小議數(shù)字城市的研究及實(shí)現(xiàn)

時(shí)間:2022-05-22 11:03:00

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小議數(shù)字城市的研究及實(shí)現(xiàn)

摘要:針對(duì)目前我國(guó)對(duì)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(duì)玉林市數(shù)字城市地理信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析探討,在簡(jiǎn)單介紹了當(dāng)前我國(guó)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(diǎn)對(duì)數(shù)字城市地理信息平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),給出了系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)方案,同時(shí)從地理信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和鏈接兩個(gè)角度詳細(xì)探討了數(shù)字城市地理信息平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù),對(duì)于進(jìn)一步提升我國(guó)數(shù)字城市地理信息平臺(tái)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(chǔ)技術(shù)

1引言

國(guó)家測(cè)繪局于2006年啟動(dòng)了“數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)示范工程”項(xiàng)目,通過(guò)在全國(guó)選擇若干具備條件的城市作為試點(diǎn),開(kāi)展數(shù)字城市地理空間框架建設(shè),總結(jié)經(jīng)驗(yàn),推動(dòng)數(shù)字中國(guó)、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(diǎn)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(tái)的要求。玉林市成為數(shù)字城市是玉林市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的契機(jī),因此,本論文重點(diǎn)探討玉林市如何構(gòu)建數(shù)字城市地理信息平臺(tái)。

本論文將主要結(jié)合玉林市的地理空間特點(diǎn),探討玉林市發(fā)展與構(gòu)建數(shù)字城市地理信息平臺(tái)的主要技術(shù)和實(shí)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(méi)有很好地發(fā)揮作用,主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

(1)各個(gè)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(duì)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(dá)城市和地區(qū)已經(jīng)深刻地認(rèn)識(shí)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(dá)城市和地區(qū),由于自身經(jīng)濟(jì)實(shí)力和地理因素等原因,還沒(méi)有體會(huì)到城市基礎(chǔ)地理信息管理的重要性,而且沒(méi)有合適的部門(mén)來(lái)投資進(jìn)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(biāo)的真正實(shí)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(wú)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(shí)是將原來(lái)的紙質(zhì)地圖進(jìn)行數(shù)字化、掃描矢量化等,原來(lái)的地圖和現(xiàn)在的地圖在進(jìn)行益加或匹配的時(shí)候,會(huì)有精度不一致的情況,在某種程度上會(huì)對(duì)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(jì)較發(fā)達(dá)的城市進(jìn)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(fèi)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(lái)沒(méi)有應(yīng)用起來(lái),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(gè)部門(mén)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(tái)的設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

城市基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)用于存儲(chǔ)各個(gè)部門(mén)公用的數(shù)據(jù),并通過(guò)城域網(wǎng)與各個(gè)職能部門(mén)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)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(tái)中的數(shù)據(jù)是各部門(mén)都需要的數(shù)據(jù),因此又稱(chēng)其所在的服務(wù)器為數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn),相應(yīng)的其它專(zhuān)業(yè)部門(mén)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為分節(jié)點(diǎn)。

基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)是由中心節(jié)點(diǎn)和分節(jié)點(diǎn)組成的分布式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)之間通過(guò)城域網(wǎng)相互連接。平臺(tái)數(shù)據(jù)的核心是中心節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù),它存儲(chǔ)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(guò)元數(shù)據(jù)庫(kù)和元數(shù)據(jù)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行集成。而分節(jié)點(diǎn)則存儲(chǔ)著相應(yīng)部門(mén)的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù),并通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)提供的應(yīng)用系統(tǒng)接口建立自身的上層部門(mén)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)中心節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

3.2平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)探討

(1)城市地理信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)探討

在常見(jiàn)的地理信息系統(tǒng)中,都是將地理特征表達(dá)為帶有分類(lèi)屬性的幾何對(duì)象,然后以層(Layer)為概念組織、存儲(chǔ)、修改和顯示它們,分層幾乎成了GIS(地理信息系統(tǒng))的一個(gè)必不可少的基本特征。GIS分層思想給我們?cè)诘乩韺?duì)象的管理上帶來(lái)了極大的方便,在實(shí)際應(yīng)用中已廣為開(kāi)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(dá)方式對(duì)城市地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。基于圖層的數(shù)據(jù)組織方式如下:

①對(duì)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(guó)鐵路交通圖,就可由各個(gè)省市的鐵路交通圖組成。

②對(duì)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(zhuān)題劃分圖層,例如北京市交通圖,按交通的種類(lèi)可以劃分為一級(jí)公路圖、二級(jí)公路圖、三級(jí)公路圖、……。

③同樣是對(duì)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(lèi)型進(jìn)行劃分。由點(diǎn)狀地物可以組成點(diǎn)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(jiàn)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(duì)于空間數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)用策略的實(shí)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(gè)圖層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在四個(gè)文件中,一般情況下都是按照點(diǎn)、線、面來(lái)組織空間數(shù)據(jù)以形成點(diǎn)圖層、線圖層和面圖層。這種數(shù)據(jù)的組織方式也被稱(chēng)為簡(jiǎn)單型空間數(shù)據(jù)模型,每個(gè)圖層只存儲(chǔ)一種空間類(lèi)型數(shù)據(jù);但它不能構(gòu)建拓?fù)洌谀承╊I(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(duì)于數(shù)字城市地理信息管理平臺(tái),海量的地理信息數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ),一旦當(dāng)需要調(diào)用某個(gè)地理信息數(shù)據(jù)時(shí),也需要能夠快速響應(yīng),因此對(duì)于海量的地理信息數(shù)據(jù)的鏈接設(shè)計(jì)就顯得很重要。在本論文中,采用索引圖文的方式來(lái)解決海量數(shù)據(jù)的快速調(diào)用響應(yīng)這一問(wèn)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(gè)區(qū)域,并由這些區(qū)域?qū)ο髽?gòu)成的一個(gè)圖層。每個(gè)區(qū)域?qū)ο髮?duì)應(yīng)若干個(gè)在該區(qū)域范圍內(nèi)可見(jiàn)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(shí),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(duì)于動(dòng)態(tài)調(diào)用空間數(shù)據(jù)機(jī)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(xiàng)目的空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn),索引圖層中的區(qū)域單元?jiǎng)澐值迷郊?xì),就越能減少對(duì)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(duì)每個(gè)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螅缓笳{(diào)用這些區(qū)域?qū)ο髮?duì)應(yīng)的圖層文件,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)的快速調(diào)用讀取。

4結(jié)語(yǔ)

本論文對(duì)于數(shù)字城市地理信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)構(gòu)建,是對(duì)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(wèn)題還有賴于廣大技術(shù)工作人員的共同努力才能夠實(shí)現(xiàn)我國(guó)數(shù)字城市地理信息管理系統(tǒng)應(yīng)用水平的長(zhǎng)足發(fā)展。

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