年国家高程年国家高程基准基准) )。 （2 2）空间数据管理与共享平台）空间数据管理与共享平台。数据数据提供者用它来对要发布提供者用它来对要发布的空间数据集产生的空间数据集产生相应的元数据库，并管理、更新和维护元相应的元数据库，并管理、更新和维

28、护元数据库。数据库。用户用户通过元数据查询检索系统来通过元数据查询检索系统来查询、检索元数据库，以查询、检索元数据库，以获取获取相应的空间相应的空间数据集。数据集。 空间数据管理与共享平台空间数据管理与共享平台采用采用Client/Server(简称简称C/S)与与Browser/Server(简简称称B/S)混合的体系结构混合的体系结构，其，其具有具有严格的平台严格的平台和操作系统和操作系统无关性无关性。空间元数据查询检索系空间元数据查询检索系统由统由元数据浏览器、元数据浏览器、WWW服务器、空间元服务器、空间元数据查询服务器、元数据库数据查询服务器、元数据库组成组成。 （3 3）空间数据应

29、用服务平台）空间数据应用服务平台。建设空间数。建设空间数据应用服务平台，据应用服务平台，包括包括地图应用服务器、空地图应用服务器、空间数据服务引擎、空间数据应用集成服务器、间数据服务引擎、空间数据应用集成服务器、空间应用服务管理器。空间应用服务管理器。遵照流行遵照流行的的Web Web ServiceService技术规范，为各专业应用系统、公用技术规范，为各专业应用系统、公用信息平台、决策支持系统，为信息平台、决策支持系统，为在建和已经建在建和已经建成成的电子政务系统、电子商务系统、地理信的电子政务系统、电子商务系统、地理信息系统，定义数据标准，息系统，定义数据标准，提供提供接口，接口，实现

30、实现信信息共享，从而息共享，从而避免重复建设避免重复建设。 解释见解释见P79P79 2. 2. 公众空间信息服务平台公众空间信息服务平台 公众空间信息服务平台是向社会公众公众空间信息服务平台是向社会公众提提供供空间定位信息和位置服务的平台，是数空间定位信息和位置服务的平台，是数字城市字城市面向面向公众信息服务和应用的公众信息服务和应用的窗口窗口。其其核心是基于位置的服务核心是基于位置的服务。 建设公众信息服务平台，将其作为窗口建设公众信息服务平台，将其作为窗口向公众提供基于位置的信息服务，具有向公众提供基于位置的信息服务，具有重重大的意义大的意义。 解释见解释见P79-80P79-80 建设

31、公众空间信息服务平台，就是建设公众空间信息服务平台，就是通过通过WebGISWebGIS向公众向公众提供提供基本的空间信息服务。从基本的空间信息服务。从WWWWWW的任意一个节点，因特网用户的任意一个节点，因特网用户可以浏览可以浏览WebGISWebGIS站点中的空间数据，并站点中的空间数据，并制作专题图制作专题图，以及以及进行进行各种空间检索和空间分析，从而使各种空间检索和空间分析，从而使GISGIS进入千家万户进入千家万户。解释见解释见P80P80 WebGIS WebGIS必然必然带领带领GISGIS技术技术进入一个革新的进入一个革新的时期。时期。WebGISWebGIS终将终将取代传统

32、取代传统的的GISGIS。3. GPS3. GPS综合服务系统综合服务系统 GPSGPS综合服务系统是要在综合服务系统是要在全省全省GPS CGPS C级网级网的的基础上，在城市范围内基础上，在城市范围内建设建设若干个永久性连续若干个永久性连续运行的运行的GPSGPS卫星定位卫星定位基准站基准站，组成组成高精度三维高精度三维大地测量控制网，为城市建设、工程建设等大地测量控制网，为城市建设、工程建设等提提供技术支持和定位基础供技术支持和定位基础。通过数据通信网络通过数据通信网络，如如因特网和广播网等因特网和广播网等向各类需要测量和导航的向各类需要测量和导航的用户用户提供提供按照国际通用格式标准的

33、基准站站址按照国际通用格式标准的基准站站址坐标和坐标和GPSGPS测量数据，以测量数据，以满足各类满足各类不同行业、不同行业、用户对精密定位、快速和实时定位、导航的要用户对精密定位、快速和实时定位、导航的要求。求。除了要满足除了要满足城市规划等多种现代化管理的城市规划等多种现代化管理的社会社会需求外需求外，GPSGPS综合服务系统还要向企业和公众综合服务系统还要向企业和公众用户用户提供提供基于地理定位信息的服务，基于地理定位信息的服务，可用于以可用于以下三个方面下三个方面： （1 1）个人导引；（）个人导引；（2 2）商业应用；（）商业应用；（3 3）自导）自导航。航。 解释见解释见P80P8

34、0 。 4. 4. 城市业务应用系统建设城市业务应用系统建设 只有具备了只有具备了性能优良、通用性强的性能优良、通用性强的业务业务应用系统应用系统，才能使才能使城市规划、建设、管理城市规划、建设、管理与服务的基础数据库得到及时的与服务的基础数据库得到及时的更新和合更新和合理的利用理的利用，进而，进而提高提高政府管理部门的工作政府管理部门的工作效率和决策能力，效率和决策能力，提高提高企业的管理、服务企业的管理、服务水平和经营能力。水平和经营能力。 城市业务应用系统是建立城市业务应用系统是建立在公共信息基础设在公共信息基础设施和运行环境上的信息系统，就施和运行环境上的信息系统，就应用对象应用对象来

35、看来看可将其分为可将其分为两大类两大类：一类是建立一类是建立在空间信息基在空间信息基础数据础数据平台之上平台之上，为，为满足各类满足各类应用需求的应用需求的专业专业信息应用系统信息应用系统，如，如房地产房地产信息系统；信息系统；另一类是另一类是建立建立在空间信息基础数据和各类专业数据基础在空间信息基础数据和各类专业数据基础之上的之上的综合性应用系统综合性应用系统，如城市，如城市应急决策指挥应急决策指挥系统等，是比前一类层次系统等，是比前一类层次更高更高的，可为政府管的，可为政府管理部门、咨询服务机构等理部门、咨询服务机构等提供科学依据和辅助提供科学依据和辅助决策的信息系统决策的信息系统。4.3

36、.3城市空间数据中心和分中心建设城市空间数据中心和分中心建设 数据基础设施数据基础设施采取分布式采取分布式数据库技术，分数据库技术，分别由城市空间数据中心和数据分中心来别由城市空间数据中心和数据分中心来进行进行管理管理。 城市空间数据中心主要管理城市空间数据中心主要管理城市基础库，城市基础库，并并通过通过城市信息中心的信息交换城市信息中心的信息交换共享平台解决共享平台解决各各个跨部门应用的数据交换、信息共享、信息传个跨部门应用的数据交换、信息共享、信息传递问题，以数据交换的方式递问题，以数据交换的方式实现实现政府内部所有政府内部所有公共业务数据的公共业务数据的共享共享，为综合查询及业务应用，为

37、综合查询及业务应用系统系统提供提供全局的、透明的数据访问。全局的、透明的数据访问。 城市空间数据中心，城市空间数据中心，承担承担对城市空间数据基础对城市空间数据基础设施进行设施进行管理和维护的任务管理和维护的任务。该。该中心是中心是城市规城市规模化基础地理空间数据模化基础地理空间数据生产单位生产单位，是权威是权威的基的基础空间数据更新、存储、处理和分发础空间数据更新、存储、处理和分发服务中心服务中心，是国家空间数据基础设施的是国家空间数据基础设施的组成部分之一组成部分之一。其。其职能包括职能包括以下四个方面：以下四个方面： 解释见解释见P81P81 。 城市空间数据分中心设在城市空间数据分中心

38、设在各部门、各区各部门、各区( (县、县、市市) )，分别管理包括分别管理包括城市规划管理等在内的城市规划管理等在内的城城市综合管理数据库市综合管理数据库。这些专业数据。这些专业数据都通过都通过城城市信息中心的信息交换市信息中心的信息交换共享平台共享平台，同城市基，同城市基础地理空间数据础地理空间数据集成集成，即定位在空间数据框，即定位在空间数据框架内，使专业数据架内，使专业数据具有具有空间定位或空间分布空间定位或空间分布特征，并在各部门、各行业之间进行特征，并在各部门、各行业之间进行数据交数据交换和信息共享。换和信息共享。 1. 1. 城市空间数据中心建设的主要内容城市空间数据中心建设的主要

39、内容 1 1）基础地理信息资源管理系统建设）基础地理信息资源管理系统建设 基础地理信息资源管理系统基础地理信息资源管理系统是是城市地理信息城市地理信息的基础平台和统一管理、查询和交换平台；对的基础平台和统一管理、查询和交换平台；对全市基础地理信息可共享的全市基础地理信息可共享的重要信息进行重要信息进行编辑、编辑、备份与灾难恢复；对全市基础地理信息备份与灾难恢复；对全市基础地理信息进行登进行登记记注册与数据更新管理。注册与数据更新管理。 基础地理信息资源管理系统的基础地理信息资源管理系统的建设目标建设目标是，是， 解释见解释见P82P82。 系统框架见系统框架见图图4.34.3。 2 2）基础地

40、理信息资源共享机制建设）基础地理信息资源共享机制建设 目前，存在的目前，存在的问题主要有：问题主要有： (1)(1)各职能部门的信息化建设发展不平衡。各职能部门的信息化建设发展不平衡。 (2)(2)由于行业管理和数据安全等原因，空间由于行业管理和数据安全等原因，空间信息资源各自独立、相互屏蔽、条块分割。信息资源各自独立、相互屏蔽、条块分割。 (3)(3)城市空间信息基础设施建设的重复性、城市空间信息基础设施建设的重复性、无序性和低效性的矛盾十分突出。无序性和低效性的矛盾十分突出。 (4)(4)标准化程度低。标准化程度低。解释见解释见P83P83。 基础地理信息基础地理信息资源共享机制建设资源共

41、享机制建设应着重应着重考虑考虑以下三个方面：以下三个方面： （1 1）统一规划）统一规划 （2 2）统一标准）统一标准 （3 3）建立利益共享机制。）建立利益共享机制。信息资源中心与各信息资源中心与各信息源单位可以信息源单位可以通过利益共享通过利益共享机制实现机制实现信息共信息共享享。一是实行会员制一是实行会员制；二是参股建设二是参股建设；三是三是各各信息源单位通过信息资源中心按信息查询者的信息源单位通过信息资源中心按信息查询者的身份和查询内容身份和查询内容收取一定的信息费用收取一定的信息费用，信息资，信息资源中心为信息源单位源中心为信息源单位提供有偿服务。提供有偿服务。 2. 2. 城市空间

42、数据中心和分中心的关系城市空间数据中心和分中心的关系 各个部门数据各个部门数据分中心分中心应按信息共享的要应按信息共享的要求向空间数据中心求向空间数据中心提供数据提供数据；空间数据中；空间数据中心应心应完成实现完成实现各类信息数据的共享、交换各类信息数据的共享、交换和编辑，并对各部门可共享的重要数据和编辑，并对各部门可共享的重要数据进进行备份行备份；根据授权，信息使用者可以通过；根据授权，信息使用者可以通过空间数据中心空间数据中心访问访问各部门信息分中心的数各部门信息分中心的数据据( (图图4.4)4.4)。4.3.4城市空间数据更新机制城市空间数据更新机制 空间信息基础设施是空间信息基础设施

43、是政府管理的、重要的政府管理的、重要的基础设施，基础设施，实施实施城市空间信息基础设施城市空间信息基础设施更新机更新机制制，必须将必须将基础测绘基础测绘纳入纳入城市国民经济和社会城市国民经济和社会发展发展年度计划年度计划，设立专项设立专项，列入列入财政预算，财政预算，确确定定基础测绘定期基础测绘定期更新的周期更新的周期。城市的建设和发。城市的建设和发展展不断改变不断改变着城市的面貌，这就着城市的面貌，这就要求我们建立要求我们建立合理的空间数据更新机制，把这些变化合理的空间数据更新机制，把这些变化及时反及时反映到映到城市空间数据基础信息库中。城市空间数据基础信息库中。城市空间数据基础信息的城市空

44、间数据基础信息的主要内容包主要内容包括括： 见见P83-84P83-84。 空间信息的空间信息的生产和更新生产和更新，应依托应依托现有基础现有基础地理信息数字产品规模化生产基地的产业队地理信息数字产品规模化生产基地的产业队伍；各专业部门伍；各专业部门按照统一按照统一的地理框架和数据的地理框架和数据标准填充本部门的专业性数据。各部门标准填充本部门的专业性数据。各部门分别分别负责负责维护和更新自己生产维护和更新自己生产的数据。的数据。 空间信息数据库是空间信息数据库是一个多数据源、多分辨一个多数据源、多分辨率、多时相、多尺度、多维、无缝、动态的率、多时相、多尺度、多维、无缝、动态的数据库。数据库。

45、见见P84P84。 城市空间信息城市空间信息采集与更新技术采集与更新技术主要包括主要包括航航空摄影测量技术、高分辨率卫星遥感技术、空摄影测量技术、高分辨率卫星遥感技术、地面测绘技术、地面测绘技术、GPSGPS测量技术，以及激光扫描，测量技术，以及激光扫描，近景摄影测量技术等。这里值得关注的是，近景摄影测量技术等。这里值得关注的是，基于基于轻型飞机和高分辨率数码相机轻型飞机和高分辨率数码相机的的低空摄低空摄影测量技术影测量技术在城市空间信息更新方面在城市空间信息更新方面具有巨具有巨大的应用潜力大的应用潜力。 利用历史资料也是建设利用历史资料也是建设城市空间信息基城市空间信息基础设施的础设施的重要

46、方法重要方法。这里所说的历史资料。这里所说的历史资料主主要是以传统要是以传统方法测绘的各种比例尺地形图、方法测绘的各种比例尺地形图、各种公共设施的分布图以及专题图等。各种公共设施的分布图以及专题图等。 见见P84P84。 局部地物补测局部地物补测，可以采用，可以采用GPSGPS或内、外或内、外业一体化的方式业一体化的方式获取有关信息获取有关信息。 见见P84-85P84-85 。 数据是数据是GISGIS的血液的血液, , 而而更新更新则是保持则是保持GISGIS活活力的力的源泉源泉。根据数据。根据数据生产者所提供生产者所提供的更新信的更新信息内容息内容, GIS, GIS空间数据空间数据更新

47、服务可分为两种方更新服务可分为两种方式式：批量式更新服务和增量式更新服：批量式更新服务和增量式更新服务。务。 见见P85P85 。 目前，目前，普遍采用普遍采用的是对数据存储单元内的的是对数据存储单元内的数据进行数据进行整体替换整体替换的方法来实现对数据的更的方法来实现对数据的更新，即用新的数据来替换旧的数据。新，即用新的数据来替换旧的数据。影像影像数数据库，据库， 它只是一个数据它只是一个数据替换替换的过程。的过程。 目前，数据更新目前，数据更新仍然存在许多不足仍然存在许多不足：更新：更新依赖的各种数据源依赖的各种数据源本身本身“不完美不完美”( (多源空间多源空间数据的不一致、不完整和不准

48、确性数据的不一致、不完整和不准确性) )；更新的；更新的智能化智能化程度不高；程度不高；更新过程更新过程对多种数据源整对多种数据源整合、充分利用的程度不高；整个更新过程合、充分利用的程度不高；整个更新过程缺缺乏乏系统科学的系统科学的过程控制过程控制。 见见P85P85 。4.3.5城市空间数据管理模式城市空间数据管理模式 空间数据是空间数据是指与空间位置和空间关系相联指与空间位置和空间关系相联系的数据。空间数据系的数据。空间数据具有具有空间特征、非结构空间特征、非结构化特征、空间关系特征、分类编码特征、海化特征、空间关系特征、分类编码特征、海量数据特征、非标代数运算特征。通常空间量数据特征、非

49、标代数运算特征。通常空间数据数据管理方式有三种方式管理方式有三种方式：文件管理方式；：文件管理方式；文件文件- -数据库混合管理方式；空间数据库管理数据库混合管理方式；空间数据库管理方式。对空间数据管理方式。对空间数据管理采用数据库模式管理采用数据库模式管理已经成为已经成为地理信息系统发展的地理信息系统发展的一种趋势一种趋势。 空间数据存储管理空间数据存储管理质量的好坏直接影响质量的好坏直接影响着着GISGIS处理的效率。处理的效率。GISGIS空间数据存储结构空间数据存储结构发展发展至今至今，从基于文件系统存储一直演变到对象，从基于文件系统存储一直演变到对象关系型数据库，经历了关系型数据库，

50、经历了五代演变：五代演变：文件系统文件系统存储（存储（70s70s初）、混合数据存储（初）、混合数据存储（80s80s中中期）、关系数据库存储（期）、关系数据库存储（80s80s末）、面向对末）、面向对象数据库存储（象数据库存储（90s90s中期）、对象关系型存中期）、对象关系型存储（储（90s90s末）。末）。 但是上述种种数据模型在管理空间数据时，但是上述种种数据模型在管理空间数据时，均有不足之处。均有不足之处。不同时期出现的数据库技术也不同时期出现的数据库技术也各有优点与缺点各有优点与缺点，在管理模式上也，在管理模式上也存在多种形存在多种形式式，针对针对城市地理空间数据管理城市地理空间数