小議數字城市的研究及實現

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摘要：針對目前我國對數字城市地理信息管理系統大力發展的研究現狀，本論文對玉林市數字城市地理信息平臺的設計實現進行了分析探討，在簡單介紹了當前我國數字城市地理信息系統應用現狀的基礎上，重點對數字城市地理信息平臺進行了設計與實現，給出了系統的架構設計方案，同時從地理信息數據的存儲和鏈接兩個角度詳細探討了數字城市地理信息平臺的實現關鍵技術，對于進一步提升我國數字城市地理信息平臺的研究應用具有一定借鑒意義。

關鍵詞：數字城市；地理信息；數據存儲技術

1引言

國家測繪局于2006年啟動了“數字城市地理空間框架建設示范工程”項目，通過在全國選擇若干具備條件的城市作為試點，開展數字城市地理空間框架建設，總結經驗，推動數字中國、數字省區的建設，并下發了《關于做好數字城市地理空間框架建設試點工作的通知》，明確提出構建城市統一的地理信息公共平臺的要求。玉林市成為數字城市是玉林市經濟發展的契機，因此，本論文重點探討玉林市如何構建數字城市地理信息平臺。

本論文將主要結合玉林市的地理空間特點，探討玉林市發展與構建數字城市地理信息平臺的主要技術和實現方案，以期從中能夠找到發展數字城市地理信息管理系統的模式與應用技術，并以此和廣大同行分享。

2數字化城市地理信息系統應用現狀

目前很多城市成立了基礎地理信息中心，但沒有很好地發揮作用，主要存在以下幾個方面的問題。

(1)各個城市的基礎地理信息建設發展不平衡

不同的城市和地區對于城市基礎地理信息系統的建設的必要性和需求不一，發達城市和地區已經深刻地認識到了地理信息的重要性，因此加大力度和投資，然而一些不發達城市和地區，由于自身經濟實力和地理因素等原因，還沒有體會到城市基礎地理信息管理的重要性，而且沒有合適的部門來投資進行市基礎地理信息系統的建設。因此在城市基礎地理信息系統的建設上存在很的差異。

(2)城市基礎地理信息的數據質量不是很高

數據的好壞，直接影響著系統應用分析結果的可靠性和系統應用目標的真正實現，而缺少數據質量保證的GIS(GeographicInformationSystem，地理信息系統)系統的分析結果，將無法得到用戶的信任。

目前由于大部分城市在建設基礎地理信息系統時是將原來的紙質地圖進行數字化、掃描矢量化等，原來的地圖和現在的地圖在進行益加或匹配的時候，會有精度不一致的情況，在某種程度上會對城市基礎地理信息系統的建設產生影響。

(3)城市基礎地理信息系統建設比較盲目

在沿海和南方一些經濟較發達的城市進行GSI建設后，有一些城市比較盲目地從事城市基礎地理信息系統的建設，結果造成了極大的浪費和損失，有些城市雖然建立了自己城市的基礎地理信息系統，但是從來沒有應用起來，因此城市基礎地理信息系統的建設還要充分考慮各個部門和層次的用途需要，綜合考慮，結合城市建設統一規劃，才能更好地發揮出其作用。

3數字化城市地理信息平臺的設計

3.1系統架構設計

城市基礎地理信息平臺用于存儲各個部門公用的數據，并通過城域網與各個職能部門的數據節點進行連接，形成一種分布式的空間數據共享應用環境。由于基礎地理信息平臺中的數據是各部門都需要的數據，因此又稱其所在的服務器為數據中心節點，相應的其它專業部門的數據節點稱為分節點。

基礎地理信息平臺的數據庫是由中心節點和分節點組成的分布式網絡數據庫結構，數據庫之間通過城域網相互連接。平臺數據的核心是中心節點數據庫，它存儲著數字正射影像數據、數字高程模型數據、基本要素矢量數據、地名數據和相應的屬性數據等基礎地理信息數據，并通過元數據庫和元數據平臺來進行集成。而分節點則存儲著相應部門的專業數據庫，并通過中心節點提供的應用系統接口建立自身的上層部門應用系統來完成對中心節點的數據訪問。

3.2平臺實現的關鍵技術探討

(1)城市地理信息數據存儲技術探討

在常見的地理信息系統中，都是將地理特征表達為帶有分類屬性的幾何對象，然后以層(Layer)為概念組織、存儲、修改和顯示它們，分層幾乎成了GIS(地理信息系統)的一個必不可少的基本特征。GIS分層思想給我們在地理對象的管理上帶來了極大的方便，在實際應用中已廣為開發者和使用者接受。因此，在本論文中，將采用基于圖層的表達方式對城市地理信息數據進行存儲。基于圖層的數據組織方式如下：

①對于地理位置上分布的空間數據，可以按空間范圍劃分圖層，例如全國鐵路交通圖，就可由各個省市的鐵路交通圖組成。

②對于空間范圍相同的空間數據，可能由于應用的需要而人為地劃分到不同圖層里，即按專題劃分圖層，例如北京市交通圖，按交通的種類可以劃分為一級公路圖、二級公路圖、三級公路圖、……。

③同樣是對于空間范圍相同的空間數據，可以按照空間數據的類型進行劃分。由點狀地物可以組成點圖層，由線狀地物組成線圖層，由面狀地物組成面圖層，這種分層方式在地理信息系統的空間數據組織方法中是較為常見的一種。這也是在本文中用到的空間數據組織方式，它對于空間數據動態調用策略的實施非常適合。這里采用的技術手段也是將空間數據分層處理，每個圖層數據存儲在四個文件中，一般情況下都是按照點、線、面來組織空間數據以形成點圖層、線圖層和面圖層。這種數據的組織方式也被稱為簡單型空間數據模型，每個圖層只存儲一種空間類型數據；但它不能構建拓撲，在某些領域中不能使用。

(2)城市地理信息數據鏈接技術探討

對于數字城市地理信息管理平臺，海量的地理信息數據需要存儲，一旦當需要調用某個地理信息數據時，也需要能夠快速響應，因此對于海量的地理信息數據的鏈接設計就顯得很重要。在本論文中，采用索引圖文的方式來解決海量數據的快速調用響應這一問題。

索引圖層就是將應用系統中涉及到的地理范圍劃分成若干個區域，并由這些區域對象構成的一個圖層。每個區域對象對應若干個在該區域范圍內可見的圖層文件，當該空間區域對象部分或全部包含于當前視野范圍內時，這些圖層中的空間數據即被調用。索引圖層的制作對于動態調用空間數據機制能否更少的調用多余空間數據起到舉足輕重的作用。根據具體項目的空間數據的特點，索引圖層中的區域單元劃分得越細，就越能減少對視野范圍外的空間數據的調用。有了索引圖層，每當地圖服務器從客戶端得到新的視野范圍后，并不用再對每個圖層文件中的空間數據依次判斷，而是首先判斷當前視野范圍內包含索引圖層中的哪些區域對象，然后調用這些區域對象對應的圖層文件，從而實現對相關地理信息數據的快速調用讀取。

4結語

本論文對于數字城市地理信息平臺的設計構建，是對數字城市地理信息管理系統研究的一次有益的嘗試與探索，因而是值得推廣的，當然，更多的技術問題還有賴于廣大技術工作人員的共同努力才能夠實現我國數字城市地理信息管理系統應用水平的長足發展。

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