城市GIS管理平台技术方案

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1、城市基础地理信息管理平台 设计方案 一、项目概述 随着社会经济的快速发展，对于地理空间信息的需求也越来越大，地理信息系统目前在城市规划、建设与管理方面的应用已经十分广泛，因此，整合城市的各类基础地理信息数据，构建基础地理信息管理平台，保障城市各方面对城市基础空间地理数据的需要，已经成为城市信息化建设的一项重要任务。 1.1项目背景 目前，人们已经普遍认识到空间数据在城市建设与发展中的核心地位和重要性。现势性的数字化大比例尺地形数据、地下管线现状数据和城市影像数据是城市空间数据管理的重要基础资料，也是构建城市空间信息平台的核心内容，可以为城市社会经济发展规划、设计与科学决策提供科学

2、的依据。 合肥市测绘设计研究院持有国家甲级测绘资质证书与ISO国际质量体系认证证书，多年来一直为合肥市国民经济与社会发展提供基础测绘保障与地理信息服务，建立了信息化的测绘保障体系，积累了丰富的数据资源与技术优势，为建设“城市基础地理信息管理平台”提供了有利的条件。 1.2项目建设目标 ①建立以基本地形图、影像为主体的基础地理信息数据库，并开发具有数据检查、入库、查询、检索、输出、管理、更新、维护、发布和丰富的数据转换、数据叠加等功能于一体的地理信息管理平台。 ②实现城市地理信息数据的无缝管理、更新维护、查询分析、制图输出等基本功能，提供地理空间数据的高效、有机、安全管理和应用，为城市的

3、建设提供更多、更好的数据支持与应用支撑。 ③从数据“测绘生产—录入—检查—编辑—转换—入库—修补测—更新—维护—对外提供—发布”的整个数据链条实现城市数据生产流程和伴随数据生产过程的业务流程的信息化。 ④建立有效的数据更新机制与系统应用保障机制，保持地理信息的现势性，保障地理信息管理平台的稳定、高效运行，为政府决策提供空间信息支持。 1.3项目建设任务 ①空间数据标准化是决定空间数据可持续更新、应用以及实现数据共享的关键与必要的条件。项目应按照国家、部、省、市信息化测绘标准规范和相关技术规程，制定“城市基础地理信息数据库及管理平台”的标准体系， 包括数据采集、建库、更新、管理、共享以及

4、质量控制、数字化产品验收等方面的标准； ②利用航空摄影测量的成果资源，建立以基本地形图、影像为主体的基础地理信息数据库；并在此基础上，有效的整合地下管网、规划、土地、市政交通、人口分布等各种类型的数据资源，建立专题信息数据库。 ③在空间数据库建立的基础上，整合相关的空间信息资源，开发与建立设“城市基础地理信息管理平台”，实现对城市空间数据的科学管理与有高效应用，为城市建设与发展提供更多、更好的地理信息服务； ④建立一套完整的数据采集、管理、发布及动态更新机制，确保地理信息数据库及管理平台的动态更新与稳定运行。 二、需求分析 2.1数据需求 “城市基础地理信息管理平台”项目的

5、数据需求包括：多比例尺的基础地形数据，地下管线数据，高分辨率影像数据等。 表1 数据需求 数据库名称 数据库描述 比例尺 年份 基础地形数据库 包括测量控制点、居民地、道路、河流等基础地理要素 1：1000比例尺 最新数据 地下管线数据库 包含电力、排水、给水、燃气、路灯、通讯等城市综合管线 1：1000比例尺 最新数据 遥感影像数据库 遥感影像、航片、卫片等 多种比例尺 最新数据 2.2规范与标准需求 根据国家现有地形图标准补充、完善城市基础地理信息数据库建库相关标准。 《合肥市1:500 1:1000 1:2000 地形图分层规程》 《合肥市 1:

6、500 1:1000 1:2000 地形图数据分类编码规程》 《合肥市1:500 1:1000 1:2000 地形图数据结构规程》 《合肥市1:500 1:1000 1:2000 数字地形图测量技术规程》 《合肥市1:500 1:1000 1:2000 地形图数字化产品检查验收及质量控制规程》 空间数据建库作业规范 空间数据更新作业规范 空间数据管理作业规范 数据建库质量控制规范 数据更新质量控制规范 2.3地理信息数据建库需求 将测绘好的地形图数据转入到ArcSDE空间数据库中。数据入库前应进行库结构、元数据、数据字典的设计，初始数据入库时要经过多次数据检查、处理，以保证

7、入库数据的质量。建库工作要严格按照《建库作业规范》进行操作，使整个建库流程可管理、可控制，同时按照《建库质量规范》进行质量检核。 2.4数据质量检查与控制需求 实现对检查的过程管理、跟踪检查信息、记录、统计检查结果、管理质量检查报告、质量验收报告、质量统计表的功能，并对质量检查工作的具体情况能够实现自动的提供相应的检查工具程序 2.5基础地理信息管理平台的功能需求 基础地理信息管理平台主要实现空间数据和非空间数据的一体化管理，针对数据采集－数据更新－数据交换－导出与出库这一数据库管理主线，提供系统的一系列管理功能，主要功能包括：数据入库、地图浏览、数据检索、数据查询、图层管理、图形编辑

8、、数据输出、专题图制作、数据更新、历史数据管理、数据分发、元数据管理、系统维护等。 2.6性能需求 可靠性：具备检错和容错能力，系统恢复能力。 可操作性：界面设计友好，联机帮助方便，操作合理、简便。 可维护性：有完备的系统维护方案。 2.7系统架构需求 采用Windows NT架构的操作系统平台（Windows 2008或XP服务器）； 采用ESRI公司提供的ArcGIS平台作为空间数据管理软件； 选用Oracle 10g关系型数据库统一管理图形和属性数据，支持网络并实现分布式数据库管理。 采用三层结构、使用C/S技术、组件式技术，为用户提供统一的用户视图和二次开发的环境和能

9、力。 2.8对外服务需求 基础空间数据访问服务：向城市相关的业务部门提供基础地形图、遥感影像访问服务； 各类专题数据访问服务：未来在建成数据共享服务平台后，向各政府部门提供业务办理需要的专题数据访问服务与空间信息服务。 三、总体设计 由于本系统的复杂性，在考虑系统稳定性、适用性和易用性的基础上，强调速度和扩充性，最后形成一个健壮的、高效的、先进的地理信息系统。 3.1 设计原则 全局性和整体性原则 实用性和稳定性原则 先进性和成熟性原则 可维护性和扩展性原则 开放性与标准化原则 可扩展性原则 安全性和保密性原则 易使用性要求 地方性原则 现势性原则 3.2

10、 总体结构 “城市基础地理信息管理平台”的建设包括前期准备、数据采集、数据建库、数据应用等多个方面。为了保证数据库建设和系统开发的顺利进行，整个项目的推进必须遵照“三个先行、一个贯彻”的方针，即资料搜集与分析先行、实验研究先行、标准制定先行，在数据的生产过程中坚决贯彻质量控制和保障制度。研究合理的技术标准、生产工艺、产品模式、应用服务模式，并制定先进、优化、高效的组织实施方案，坚持系统设计原则，尽量采用国际标准标准作为系统的通讯、交换协议。平台的总体设计方案如下图1： 公众服务 行业应用 政府决策 地形数据 专题数据 属性信息 影像数据 测绘

11、、监理、入库、更新一体化机制 信息发布与服务 数据标准、建库、监理 城市地理信息数据库 基础地理信息管理平台 数据应用接口kk口 一体化建库模式 查询、统计、分析专题 数据综合管理与更新 分布式部署 数字高程模型 地下管线信息 城市影像数据 数字线划图 ＝＝ 3.2.1 C/S系统体系结构 根据城市信息化建设的需求，既要对大量的图形数据进行处理，还要实现信息发布，以及对系统平台安全性、稳定性、用户使用的方便性考虑，本系统采用已经成熟的C/S（Client/Server）结构模

12、式。 3.2.2 系统体系结构设计 根据系统建设的目标，系统的设计框架基于业界标准的三层体系结构，采用这种体系结构无论从平台的角度还是从开发的方面，均是一个结构灵活，便于调整的应用体系。如下图。 图2 系统体系结构图 3.2.2.1 数据层 数据层指明了数据的来源，包括各类数据在数据库中的存储内容，组织方式和存储机制。整个“城市基础地理信息管理平台”的数据都存储在Oracle数据库，主要包含图片库、地理编码库、多媒体数据库、基础地形数据库、地下管线数据库等与相关的专题数据库。空间数据库采用GeoDatabase数据模型，实现图形和属性数据的统一存储。 3.2.2.2 核心

13、组件层 核心组件层由“核心组件库”构成，这套组件库抽象了前端应用系统和空间信息发布平台的业务规则，并封装了对数据层的空间数据的交换接口。除了继承ARCGIS强大的GIS管理和应用体系外，“核心组件库”还对具体的功能进行了整合。特别针对测绘业务要求，围绕数据库管理系统的建设，实现流程化的数据采集、维护、更新机制，实现数据的规范化处理和加工。并实现后台对数据库的日常管理，如数据的备份、恢复，性能优化、用户管理、网络监控、安全管理等功能，为系统的高效、稳定运行创造良好的外部环境。 3.2.2.3 表现层 表现层则反映了图形用户界面以及所有的显示逻辑，它是应用的客户端部分，由它负责与用户进行交互

14、。在本项目中主要是指用户将来要建设的电子政务系统与数据共享交换平台。 整个系统架构采用C/S架构，通过开发Windows应用程序，将数据管理的任务细化为数据输入、数据编辑、数据输出、安全管理、数据备份等多几个模块。 3.2.3 系统功能结构设计 “城市基础地理信息管理平台”是一个全要素的基础地理信息库，作为城市国民经济和社会发展的基础性工程，需要为城市各个部门提供基础的空间数据信息支持，系统分为：地理信息数据监理系统、地理信息数据库管理系统、地下管线管理信息系统、地理信息数据共享交换系统等子系统，每个系统都不是独立的，数据层面上，各个系统的数据要统一管理，能够共享调用。功能层面上，各个系

15、统之间的功能也要互相嵌入，所以，这些系统是一个有机的整体，不可分割的，一起构成了“城市基础地理信息管理平台”框架。 3.3 技术路线 “城市基础地理信息管理平台”的开发将采用ESRI ARCGIS作为GIS平台，采用新版Oracle作为数据的物理存储介质，采用MicroSoft Visual Studio .NET 作为开发平台，利用ESRI公司提供的GeoDatabase数据模型存储和管理空间数据，利用C＃和ArcEngine开发核心组件库，并以此组件库来搭建所有应用系统。对于互联网用户采用ArcGIS Server发布各类空间数据。 图3 技术路线 3.3.1 基于ArcSDE

16、的数据存储模式 数据的存储设计包括ArcSDE应用服务器和RDBMS服务器以及地理数据库实体（GeoDatabase）。ArcSDE起中间件作用，它和后端的数据库服务器一起构成多用户空间地理数据库（Mutiuser- GeoDatabase）。“城市基础地理信息管理平台”项目涉及到地形数据、影像数据、地下管线数据，测绘专题等海量数据，因此我们选用Geodatabase用来组织和管理这些复杂的空间数据，从而很好的建立了各类空间数据之间的关联关系以及图形和属性信息的统一管理 ，为应用系统提供强大的数据管理平台。 3.3.2 基于ArcEngine的组件开发方式 组件式GIS是目前最流行的GI

17、S开发方式，ArcObjects（以下简称AO）是目前GIS业界最为著名的组件式GIS开发产品之一。使用AO进行的组件式GIS二次开发是目前最流行、最灵活和最稳定的 GIS开发方式。通过AO提供的组件GIS开发方法，开发人员可以在AO组件对象的基础上开发出强大、灵活的应用系统，以适应用户的各种需求。 3.3.3系统的软硬件环境 为了保证系统的先进性、安全性、稳定性以及可扩充性，必须以发展的目光来选择合适的基础应用平台、网络设备等基础软硬件平台，这是系统运行的最基本保证，是整个系统的骨架，对于建成的系统，合理的软硬件环境的搭建将直接影响到系统运行的性能，在一定意义上，决定了系统应用的成功与否

18、。本系统采用如下系统硬件配置。 表2 系统硬件配置表 硬件类型 硬件与系统功能对应关系 服务器 空间数据库服务器 备份服务器 应用服务器 网络管理服务器 存储 设备 网络存贮 磁盘阵列+光纤交换机 网络 安全 硬件防火墙 网闸 本系统采用如下系统软件配置。 表3 系统软件设置 软件分类 软件选型 系统软件 服务器操作系统 Windows 2003 Server或Windows 2008 Server License，UNIX GIS系统平台软件 ArcGIS系列软件（含开发组件） 数据库管理系统 基础空间数据库 Oracle 10g En

19、terprise Server 业务信息数据库 Oracle 10g Enterprise Server 数字签名、电子印章系统 国家安全部门认证产品 3.4系统设计特点 以数据为设计核心 先进的数据管理模式 开放的应用结构 灵活的应用体系 主流的软硬件平台 内置的安全机制 3.5关键技术 空间数据要素级更新技术 数据检查、监理技术 系统扩展性技术 影像金字塔技术 高速缓存技术 面向对象技术/UML建模技术 海量数据存储与管理技术 数据共享与数据安全控制技术 整合CA的权限管理技术 空间信息服务技术 XML数据技术 3.6核心组件库功能设计 3

20、.6.1 设计方案 核心组件库的设计目标是通过对核心组件的快速搭建，提高项目实施过程中软件开发的速度和可靠性。组件库采用的设计标准完全按照国际通用的软件开发工业标准，采用了COM，.NET，WEBSERVICE，XML等技术。开发操作系统为Windows Server 2003，开发环境为Microsoft Visual Studio .Net 2005(基于.Net Framework 2.0)，支持XML2.0标准。 高可用性，高易用性，高重用性是组件库的设计特点。组件库的整体开发架构是在ESRI ArcEngine 的基础上结合.NET和COM技术进行二次开发，组件对象主要以.NET

21、程序集的形式发布，同时在需要的时候可以向COM公开接口。而一些底层对ESRI ARCEngine组件库的扩展则采用COM技术，从而实现与ESRI ArcEngine的无缝结合。 3.6.2 组件库主要内容 数据连接 数据获取 数据表现 数据应用 数据编辑 数据交换 数据库维护 安全管理 四、技术标准体系 为了实现“城市基础地理信息管理平台”数据的沟通与互动，保证系统整体的协调性和兼容性，发挥系统的集成效应，有必要制定完整的标准化体系。 4.1 设计原则 规范化 系统性 开放性 适用性 4.2 标准化体系设计 数据的标准化是地理空间信息系统正常运行的根本保

22、证和要求。数据标准体系建设是数据库建设的重要内容，也是提高数据质量的重要保证。数据标准体系的建设应按照下面的方法进行： 已有的相关国家标准、行业标准和地方标准，应采用； 若没有相应的国家标准、行业标准和地方标准，应针对实际情况、系统目标和用户需求，吸取相关行业或其它地方的标准，也可以直接引用同行业系统采用的系统标准； 对具有本系统特色的标准，应组织编写适应本系统的标准和规范文件。数据标准体系包括数据标准、数据生产标准、数据应用标准等内容。 图4 标准化体系图 五、空间数据库设计 数据库设计是“城市基础地理信息管理平台”的重要关键一环。高质量的数据源，对数据进行合理的组织与管

23、理，是建立起一个运行良好、稳定可靠的管理、应用信息系统的必备条件。 5.1 设计原则 标准化 开放性 完备性 独立性 高效性 安全性 扩展性 5.2 数据库保护原则 建立数据库的保护机制，用以负责阻止一切物理破坏和读写破坏，并能以最快的速度使其恢复工作，是数据库建设与使用顺利实施的必要条件，包括：完整性原则、并发性原则、安全性原则、保密性原则、数据库备份原则。 5.3 设计思想 “城市基础地理信息管理平台”建设是由基础地形图数据、城市影像数据、地下管线数据等构成，同时整个系统具备自身的扩展机制，随着用户和应用的不断变化，数据库的内容也必将随之变化。所以本次设计的主导思想

24、是：利用SDE技术提供的Multiuser Geodatabase模型组织复杂的空间数据，以ArcGIS提供的ArcEngine结合 .net 为开发平台，建立一个开放的、灵活的基础空间数据库。 5.4 数据库设计分类 数据库设计至少应包括以下类型： 生产数据库设计 生产数据库是空间数据管理平台的源数据库，经过测绘、采集的数据首先进入生产数据库；因此，生产数据库是其他各类数据库的基础。生产数据库主要包括基础地理数据、遥感影像数据、各类测绘专题数据库；未来可以将其他行业的专题数据通过共享的方式获取，并建立市政专题数据库、管线专题数据库、房管专题数据库等。 现状数据库设计 现状数据库存

25、放的永远是唯一的、最新的数据，它的现势性由生产数据库决定。生产数据库是现状数据库的数据更新源，经过测绘、采集后更新的数据需要同时更新、覆盖现状数据库中的已有数据。 历史数据库设计 随着城市建设和时间的推进,基础地形图和城市地下管线等数据都在动态的发生着变化。因此，提出了历史数据库的概念。当数据库中的数据修改后，原来的数据要保留入历史库中，供以后用。系统能够记录历史时期的地理信息，用户可以在服务器端或客户端调出任意时间点的地理数据，对于历史地理数据库只能浏览显示，对当前现势库可以进行浏览显示及编辑功能。 历史数据库与现状数据库紧密相关联，现状数据库的数据更新的同时，其历史状态的数据也被复制

26、到了历史库中，同时在历史库中记录了历史时间等额外的信息，方便用户进行历史查询和回溯。 其他数据库设计 测绘院是基础地理数据的拥有者，同时还有一些其他的数据比如地下管线数据、影像数据，而这些数据也是众多政府部门需要用到的。因此，地下管线数据库和影像数据库也应该作为空间数据框架的一部分。 5.5 数据分析 数据是系统的核心，“城市基础地理信息管理平台”的核心数据主要由地形图数据、影像数据、地下管线数据及元数据等构成： 5.5.1 地形图数据 地形数据既包括以矢量结构描述的带有拓扑关系的空间信息又包括以关系结构描述的属性信息。数字地形数据库全面反映数据库覆盖范围内自然地理条件和社会经济状

27、况，它用于建设规划、资源管理、投资环境分析、商业布局等各方面，可作为人口、资源、环境、交通等各专业信息系统建立的空间定位基础。本系统的地形图数据主要包括城市范围内1：1000数字线划图（DLG）数据。 5.5.2 地下管线数据 地下管线数据库应包含城市所有城市地下管线：给水（饮用水和非饮用水）、排水（雨水、污水和雨污合流）、热力、电力（电缆和控制线）、燃气、通讯（通信线缆）、工业管线、综合管沟和不明管线等。地下管线数据建库的主要目的是为地下管线规划设计提供现状图和各个权属单位提供精确管线空间位置，并为管理部门提供管线的统计、分析提供辅助决策数据支持。本系统的地下管线数据主要包括城市范围1：

28、1000地下管线数据。 5.5.3影像数据 数字正射影像生产周期较短、信息丰富、直观，具有良好的可判读性和可测量性，既可直接应用于国民经济各行业又可作为背景从中提取自然地理和社会经济信息；可用于评价其他测绘数据的精度、现势性和完整性。本系统的影像数据主要包括：城市范围内数字正射影像图（DOM）。 5.5.4空间信息元数据 在地理空间数据中，元数据是说明数据内容、质量、状况和其他有关特征的背景信息。地理信息元数据（Metadata）已越来越为人们所重视。元数据库包括系统各数据库及数字产品有关的基本信息、空间数据表示信息、参照系统信息、数据质量信息、要素分层信息等。对于本系统，元数据主要有

29、： 1、基础地理信息元数据 2、控制点信息元数据 3、地下管线数据信息元数据 5.6逻辑设计 在本系统的设计中，所有空间信息参照国标图饰对不同比例尺的空间数据的规定进行子库——大类——逻辑图层——空间实体进行划分。生产单位将这种逻辑分层作为最终的入库数据标准，用户按照这种逻辑分层来提取自己有兴趣的数据，从管理的角度来说可以参照这种逻辑管理来针对不同的逻辑对象加以不同的管理方式。数据的逻辑分层和选择的GIS软件无关，虽然GIS软件不可避免的会对逻辑分类、分层有一定的限制。本系统按照一般地理数据库中空间数据的组织方式，在数据库信息逻辑上按照空间位置分区、逻辑位置分类（分层）组织。 5.

30、7 物理设计 空间数据在SDE中是按GEODATABASEàFEATUREDATASETàFEATURECLASS三层结构组织的。 5.8数据库安全设计 基础地理信息和其他信息一样，在计算机中都是以空间数据库表的方式来表示和存贮。针对数据安全，要提供并发控制、存取控制和备份恢复技术。 六、空间数据建库及更新维护机制 6.1空间数据建库 考虑到数据采集单位在采集的过程中由于种种原因，数据的质量可能会存在问题，为此，数据生产与管理系统主要提供三大功能：数据整理、数据转换和数据监理。 6.1.1 数据整理 数据的规范化整理需要提供一些工具，可以针对不同的数据采

31、集平台如：Autocad格式，在其上开发数据整理工具，对数据采集中质量不合格的数据进行整理。针对多源化的数据，可以提供不同的数据整理工具，如：数字线划图、地下管线数据等。 6.1.2 数据入库预处理 数据入库预处理功能主要是把中间格式的数字化成果或者现有的数据格式转换成为空间数据库可以录入的GIS数据格式，在本系统中需要的是从DWG格式(AutoCAD)到SHP格式(Arc/Info)的无损转换接口。 6.1.3 数据库建库要求 数据库建库的要求如下： 完整的规范与标准控制 清晰的建库流程 空间规则定义 自动化作业 质量和控制措施 6.2空间数据的入库更新机制 6.2.1

32、“测绘、监理、入库、更新一体化”机制 在空间数据的入库更新机制方面，我们提出的“测绘、监理、入库、更新一体化”机制，包括数据全过程监理、质检、数据转换、入库、更新、输出等环节，为了充分保证各个环节的有机连接，整个流程覆盖从数据采集、数据整理、数据监理到数据入库和数据更新整个数据生产入库过程，以保证数据的正确入库。使整个数据建库过程能真正体现出“合理、准确、科学化、规范化”的特点，使制作符合数据库标准的数据能顺利进入系统的数据库，可以实现为统一管理城市基础空间数据和规划等各种专题空间数据，形成准确、动态、高效的基础空间数据生产体系，为系统的应用提供可持续的空间信息服务。数据入库更新机制设计按这

33、不同数据的制作生产模式进行设计。 6.2.2 地形图入库与更新 由于地形图数据量比较大，入库时间较长，为了提高入库效率，系统提供批量入库机制，全程实现自动化作业，用户只需要把入库数据放到一个目录下，程序就会自动读取所有数据并入库，过程中系统会自动对数据进行检查和监理并生成监理报告，入库过程中生成入库日志，地形图数据的入库更新机制根据城市现有数据的不同制作生产模式进行不同的设计，主要根据外业采集更新的数据和现有数据两种数据模式。 数据更新入库一体化 在基础地理信息数据库中，大比例尺地形图数据是根据外业测量采集进行更新的，外业测量之前从数据库中导出数据供其测量，实现数据导出、外业采集、和

34、数据监理、更新入库一体化，具体更新建库流程如下： 图5 根据外业采集数据的建库流程 6.2.3 数字正射影像图入库与更新 对于正射影像数据的建库，主要是在统一空间数据库坐标系的前提下，根据用户建库的范围定义分区对正射影像数据进行一级划分，在具体的一个分区中，在以图幅为单位进行划分存储入库，并实现影像的无缝拼接，并建立影像金字塔方便影像的快速浏览。影像入库功能模块主要实现多种方式把影像数据放入城市基础信息数据库中，并判断是否配准，没配准则配准后入库 6.2.4 地下管线数据入库与更新 1)数据监理、入库 根据配置的监理规则检查点线表中数据质量情况，将检查出和监理规则不符的记

35、录给予说明，并可以输出到txt、xls格式，管线数据成图。主要是针对逻辑检查、属性检查（必填项、取值范围）等。监理后的地下管线MDB数据或者PDB数据进行批量入库。 2)数据更新 可以利用竣工测量方式对综合管线数据进行更新，要求实施竣工测量的单位严格按照《合肥市地下管线探测规程》来进行，成果则可以直接转换入库。为了保障基于竣工测量的管线数据能够及时更新，我们将管线的更新与管线审批业务结合起来考虑，通过管线的业务审批流程——设计方案报批、管线施工图报批、核发建设规程许可证等过程，经过放样施工之后，需要经过竣工测量并将竣工测量的数据提交入库后才可以将《许可证》副本换正本，这样，可以利用体制来保

36、证数据的更新。 6.2.5元数据入库 元数据库采用Oracle数据表来存储元数据信息。不同类型数据的元数据信息不同，对应不同数据表。本系统将根据国际标准为每种数字成果类型建立元数据表。本系统约定，将相同尺度、相同数字成果类型的元数据存放在一张关系表中，通过元数据中的资料时间区分不同年代的数据。附录中的表格字段根据实际情况可以适当删除或增加字段。 6.2.6 要素级数据更新的实现机制 一般的基础地形图是基于图幅更新的方式，如果地形数据发生了变化，把发生变化的整个图幅数据导出，然后进行外业测量，外业数据经过数据监理软件的数据检查，最后更新到数据库，在更新过程中涉及到要素级更新机制，系统只会

37、更新发生变化的要素而不是整个图幅的数据要素。 6.3数据检查与监理 为了保证入库数据的准确性，在数据入库前对数据进行监理查错是十分必要的，也是完全可行的，系统应该做到所有入库的数据都必须经过了监理。数据监理是根据制定的入库数据标准对数据的图层完整性、拓扑关系的正确性、属性字段的完整性、属性数据的合理性以及图幅边数据的接边进行检查，保证最终输入到数据库中的数据的准确性。 监理系统实现对检查的过程管理、跟踪检查信息、记录、统计检查结果、管理质量检查报告、质量验收报告、质量统计表的功能，并对质量检查工作的具体情况能够实现自动的提供相应的检查工具。 七、基础地理信息管理平台 7.1 管理

38、平台功能设计及概述 该平台主要用来实现对平台所管理的各大数据库（如遥感影像库、基础地理数据库、地下管线数据库等）内数据的规范采集、建库、应用、管理和部署。该系统充分体现了如下思路： 实现与各专题业务相关的各类数据（包括属性数据和图形数据）的组织、管理、展现综合管理模式； 测绘（汇总）、监理、入库、更新一体化的思路，实现数据的准确、高效、经济的数据更新模式； 查询、统计、分析和专题展现一体化的思路，实现图文一体的数据分析展现； 现状、临时和历史一体化建库思路，实现基于区域和实体的全生命周期管理； 分布式部署和安全管理一体化的思路，保证数据的安全存取、快速应用。 7.1.1 导出、测

39、绘、监理、入库、更新一体化 导出、测绘、监理、入库、更新一体化，即通过数据测绘的数据或者从其它委办局获得的数据（根据平台相关标准整理），通过数据采集软件与数据管理平台的整合，不再经过其它人工数据处理，而直接存储到相应的空间数据库中。在此过程中，数据监理机制和数据质量控制机制自动触发，实现数据入库过程中的数据自动化监理和质量控制。数据在入库和更新的过程中，需要结合四个方面考虑：更城市域结合行政区域划分、更新周期结合数据类型、更新结果考虑历史档案、更新过程结合数据监理。 7.1.2 数据管理 本系统主要实现各类数据的综合管理，查询、统计、分析和专题展现一体化，实体的数据入库更新与历史库管理一

40、体化等功能。 统一管理 本系统将各个行业的数据进行统一管理，即统一管理与测绘业务相关的各种空间数据。包括测绘基础数据、基础地形图、地下管线现状图等。 查询、统计、分析和专题展现一体化 查询、统计、分析和专题展现一体化即系统设计一系列的模板，用户只需利用其中的一个或几个模板的组合，便能实现查询结果展现，统计结果展现，分析结果展现，专题图展现。 分布式部署 本系统空间数据库设计为生产数据库、现状数据库、历史数据库，为了实现各数据库间的数据同步更新和维护，需要考虑合适的数据部署模式。 7.2 管理平台功能实现 7.2.1 数据库扩充 数据在数据库中是按照“子库---大类---图层”

41、三级划分来存储的，子库对应于数据的种类，大类是一个逻辑划分，是内容相关的一组数据的一个总称，图层则对应于具体的数据层。 用户可以扩充数据库中的数据。按照“子库---大类----图层”的关系将包括基础地形图、地下管线现状图等组织到同一数据库中。矢量数据库的扩充包括子库、大类和图层的扩充。数据库扩充记录加入日志，在日志管理中统一管理。 7.2.2 数据入库 数据入库是指将现有的以及日后更新的基础地理数据导入到数据库中，数据的入库可以分为矢量数据的入库和栅格数据的入库两种，栅格数据的入库主要考虑的是影像金字塔的建立以及数据的压缩，矢量数据则需要考虑数据的接边、数据的完整性、属性的一致性等更多内

42、容。 数据入库设计原则：自动接边机制、入库的完整性原则、入库的效率原则、能够处理批量数据。 数据更新设计思路：基础地理数据库的更新就是依据规定区域内地表变化的现状，修正信息载体上相应要素的内容，以提高其精度和保持现势性的一项重要工作。栅格数据的更新需要考虑版本的管理，对于矢量数据，则需要建立一个数据的更新机制，系统将提供相应的功能保证数据更新的顺利进行。 7.2.3 视图浏览 本系统提供按行政分区、街坊分区、分幅索引等多级进行索引，使用户可以根据灵活的查询条件把要浏览的部分数据快速装载到系统。 7.2.4 数据检索 主要包括：添加图层、定义浏览范围、工程管理、叠加浏览等方式。 7

43、.2.5 数据查询 对于数据库中的空间数据，经常需要作实体属性的统计分析操作。为了更精确地进行统计分析，需要对库中的实体作选择，查询部分实体作统计分析，为此，系统提供了多种对实体的查询、选择的方式，主要包括：属性查询、选择实体、查询参数设置、图层可选设置、简单查询、条件查询、模糊查询、空间查询等。 7.2.6 图层管理 图层管理是整个系统中的核心功能，系统中有哪些数据、数据是怎么组织的、图层的显示属性、数据字典信息、数据符号配置信息等都是数据库图层管理所需要解决的。对于这一块我们严格按照通用、统一、灵活、可维护的原则来设计。 7.2.7 图形编辑 数据的编辑功能主要包括：修改、移动、

44、增加、删除及属性修改等操作，实现对图形和属性数据的编辑。 7.2.8数据输出 “城市基础地理信息管理平台”作为一个基础性数据库，可以作为今后城市电子政务服务平台、业务系统的空间支撑，另外还能够为城市各部门、以及商业应用提供不同格式的数字化地形图，这些正是对外服务模块的主要功能。 7.2.9专题图制作 系统提供各种专题图通用模版，比如独立值专题图、范围值专题图、饼状图、柱状图、点密度图等等模版，方便用户制作各种专题图，用户可以将设好的专题图模版保存在数据库中，下次再需要的时候直接应用模版就可以显示专题图。 7.2.10 数据更新 数据更新方式包括批量数据更新和局部数据更新。在数据更新

45、后，同时保留历史数据，将历史数据保存到历史库中，在现状数据库中只保存数据最新版本。 7.2.11 历史数据管理 整个数据库是具有时态性的，数据库中的数据修改后，原来的数据要保留入历史库中，整个数据库以时间为主线记录了空间数据的变化情况，因而是一个可以进行历史回溯的数据库系统。 7.2.12 数据分发 这里主要是指地理及其属性数据的开放性。实现从库中提取数据，转换数据，将数据按一定格式或符号化后输出、打包以及刻盘等功能。满足不同用户的数据分发服务。 7.2.13元数据管理系统 元数据管理系统应结合元数据的特点，在参考一定的标准的基础上开发方便实用的元数据操作工具，主要满足元数据的录入

46、、查询检索、更新维护和输入输出功能。 7.2.14数据统计 Ø 主要包括：分类统计、范围统计、图表输出、报表输出等方式。 7.2.15三维模拟 系统可以根据当前调出的数据实时生成三维模型，在三维模型用户可以进行上述的任何一种查询、分析与统计功能。例如，进行地质灾害预测和洪水淹没预测时，需要利用DEM数据和专业模型，建立虚拟的贴近现实的三维虚拟场景，以增加领导决策的科学性。 7.2.16 符号库管理 系统提供强大的符号库管理工具，用户可以在可视化界面中添加或者删除符号库，添加或者删除符号，修改符号的对应信息以及尺寸。 7.2.17 数据字典管理 数据字典管理主要是维护图

47、层属性字段的中英文对照，字段值的对比等等，方便用户对数据的浏览和分析。 7.2.18 数据分析 各种地形图、管线现状图等专题图输入到统一的数据库中后，要利用这些空间数据做许多分析、统计操作，发挥辅助决策功能，为此，系统提供了多种针对实体和实体的属性的分析统计功能。 7.2.19 系统管理和维护 数据库安全管理模块的功能包括用户管理、权限设置、日志管理、数据库备份、数据库恢复。其中用户管理、权限设置和日志管理是为了维护系统的正常运作，保证系统的安全与稳定；数据库备份、数据库恢复是数据库内所存储数据安全的有力保证。 7.3 数据安全共享 地形图数据和地下管线数据作为基础数据和核心数据

48、，很多部门在业务办理过程中，需要叠加地形图、管线图以辅助业务办理或领导决策；因此，在各部门内信息化建设发展到一定程度，需要建立一种不同部门之间政务空间信息共享的机制和制度，促进不同政府部门间的空间数据共建共享。 图6空间数据共享 7.3.1 个性化地图配置和切图模块 本系统采用组件式GIS开发方式进行二次开发，开发出满足用户需求的地图配置和切图控件该控件具有配置工程管理、图层管理、图层配置、要素抗锯齿、地图切片、注记智能躲避等功能。 7.3.2 空间数据展示发布子系统 该模块主要有地图基本操作功能、浏览、图例、鹰眼、图层管理、地图测量、空间查询、地图打印、数据统计、空间分析等功

49、能。 7.3.3 空间信息服务接口 为了满足不同用户对GIS功能的不同程度的需求，系统拟采用COM接口方式、web控件访问方式两种方式来实现空间信息服务。 7.3.4 共享服务平台性能优化 对共享服务平台进行进一步优化，实现接口应用更加方便，接口功能更加强大，功能稳定，运行速度快，效率高。 八、信息资源的安全和维护 信息的安全与保密是建立数字化基础地理信息生产线和数据库的重要考虑因素，基础地理信息更新与建库工作中数据的获取和加工处理、存贮和分发服务各阶段都有可能出现信息的丢失或泄漏，所以我们将从计算机系统硬件安全、软件安全、数据库安全、通讯网络安全等分别叙述。为了达到对信息安全

50、和保密的目的，要从信息生产的各个环节着手，力争做到万无一失。 8.1 通信网络安全 在计算机网络中，最主要的安全机制就是数据保密、数据完整性、存取控制和数字签名。 8.2 应用系统安全 软件安全涉及信息存贮和处理状态的保护。无论是系统软件还是应用软件，都要求可靠和强壮。从信息之安全和保密角度考虑，软件安全主要有存取控制、信息流向控制、用户隔离及病毒预防等。 8.3 生产数据的安全 数据在生产过程中要考虑安全措施。每个生产单位要设立一个系统管理员和数据管理员。或两项职责由一人兼任。数据的生产过程分为扫描数据（源数据）、处理过的数据（如纠正、矢量化等）、检查过的数据、入库前的数据等等。

51、数据在各个生产过程中都要进行统一的管理与分发。每一份生产数据都要有备份。当要输出数据时，数据管理员对接收和分发的数据要进行登记。 8.4 数据库安全 空间数据库建设一个突出的特点是数据共享，数据共享给数据库应用带来了众多的好处；但给数据库的安全带来了严重的问题。特别是网络化的开放环境与基于网络的分布式数据库系统，包括客户机/服务器数据库系统，如何维护数据库的安全性是成功实现数据共享必不可少的内容之一。 8.5 数据备份和恢复策略 保持业务的持续性和数据的完整性是当今基础地理信息系统数据存储需要优先考虑的一个重要方面，采取远程的数据存储、备份与恢复手段，能够提高基础地理信息系统的高可靠性。 25