小議數(shù)字城市的研究及實現(xiàn)

時間:2022-05-22 11:03:00

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小議數(shù)字城市的研究及實現(xiàn)

摘要:針對目前我國對數(shù)字城市地理信息管理系統(tǒng)大力發(fā)展的研究現(xiàn)狀,本論文對玉林市數(shù)字城市地理信息平臺的設(shè)計實現(xiàn)進行了分析探討,在簡單介紹了當(dāng)前我國數(shù)字城市地理信息系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,重點對數(shù)字城市地理信息平臺進行了設(shè)計與實現(xiàn),給出了系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計方案,同時從地理信息數(shù)據(jù)的存儲和鏈接兩個角度詳細探討了數(shù)字城市地理信息平臺的實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù),對于進一步提升我國數(shù)字城市地理信息平臺的研究應(yīng)用具有一定借鑒意義。

關(guān)鍵詞:數(shù)字城市;地理信息;數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

1引言

國家測繪局于2006年啟動了“數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)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(shù)字城市地理空間框架建設(shè),總結(jié)經(jīng)驗,推動數(shù)字中國、數(shù)字省區(qū)的建設(shè),并下發(fā)了《關(guān)于做好數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)試點工作的通知》,明確提出構(gòu)建城市統(tǒng)一的地理信息公共平臺的要求。玉林市成為數(shù)字城市是玉林市經(jīng)濟發(fā)展的契機,因此,本論文重點探討玉林市如何構(gòu)建數(shù)字城市地理信息平臺。

本論文將主要結(jié)合玉林市的地理空間特點,探討玉林市發(fā)展與構(gòu)建數(shù)字城市地理信息平臺的主要技術(shù)和實現(xiàn)方案,以期從中能夠找到發(fā)展數(shù)字城市地理信息管理系統(tǒng)的模式與應(yīng)用技術(shù),并以此和廣大同行分享。

2數(shù)字化城市地理信息系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

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

(1)各個城市的基礎(chǔ)地理信息建設(shè)發(fā)展不平衡

不同的城市和地區(qū)對于城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)的必要性和需求不一,發(fā)達城市和地區(qū)已經(jīng)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(fā)達城市和地區(qū),由于自身經(jīng)濟實力和地理因素等原因,還沒有體會到城市基礎(chǔ)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(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)。因此在城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)上存在很的差異。

(2)城市基礎(chǔ)地理信息的數(shù)據(jù)質(zhì)量不是很高

數(shù)據(jù)的好壞,直接影響著系統(tǒng)應(yīng)用分析結(jié)果的可靠性和系統(tǒng)應(yīng)用目標的真正實現(xiàn),而缺少數(shù)據(jù)質(zhì)量保證的GIS(GeographicInformationSystem,地理信息系統(tǒng))系統(tǒng)的分析結(jié)果,將無法得到用戶的信任。

目前由于大部分城市在建設(shè)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)時是將原來的紙質(zhì)地圖進行數(shù)字化、掃描矢量化等,原來的地圖和現(xiàn)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(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)產(chǎn)生影響。

(3)城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)比較盲目

在沿海和南方一些經(jīng)濟較發(fā)達的城市進行GSI建設(shè)后,有一些城市比較盲目地從事城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè),結(jié)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(chǔ)地理信息系統(tǒng),但是從來沒有應(yīng)用起來,因此城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)還要充分考慮各個部門和層次的用途需要,綜合考慮,結(jié)合城市建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃,才能更好地發(fā)揮出其作用。

3數(shù)字化城市地理信息平臺的設(shè)計

3.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

城市基礎(chǔ)地理信息平臺用于存儲各個部門公用的數(shù)據(jù),并通過城域網(wǎng)與各個職能部門的數(shù)據(jù)節(jié)點進行連接,形成一種分布式的空間數(shù)據(jù)共享應(yīng)用環(huán)境。由于基礎(chǔ)地理信息平臺中的數(shù)據(jù)是各部門都需要的數(shù)據(jù),因此又稱其所在的服務(wù)器為數(shù)據(jù)中心節(jié)點,相應(yīng)的其它專業(yè)部門的數(shù)據(jù)節(jié)點稱為分節(jié)點。

基礎(chǔ)地理信息平臺的數(shù)據(jù)庫是由中心節(jié)點和分節(jié)點組成的分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫之間通過城域網(wǎng)相互連接。平臺數(shù)據(jù)的核心是中心節(jié)點數(shù)據(jù)庫,它存儲著數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、基本要素矢量數(shù)據(jù)、地名數(shù)據(jù)和相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),并通過元數(shù)據(jù)庫和元數(shù)據(jù)平臺來進行集成。而分節(jié)點則存儲著相應(yīng)部門的專業(yè)數(shù)據(jù)庫,并通過中心節(jié)點提供的應(yīng)用系統(tǒng)接口建立自身的上層部門應(yīng)用系統(tǒng)來完成對中心節(jié)點的數(shù)據(jù)訪問。

3.2平臺實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)探討

(1)城市地理信息數(shù)據(jù)存儲技術(shù)探討

在常見的地理信息系統(tǒng)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(tǒng))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(yīng)用中已廣為開發(fā)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(shù)據(jù)進行存儲?;趫D層的數(shù)據(jù)組織方式如下:

①對于地理位置上分布的空間數(shù)據(jù),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(shù)據(jù),可能由于應(yīng)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(shù)據(jù),可以按照空間數(shù)據(jù)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(tǒng)的空間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)組織方式,它對于空間數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)用策略的實施非常適合。這里采用的技術(shù)手段也是將空間數(shù)據(jù)分層處理,每個圖層數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)以形成點圖層、線圖層和面圖層。這種數(shù)據(jù)的組織方式也被稱為簡單型空間數(shù)據(jù)模型,每個圖層只存儲一種空間類型數(shù)據(jù);但它不能構(gòu)建拓撲,在某些領(lǐng)域中不能使用。

(2)城市地理信息數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)探討

對于數(shù)字城市地理信息管理平臺,海量的地理信息數(shù)據(jù)需要存儲,一旦當(dāng)需要調(diào)用某個地理信息數(shù)據(jù)時,也需要能夠快速響應(yīng),因此對于海量的地理信息數(shù)據(jù)的鏈接設(shè)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(shù)據(jù)的快速調(diào)用響應(yīng)這一問題。

索引圖層就是將應(yīng)用系統(tǒng)中涉及到的地理范圍劃分成若干個區(qū)域,并由這些區(qū)域?qū)ο髽?gòu)成的一個圖層。每個區(qū)域?qū)ο髮?yīng)若干個在該區(qū)域范圍內(nèi)可見的圖層文件,當(dāng)該空間區(qū)域?qū)ο蟛糠只蛉堪诋?dāng)前視野范圍內(nèi)時,這些圖層中的空間數(shù)據(jù)即被調(diào)用。索引圖層的制作對于動態(tài)調(diào)用空間數(shù)據(jù)機制能否更少的調(diào)用多余空間數(shù)據(jù)起到舉足輕重的作用。根據(jù)具體項目的空間數(shù)據(jù)的特點,索引圖層中的區(qū)域單元劃分得越細,就越能減少對視野范圍外的空間數(shù)據(jù)的調(diào)用。有了索引圖層,每當(dāng)?shù)貓D服務(wù)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(shù)據(jù)依次判斷,而是首先判斷當(dāng)前視野范圍內(nèi)包含索引圖層中的哪些區(qū)域?qū)ο?,然后調(diào)用這些區(qū)域?qū)ο髮?yīng)的圖層文件,從而實現(xiàn)對相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)的快速調(diào)用讀取。

4結(jié)語

本論文對于數(shù)字城市地理信息平臺的設(shè)計構(gòu)建,是對數(shù)字城市地理信息管理系統(tǒng)研究的一次有益的嘗試與探索,因而是值得推廣的,當(dāng)然,更多的技術(shù)問題還有賴于廣大技術(shù)工作人員的共同努力才能夠實現(xiàn)我國數(shù)字城市地理信息管理系統(tǒng)應(yīng)用水平的長足發(fā)展。

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