城市GIS管理平台技术方案Word格式.docx

1、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包含电力、排水、给水、燃气、路灯、通讯等城市综合管线遥感影像数遥感影像、航片、卫片等多种比例尺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2000地形图数据分类编码规程2000地形图数据结构规程2000数字地形图测量技术规程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地理信息数据建库需求将测绘好的地形图数据转

2、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。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 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

3、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、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。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ESR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

4、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力。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。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总

5、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 1：321 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

6、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。空阿教据库图2系统体系结构图322.1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

7、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虽大的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

8、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。 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

9、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 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。技术路线“城市基础地理信息管理平台”的开发将采用 ESRI ARCGIS乍为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ESR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

10、互联网用户采用ArcGIS Serve发布各类空间数据。ArcSDEOracle 10图3技术路线331基于ArcSDE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

11、 ，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GIS开发方式，ArcObjects （以下简称A0）是目 前GIS业界最为着名的组件式 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

12、，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。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空间数据库服务器服务器备份服务器应用服务器网络管理服务器存储网络存贮设备磁盘阵列+光纤交换机网络硬件防火墙安全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 2008Server License，UNIXGIS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

13、10g En terprise Server业务信息数据库数字签名、电子印章系统 国家安全部门认证产品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数据技术核心组件库功能设计361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

14、准，采用了 COM, .NET, WEBSERVICEXML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，支持标准。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ESRArcEngine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 ArcE ngine的无缝结

15、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。规范化系统性开放性适用性标准化体系设计 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

16、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。空闾数据库及 管理平台相黄项目文 裆国炙地方.行业标腮W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。标准化完备性独立性高效性安全性扩展性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

17、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。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 ArcEn gi ne结合 为开发平台，建立一个开放的、灵活的基础空间数据库。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

18、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

19、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

20、该作为空间数据框架的一部分。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

21、（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 ： 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

22、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：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

23、， 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。物理设计空间数据在 SDE中是按 GEODATABASEFEATUREDATASETFEATURH层结SS 构组织的。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

24、技术。六、空间数据建库及更新维护机制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

25、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 质量和控制措施空间数据的入库更新机制6.2.1“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

26、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623数字正射影像图入库与更新对于正射影像数据的