第三讲城市地理信息综合服务与国家空间信息基础设施1

1、第三讲：城市地理信息综合服务与国家空间数据基础设施2006年3月2日（一）城市地理信息综合服务1、基本概念城市空间信息综合服务体系的定义城市空间信息综合服务体系是指建设一个城市的可共用的空间数据库或分布式异构空间数据共享体系，实现同非空间的基础数据库或数据资源的整合，以适合政策法规和客观情况的无偿或有偿方式为政府、企业和公众提供广泛的服务。城市空间信息综合服务体系建设的目标是开发“信息荒岛”，消除“信息孤岛”，连通“信息烟囱”，打破“信息壁垒”，缩小“信息鸿沟”，整合“信息价值链”。城市空间信息综合服务体系是“数字城市”建设的基础和开端。城市空间信息综合服务体系的建设负责单位城市信息化建设主管

2、机构，城市信息办或信息产业局专门成立的城市基础地理信息中心或信息资源管理中心类的机构城市空间数据的主要生产和维护单位，如国土局、规划局、建设局、房产局、市政局等中的一个作为建设依托单位或是多个单位联合城市空间信息综合服务体系的总体框架数据共享交换平台企业应用公用通信网络平台和服务器群政策法规规章及管理制度技术标准规范及信息安全空间地理信息基础数据库各种专属地理信息数据库人口、法人、宏观经济数据库各种专属系统关联数据库政府综合应用公众应用政府部门应用自用格式城市空间信息综合服务体系的概念模型统计数据各种台帐各种数据库各种基本图纸公共测量成果卫星图像空摄照相灾害信息环境信息城市规划业务防灾信息系统

3、ITS汽车行驶向导个人的利用电子申请信息公开各种应用程序分散在各部门的空间数据共享平台城市空间信息及关联非空间信息的分布式共享服务系统城市空间信息综合服务体系的应用价值城市空间信息综合服务体系的应用价值有四个方面：利用这一平台良好的信息共享与利益保护机制，建立面向政府各部门或公用事业的数据服务体系，可以直接为相关部门或企业提供基础空间信息服务，具体可包括市政、环保、交通、公安、卫生、农业、林业、水利、旅游、气象、港务、海洋、统计、工商、税务、银行、电力、电信和石油等政府部门或公用事业服务企业等。通过适当的数据抽取，在不违反数据保密相关规定的前提下，建立面向公众或工商企业的商业化运作的地理信息服

4、务平台，可通过互联网、公共场所触摸屏电脑、移动通信或呼叫中心等方式接入服务。用于构造为政府领导部门服务的信息资源目录、城市展示系统或决策支持系统。为建设城市综合服务信息系统，如应急联动、智能交通等提供信息共享与交换平台。 （一）城市地理信息综合服务2、国内外现状与经验国内现状北京市的案例 北京市是由政府成立专门机构来推进城市空间信息综合服务体系的典型。 北京市信息资源管理中心成立于2001年3月，是北京市信息化工作办公室所属的事业单位，其宗旨是为北京市电子政务应用提供技术平台支撑、信息资源支撑和信息化软环境支撑，统筹信息资源管理，推进信息资源交换、共享、整合及服务，促进电子政务应用。国内现状北

5、京市的案例北京市信息资源管理中心已经建设的空间数据资源有：（1）基础电子地图数据库：基础测绘地图是指由测绘部门依据有关标准规范生产的1：10000、1：2000、1：500这三种基本比例尺电子地图，数据格式有DWG和Coverage等种类，均基于北京市地方坐标系统。1：10000的基础测绘地图对地物的描述较宏观，覆盖北京市域，主要是用于城市的宏观管理与决策；1：2000的基础测绘地图对地物的描述较详细，覆盖北京市规划市区，主要用于城市日常的规划管理；1：500的基础测绘地图对地物的描述最详细，覆盖北京市城区，主要用于城市的微观管理、规划设计和城市建设。（2）政务电子地图数据库：是以基础测绘地图

6、为基础，在保证地图精度前提下，删除一些非通用的专业图层（如管线和垣栅、地貌和土质、工矿建(构)筑物及其它设施等），并增加一些具有共性的属性图层（如政务热点信息），并利用最新的航空（卫星）遥感资料对数据进行加工整理，获得具有现势性的并且可以直接应用的电子地图数据。国内现状北京市的案例北京市信息资源管理中心已经建设的空间数据资源有：（3）综合遥感影像服务系统：单机版系统具备以下基本功能：影像浏览、查询检索、影像测量、用户订制、影像输出、数据管理、数据编辑、系统维护、GPS接口等。网络版北京市遥感影像数据库系统分为数据管理和应用两个方面：数据管理是指对多数据源、多分辨率、多时相的空间数据进行有效地管

7、理，实现对影像数据和相应的元数据进行高效的管理和检索，达到方便的存储管理和分发服务的目的；数据应用指能够管理多比例尺、多分辨率、多数据源的遥感影像，实现影像高效检索；由全貌到细节、由整体到局部、由低分辨率到高分辨率快速无缝的进行影像漫游和浏览；并且能够与其它系统集成，为其它应用服务。（4）地理编码数据库：北京市地理编码数据库建设就是要采集整理北京市地址的标准名称，借助专业软件录入标准地址对应的空间坐标并对标准地址赋予唯一编码。通过标准地址和对应的空间坐标，就能将带有地址名称的信息与空间信息进行整合，完成对经济社会信息的分析、统计、管理、制图和可视化表示，以支持政府管理和决策。 国内现状厦门市的

8、案例厦门市是依托主要空间数据生产单位建立城市基础地理信息中心的典型，也是由政府背景的企业进行空间信息有偿服务的典型，目前又由厦门信息产业局牵头组织建设厦门市空间地理信息基础数据库及其应用体系，力图统一该市的空间信息综合服务体系。国内现状厦门市的案例厦门市测量队目前已经更名为厦门市基础地理信息中心，可以向社会提供的主要空间基础地理信息数据产品有覆盖厦门市的各年代、各种比例尺纸质地形图，覆盖厦门市部分区域的1：500、1：1000和覆盖厦门市1：5000数字地图、1：5000数字高程模型、1：5000数字正射影像。除此之外，还有部分地名门牌数据和房产单元图数据。厦门信息港公司是由厦门市交通局及厦门

9、的几家国营大企业共同出资建立的，以承接厦门及福建省内各地区政府信息化建设工程为主要业务，在国内率先进行了企业制做基础地理数据和有偿为政府机构及公用事业提供服务的尝试。可以提供的空间地理数据产品主要有1：1000厦门岛（含鼓浪屿地区）数字线划地形图（DLG），1：1000厦门岛（含鼓浪屿地区）数字正射影像(DOM)，1：1000厦门岛（含鼓浪屿地区）数字高程模型（DEM），还有1：1000厦门岛（含鼓浪屿地区）三维空间数据等。国内存在的主要问题数据资源分散、数据的生产管理无序；缺乏统一的标准和法规；数据共享困难；数据保密、数据产权和数据安全问题突出；缺乏一个良性的空间地理信息基础数据交易市场；从

10、事空间数据库建设和GIS应用的技术队伍相对薄弱。缺少合适的技术系统和管理体系国外的可借鉴经验发达国家的空间信息综合服务体系建设有两个特点：由政府决定对地理信息数据的生产，国家拥有对地理信息数据生产的支配权；突出了地理信息数据的公益性原则，明确规定无偿共享或低价提供；地理信息的产权必须是以国家所有制为基础。 已经进展到国家级的空间信息基础设施的整体规划和分步推进实施。国外的可借鉴经验地理数据库建设的资金投入方面，世界各国分别采取了不同的投资模式，主要可以归纳为美国模式、英国模式、比利时和法国模式等三种。美国模式：政府基础测绘部门根据政府决定生产地理信息数据，所需资金全部由供资金资助。政府部门对所

11、生产的地理数据免费向用户提供使用，政府基础测绘部门的收入市政府拨给的经费，花费是地理信息数据的生产费用，收支相抵为零。用户可利用这些地理信息数据进行二次开发经营，政府对地理信息经营实行收税。英国模式：政府基础测绘部门根据政府决定生产地理信息数据，所需资金没有公共资金的资助。地理信息数据的生产费用通过出售数据的收入来支付，收支相抵营利为零。比利时、法国模式：政府基础测绘部门根据政府决定生产地理信息基础数据，所需资金部分由公共基金资助，其差额部分由许可证收入弥补。测绘部门的花费是地理信息数据的生产费用，收支相抵为零。（一）城市地理信息综合服务3、已有技术体系分析空间数据库：概念和特点是地理信息系统

12、在计算机物理存储介质上存储和应用的相关的地理空间数据的总合。与传统文件方式相比，空间数据库技术有明显的技术优势，包括海量数据管理能力、图形和属性数据一体化存储、多用户并发访问（包括读取和写入）、完善的访问权限控制和数据安全机制等。空间数据库技术正在逐步取代传统文件，成为越来越多的大中型GIS应用系统的空间数据存储解决方案。 空间数据库的概念 空间数据的特征1）空间特征：一般需要建立空间索引。2）非结构化特征：结构化的，即满足第一范式:每条记录定长，且数据项是原子数据.而空间数据数据项变长，对象包含一个或多个对象，需要嵌套记录。3）空间关系特征： 拓扑数据给空间数据的一致性和完整性维护增加了复杂

13、性。4）分类编码特征：一种地物类型对应一个属性数据表文件。多种地物类型共用一个属性数据表文件。5）海量数据特征。空间数据库的特点1）数据量特别大；2）数据种类多，复杂；3）数据应用面相当广。在建立地理空间数据库时，一方面应遵循和应用通用的数据库的原理和方法；另一方面又必须采取一些特殊的技术和方法来解决其他数据库所没有的问题。空间数据库：国内领先的SuperMap SDX+OracleSQLServerSybaseDM3MDBSDBDWGDGN SuperMap SDX（空间数据库技术） 文件引擎 SuperMap SFC（基础类库） SuperMapSurvey数据采集软件 SuperMapE

14、ditor地图数据编辑软件 SuperMapDeskpro专业级桌面GIS软件 SuperMapObjects全组件式GIS开发平台 SuperMapIS互联网GIS开发平台SuperMap多元空间数据无缝集成技术SuperMap多元空间数据库无缝集成技术的体系结构分布异构空间数据共享体系IIMS是基于元数据和分布式数据管理技术的大型数据交换与共享管理系统。IIMS通过元数据和网络系统管理分布于不同地点的、各种不同类型、任何格式的数据，包括办公文档、电子报表、数字照片、多媒体文件、GIS数值地图、遥感影像、设计图纸和关系型数据库等，使各种不同格式的数据可以在不同部门和业务系统之间进行流通、交换

15、和共享利用。IIMS可以将任意格式的数据存放在任意多个分布式数据服务器上，而将包含数据搜索和描述信息的元数据登录到元数据服务器上。服务器之间通过局域网或国际互联网连接，可以随数据量增大、新数据源加入和共享用户数的增加而随时扩展。在IIMS支持下可以实现分布异构数据的共享管理和跨类型跨系统的远程数据集成应用。IIMS (Integrated Information Managing System)是这类技术体系的典型。分布异构空间数据共享体系IIMS系统框架分布异构空间数据共享体系跨部门跨系统空间信息集成应用部门（基础地图）ArcSDE部门（交通图）MapInfo部门D（商业数据库）ORACLE

16、部门E（污染点报告）OFFICE文档部门C（遥感影像）ERDASSuperMapArcGISMapInfoGeoMediaIIMS + 网络空间信息互操作体系：OGC的开放网络服务框架查找发现地图浏览图像浏览增值服务传感网络位置信息夹位置服务应用服务数据注册服务注册设备注册表示注册注册服务 编码标准 GMLXIMASLD服务元数据Sensor MLObs&Meas.XLS图像元数据LOF图素访问图像访问传感收集目录服务数据服务网关服务图像建档地图表示图像表示移动表示表示服务时序表示处理流程坐标变换地理编码处理服务路径选择逆地理编码地名辞典发布绑定发现GML：地理建模语言 XIMA：XML图像和

17、地图注释 SLD：风格化层描述（Styled Layer Descripter）Sensor ML：传感器建模语言 Obs&Meas：观察测量建模 .XLS 位置服务XML LOF：位置组夹（Location Organizer Folder）OGC服务接口空间信息互操作体系：ISO地理信息互操作模型GIS应用地理信息服务GHSGMSGWSGSSGPSGCS信息技术服务ITHSITMSITWSITSSITPSITCSCSIISIHTIAPIAPIAPIGIS应用地理信息服务GHSGMSGWSGSSGPSGCS信息技术服务ITHSITMSITWSITSSITPSITCSCSIISIHTIAPIA

18、PIAPINNINNIAPI 应用编程接口（Application Programming Interface）HTI 人类技术接口（Human Technology Interface）ISI 信息服务接口（Information Services Interface）CSI 通信服务接口（Communications Services Interface）NNI 网络与网络接口（Network to Network Interface）G 地理的（Geographic）IT 信息技术（Information Technology）HS 人类接口服务（Human Interaction Se

19、rvices）MS 模型管理服务（Model Management Services）WS 工作流/任务服务（Workflow/Task Services）SS 系统管理服务（System Management Services）PS 处理服务（Processing Services）CS 通信服务（Communication Services）服务访问基于公共概念模型的数据共享和传输ISO/TC211的地理信息服务互操作独特之处在于把地理信息服务及互操作定义在通用的信息技术服务的概念范畴内空间信息交换格式标准比较分析GML 最可能被全球普遍采用的空间数据交换格式标准是OGC的GML，但因为空

20、间数据采用GML格式后，数据量会增加很多倍，考虑到现在的通信网络条件，还不适于马上就采用它作为空间数据共享交换的标准格式，应该说GML的真正推广是应该在真正的“宽带”时代，随着下一代通信网络（NGN）和3G无线通信网络的建设，这个时代才能真正来临，目前GML适合用于数据量比较小的空间数据无线应用的场合。另外，国内外各主要GIS软件平台厂商在他们的产品中能支持GML，开发相应的模块集成到产品中，也还需要一段时间。因此在本项目的建设中将厦门市已有的各种空间数据转换成GML进行共享和交换还不具备可能性，虽然这代表着未来区域性空间数据基础设施和综合服务GIS建设的一个重要趋势。采用GXL的意义：提供一

21、个开放的、供应商中立（vendor-neutral）的框架（framework）用于空间数据和对象的定义。提供一个可支持不同特定应用领域和社群的地理空间应用的数据格式。提供更完整的地理信息描述格式。GML的优势：对于空间信息而言，GML是一种标准的诠释语言。GML可直接被人们了解和读取GML可实现分布式空间数据集，局域维护，全域共享使用GML易于混合非空间信息，如文字、照片、音视频等。地理标记语言GML（Geographic Make-up Language）是一个以XML（eXtensible Make-up Language）编码技术为技术的语言，可用于地理信息的模式化、传输和存储，使用G

22、ML可以描述空间信息的要素、空间坐标、几何关系、拓扑关系、时间、单位和一般值等。简而言之，GML是网络空间中处理空间信息的XML技术。空间信息交换格式标准比较分析空间信息交换格式标准比较分析CNSDTF 中国国家质量技术监督局在1999年8月2日发布、2000年10月1日开始实施了地球空间数据交换格式/Geo-spatial data transfer format标准（GB/T 177981999）。该标准（简称CNSDTF）规定了矢量数据交换格式、影像数据交换格式和数字高程模型（DEM）数据的交换格式，但不包括元数据的交换格式。该标准基于面向对象的数据模型，参照了国际上现有的空间数据交换标

23、准和国内外现有的GIS软件的内部数据交换格式，遵循完备性、简单性和可扩展性原则，可以无损地转换拓扑信息和属性信息，又可接受不带拓扑的数据，并可兼顾CAD的数据格式，还开发了转化主要商用GIS软件数据格式的程序。由于CNSDFT在单纯满足GIS数据的交换上较合理，但在进行电子地图数据的转换时，由于其对图形表面属性方面结构描述的薄弱，还存在一些困难，因此到今天为止该标准并未得到推广，也没有得到国内外GIS软件厂商的采用。基于以上事实在本项目中采用CNSDFT作为数据交换格式标准存在较大风险。空间信息交换格式标准比较分析事实标准 国外的和国内的一些主流GIS平台因为被政府、企业和公众服务运营商广泛采

24、用，而形成了事实上被认可的空间数据交换格式标准。有代表性的矢量数据格式如AutoCAD DXF/DWG、ESRI SHAPE、Coverage、E00，MapInfo Tab，GeoMedia ，SuperMap，MapGIS等。有代表性的栅格数据格式如ERDAS和PCI遥感图像处理软件的数据格式以及被普遍接受的GeoTIFF等。 空间信息元数据标准关于数据的数据（Data about data）。元数据是描述一个具体的资源对象，并能对这个对象进行定位、管理，且有助于它的发现与获取的数据。一个元数据由许多完成不同功能的具体数据描述项构成。具体的数据描述项又称元数据项、元素项或元素。不同的专业领

25、域和应用领域所针对的资源对象不同，元数据的结构和描述各不相同，其外延扩展到不同的应用领域。元数据空间信息元数据标准元数据标准描述某类资源的具体对象时所有规则的集合。不同类型的资源可能会有不同的元数据标准。它一般包括了完整描述一个具体对象时所需要的数据项集合、各数据项语义定义、著录规则和计算机应用时的语法规定。为什么要使用元数据标准- 元数据的交换、共享和管理；- 为资源的开发者提供一致的标准，以统一开发者的行为，达到资源基本属性结构的一致性，以实现资源在区域内的广泛共享，并为资源用户对科学数值资源的查找、评估、获取和使用能获得最大效率而提供支持。同时也为不同资源库系统实现数据的共享和互操作提供

26、支持。空间信息元数据标准中国的国家地理信息元数据标准叶元数据实体集信息叶内容信息叶限制信息叶数据质量信息叶覆盖范围信息叶参照系信息叶分发信息叶引用和负责单位信息叶标识信息数据集名称（M）空间表示类型（O）数据集参照日期（M）参照系（O）数据集负责单位（O）数据志（O）数据集地理位置（由四个地理边界坐标或地理标识符确定）（C）在线资源（O）数据集语种（M）元数据文件标识符（O）数据集字符集（C）元数据标准名称（O）数据集专题分类（M）元数据标准版本（O）数据集空间分辨率（O）元数据语种（C）数据集摘要说明（M）元数据字符集（C）分发格式（O）元数据联系人（M）数据集覆盖范围补充信息（垂向的和时间

27、的）（O）元数据创建日期（M）核心元数据适于共享交换的元数据集中国的国家标准地理信息 元数据草案基本引用了ISO/TC211的地理信息 元数据（ISO19115：2003） 已有技术体系的比较分析空间数据库技术趋于成熟，为GIS技术的广泛应用提供了丰富的可能性，但因为具有建设和维护成本高、可管理数据量和数据类型受限、数据集及应用的扩展不灵活等问题，还难以独立构成城市规模空间信息共享应用的解决方案；基于元数据的分布式异构空间信息共享体系具有可管理交换几乎所有类型的数据、共享体系扩展方便、适应了各种应用本身对数据异构的要求和因不打破已有数据集的管理和维护体系因为实施代价最低的特点，非常适合用于构建

28、数据交换平台（Clearinghouse）；空间信息系统互操作指不同应用(包括软件硬件)之间能够动态实时地相互调用，并在不同数据集之间提供稳定的接口，.国际上空间信息系统互操作研究经历了从数据互操作到中间件、分布式对象和服务，再到应用系统乃至高层的信息群互操作的发展历程。 OGC和ISO TC211所做的工作，为空间信息的互操作制定了美好的蓝图，但两个体系的实现都需要漫长的努力；国际和国内目前还都没有能够实现一种能被普遍接受的理想的空间数据交换格式，因而估计一定时间内空间数据的交换是是基于事实格式标准；ISO TC211制定的空间数据元数据标准已经是一个完备的、合理的和正在被普遍接受的标准，从

29、元数据库的建设入手来推进城市空间信息综合服务体系的建设是合适的选择。（一）城市地理信息综合服务4、应用需求分析城市信息化对数据及其共享交换体系的需求城市的信息化实质上是城市人地关系系统的数字化，它体现“人”的主导地位，通过城市信息化更好地把握城市系统的运动状态和规律，对城市人地关系进行调控，实现系统优化，使城市成为有利于人类生存与可持续发展的空间。城市信息化岁空间信息的需求体现为对各种GIS的需求，GIS是“数字城市”是核心的部分，城市中“人”的一切活动，从城市管理到企业为市民提供各种服务，以及每一个市民生产与生活，都离不开“地”。没有城市GIS的数字城市，如同没有市区的城市。理想化的城市GI

30、S应由政府GIS、企业GIS和社会GIS构成，通过网络（局域网、Internet、宽带网、有线电视网、公用电话网等）将政府、企业和社会联成一个整体，实现资源的共享。 城市空间信息的用户群划分第一类用户：政府一些部门如规划、国土、市政、城建、环保等的工作流程中，都涉及到地理空间相关信息的参考、处理和分析，对于这类用户空间信息是核心业务数据。第二类用户：政府一些部门如民政、公安、海事、港务、海洋、渔业、卫生、运管、公路、水利、统计、林业、农业、地震、工商、税务等可利用GIS特有的空间分析能力，给政务辅助决策赋予了空间化的手段和方法，从而提高政府决策的有效性和科学性，对于这类用户空间信息是必要的业务

31、辅助数据。第三类用户：城市信息化主管部门组织建设城市空间地理信息基础数据库或综合应用系统，如应急联动、智能交通等，必需采用GIS和信息共享技术，对于这类用户空间信息综合服务体系是必需的。第一类用户：从事公用事业的电力、电信、石油及天然气、物流等企业的工作流程中，涉及到地理空间相关信息的参考、处理和分析，对于这类用户空间信息是核心业务数据。第二类用户：银行、保险等公用事业企业和广泛的工商企业，需要利用GIS特有的空间分析能力，进行市场分析和客户关系管理，对于这类用户空间信息是有益的业务辅助数据。公众类用户群的细分就比较复杂，但随着各种公众地理信息服务事业的发展，各种各样的人都会利用空间信息给自己

32、的生活带来便利。 车辆导航和交通信息服务的目标用户是有车的人 互联网或共用电脑上的地理信息查询服务的用户主要是外地人、旅游者和刚定居的人 通过无线终端接入的位置服务（LBS）的目标用户是有移动电话的人 政务服务GIS或娱乐服务GIS的用户可能是生活在城市辖区中的所有的人政府用户企业用户公众用户数据体系建设需求：空间地理信息基础数据库空间地理信息基础数据库是电子政务四大基础数据库之一。按照城市基础地理信息系统技术规范（CJJ100-2004/J298-2004），城市基础地理信息，应该包括描述城市自然地理要素和人工结构物、设施空间及属性特征的数据集，至少应该包括控制点数据、地形要素数据、城市三维

33、模型数据、综合管线数据及相关数据等，其中地形要素数据可以数字线划图、数字高程模型、数字正射影像或数字栅格图等形式来表达。城市空间基础数据适合由一个独立的机构如城市基础地理信息中心来负责数据采集、更新和维护并提供服务。目前城市基础地理信息主要是由国土、建设、规划、测绘、民政等部门保有和维护。数据体系建设需求：空间地理信息基础数据库序号数据集名称数据集代号1控制点数据2地形要素数据数字线划图数据DLG（Digital Line Graphics）3数字高程模型数据DEM（Digital Elevation Model）4数字正射影像数据DOM（Digital Orthophoto Map）5数字栅

34、格图数据DRG（Digital Raster Graphics）6城市三维模型数据7城市综合管线数据8相关数据：可以包括行政区划、地名、门牌、规划道路、用地和建设放验线、地下空间设施以及具有强制性规定的用地控制线等专题数据 数据体系建设需求：地理编码数据库包括行政区划、地名（路名和楼名）和门牌数据库，包括地址的标准名称、地址的空间坐标、地址的唯一编码等信息内容。行政区划数据是指描述成是各级基本行政区划要素的境界、区域及行政机构驻地的空间信息和属性信息。城市基本行政区划要素包括市、区（县）、街道（乡、镇）及社区（居委会、村）等区域边界信息和属性信息。行政区划数据包含行政区划代码、边界线、边界结点

35、、区划名称注记等要素，行政区划代码应符合现行国家标准（GB/T2260中华人民共和国行政区划代码和GB/T10114县以下行政区划代码编码规则）规定 。地名数据分类编码应符合现行国家标准地名分类与类别代码编制规则GB/T18521的规定。城市地名可以包括各级行政区划名称、自然地理名称（山体、水系等）、道路名称、单位名称、标志性建（构）筑物名称以及常用地名等。对地名所反映的边界明确的行政区划、湖泊、占地面积较大的单位，宜以多边形数据来表达；对道路、铁路、河流等线状要素，宜以线数据表达；对边界不易确定或范围大小不便用面表示的，宜以点数据表达。城市地名数据的属性主要包括名称、类型、级别及历史名称等。

36、地址门牌所代表的院落或楼座的空间位置可以使用点来描述，也可以使用封闭的多边形来描述。门牌的属性数据主要包括地名（路名和楼名）、门牌号码等。地址门牌数据是人文的数据，在地球空间上并不真实存在，只是为了人类的生存的需要而人为定义的信息。地址数据是表述空间特征位置的数据，从逻辑上划分，它属于地名数据的一部分，但比通常的地名数据更精确，通过规范的地址编码，可以进行地址匹配等操作，以实现非空间信息的空间化。 数据体系建设需求：专业地理信息数据库专业地理信息数据库指专业特征较完整，支持某个部门或行业应用系统独立使用的数据集，实行分散管理，技术标准由数据拥有者自行制定。这些专业地理信息数据库将自然和社会各种

37、主题信息与空间位置建立关系来进行管理，提供各种地理相关的研究和决策服务资源支持的数据库系统。由相对于地球的三维信息规定其空间特性的数据，以某种一致的方式与空间位置建立关系，如用经纬度、直角坐标、邮政编码和行政区域等，通常由时间维信息表示随时间产生的变化。这些专业地理信息数据库主要分布在国土、建设、规划、测绘、民政、地矿、农业、林业、市政、园林、环保、海洋、水利、公安、交通、铁路、公交、电力、电信等几乎是各行各业中。数据体系建设需求：综合地理信息数据库自然资源数据集：包括土地资源基础信息、矿产资源基础信息、水利资源基础信息、气象气候资源信息、资源环境信息等。城市框架数据集：构成城市地理框架的必要

38、地理空间数据，提供其它机构在其上附加自身的专有信息，以满足专业需求。包括地貌、水系、交通、行政区、居民地、地名信息、地址信息等八类数据。 城市公共设施数据集：包括为市民提供服务的各类机构和设施信息，城市运营相关的各类基础设施信息 。包括行政、经济、文化、宗教、教育、卫生、体育、名胜古迹以及科研设计等公共服务机构和设施信息，也包括包括市政道路设施、地下空间设施、工矿建（构筑）物设施、农业设施、电信电力设施、城市给排水设施等市政共用设施信息。电子政务基础数据集：由城市框架数据集、影像数据集与人口数据集、法人数据集、经济数据集综合集成的空间数据集，为电子政务提供通用的基础数据库。数据体系建设需求：综

39、合地理信息数据库综合数据集是为综合目的服务的通用标准数据集。以上的几个重点综合数据集中自然资源数据集适用于各种政府或企业决策支持目的，城市框架数据集是大部分GIS应用的共用数据，城市框架和公共设施数据集一起可满足绝大部分的公众服务应用的空间数据需求，电子政务基础数据集可满足大部分的政府办公及业务中的空间数据支持。数据体系建设需求：异构数据共享服务体系不同部门或不同业务的数据可以由各自的专用服务器存储管理，通过公共的元数据服务器查询使用,完美地实现办公数据的交换和信息共享。业务数据元数据部门 A数据交换中心IIMS Web服务器互联网公众用户应用外地分支机构局域网商业数据中心部门 B部门 C业务

40、数据业务数据IIMS数据服务器IIMS数据服务器IIMS数据服务器IIMS元数据服务器应用系统 1IIMS客户端+API应用系统 2IIMS客户端+API应用系统 3IIMS客户端+API（一）城市地理信息综合服务5、应用模式分析信息目录服务建立城市可利用的空间信息及关联信息发布与查询的目录系统，一般采用B/S结构，后台是基于元数据的异构信息共享平台，是一个元数据服务器和多个数据集服务器的体系。可以按单位机构或数据类型检索数据项的元数据，也可做基于关键词的智能查询，并能提供C/S或B/S结构的数据上载发布工具。例：厦门环保局信息资源目录系统数据交换服务电子化的数据申请、审批、分发和交易结算系统

41、 ，一般采用B/S结构，后台也是基于元数据的异构信息共享平台，是一个元数据服务器和多个数据集服务器的体系。检索到需要的数据项后可提交申请，经过认证审批、交易计算、数据格式转换后，可通过离线或在线方式向用户提供数据。例：数据交换系统构成示意图共用查询服务建立基于互联网络的空间数据浏览和查询系统，可支持常用空间数据格式，能查看数据但不能下载 ，一般采用C/S结构桌面GIS软件或B/S结构下载专用插件方式实现，后台是基于元数据的异构信息共享平台，是一个元数据服务器和多个数据集服务器的体系。专题地图数据库灾害模型库特定灾害防灾信息共享查询灾害易损度数据库特定灾害易损度受灾目标库特定受灾目标群实时防灾预

42、警系统IIMS防灾信息共享系统动态防灾数值地图集灾害危险性评价系统基础地图数据库特定受灾区域灾害数据提供和生成例：墨西哥国家防灾地图集查询系统客户端集成应用服务例：异构的远程数据层与本地数据层集成后的空间分析（摘自日本宫城县统合GIS的应用实例）可通过访问接口调用共享数据，叠加个别拥有的专题数据实现专题制图或空间分析，处理结果可以图片方式保留。后台可以是基于元数据的异构信息共享平台，一个元数据服务器和多个数据集服务器的体系。后台也可以是基于用户自定义的空间数据库引擎。关联数据整合服务从分布于互联网络不同节点的异构RDBMS中按预定义的抽取模板实时动态集成为前端应用的临时或处理结果数据，依靠此项

43、服务可实现属性数据从远程数据库中的实时读取 。后台可以是基于元数据的异构信息共享平台，一个元数据服务器和多个数据集服务器的体系。后台也可以是基于用户自定义的空间数据库引擎。元数据库 接处警/指挥调度数据库元数据库 元数据库 接处警管理应用系统应用系统应用系统现有各应用系统WEB信息发布基于GIS和信息集成的指挥调度平台公安信息处理GIS综合信息显示元数据管理快速检索授权管理远程访问数据库动态集成基于元数据的交警信息共享集成平台省高交总队（局域网）总队内现有数据库电子地图数据库未来新建数据库外部信息源（公安专网）现有外部数据库未来新建数据库数据库数据库数据库数据库数据库数据库大屏幕/视频会议例：

44、浙江省交警总队指挥系统中的数据库集成协同应用服务提供网络会晤平台，可以多节点上共同浏览某一节点上存储的空间数据或是多个节点空间数据叠加的结果，取得操作权限的用户可执行查询、处理、分析等操作，其余节点上用户可实现见到操作结果。还可以配套提供网络音、视频及文字交流服务。例：通过网络会议系统的应用共享功能进行协同决策（一）城市地理信息综合服务6、系统框架分析城市信息资源中心的作用信息资源中心的职能是管理和维护共用信息资源或信息化基础设施，建设和运营能为政府、企业和公众提供数据服务的信息资源共享服务系统。要解决的问题大型企业信息资源中心各级党组织A市政府 B镇政府 下属行政单位 政府各部门居民医院空间

45、信息基础设施人口/法人/宏观经济数据网络/认证基础设施管理大学等研究机构民间企业信息共享服务体系文件资料的元数据标准多媒体信息元数据标准政务服务的元数据标准数据库现状和共享策略共用信息资源的确定信息交换交易机制研究信息共享平台系统方案信息资源中心的运营机制信息维护方法和安全机制城市的信息流通枢纽城市空间数据体系的建设空间地理信息基础数据库 共用地理信息的集中建库地理编码数据库 以实现人口、法人与宏观经济等非空间的基础数据库同各种空间数据库的关联。电子政务空间数据库公众服务空间数据库 解决数据保密政策限制与共用服务平台需求之间的矛盾。 从基础地理信息数据库中抽取常用的图层并进行了解密处理，再增加

46、一些新的图层和属性数据而构成，关联人口、法人和宏观经济三个基础数据库。元数据库与异构数据共享交换体系 实现各数据提供单位各自建立的图档文件和数据库都能纳入同一共享体系和基于事实格式标准的数据交换，这一体系是可以首先建设并能提供广泛的服务，因为不打破任何现有管理体制和工作方式。 通过建立元数据库，元数据关联数据，形成分布式异构数据共享管理体系，具有元数据管理、数据目录查询、格式转换、数据加密、数据上载和下载功能。各种专业空间数据库 专业特征较完整，支持某个部门或行业应用系统独立使用的数据集，实行分散管理，技术标准由数据拥有者自行制定。城市空间信息综合服务体系建设的三个层次应用服务体系1：数据申请

47、提供体系第一步，实现通过检索元数据目录、图幅接边示意图和空间数据库缩略浏览图等方式查询数据源和提交申请；第二步，数据申请、认证、审批过程的电子化，数据提供是硬拷贝方式和履行必要的交接手续；第三步，数据申请、认证、审批、格式转换和提交的全过程电子化和宽带化。应用服务体系2：公共服务平台体系实现基于公共WebGIS平台的在线查询功能，对于政府用户可基本满足办公辅助和决策支持的需求，对于企业和公众则首先是满足政务、经济和生活信息查询的需求。共同服务平台的空间数据和属性数据可以来自很多的数据源，能够通过网络进行更新同步。 应用服务体系3：互操作服务体系地理信息系统互操作，即不同应用(包括软件硬件)之间

48、能够动态实时地相互调用，并在不同数据集之间有一个稳定的接口。在国际上，空间信息系统互操作研究经历了从数据互操作到中间件、分布式对象和服务，再到应用系统乃至高层的信息群互操作的发展历程。主要的互操作方式有公共访问接口方式和Web服务体系两种方式。 寻求务实的建设思路目前情况下，城市空间信息综合服务体系的建设应该结合空间数据库和基于元数据的分布式异构空间信息共享两个技术体系，以事实格式标准来进行空间数据的交换。首先建立实用的技术和管理体系，然后逐步推进更理想化的互操作体系的实现。推进空间信息互操作空间信息互操作包括的内容有透明地访问数据、共享空间数据库和其它服务而与平台无关，为了实现这些，必须运用

49、空间数据模型、服务模型和信息共用模型。这属于语法互操作，即不同的系统以相同的方式解释数据语法的能力。空间信息应用的互操作是指不同的应用系统可以相同的方式使用和表达数据的能力。这属于语义互操作，即指各种应用以相同的方式一致地解译数据，以便提供预期的数据表达。空间信息的互操作内容当需要时，查找信息和处理工具的能力，而与物理位置无关。理解和使用已发现的信息和工具的能力，无论是用什么平台支持，也无论是在本地还是远方。数据交换是该级互操作的一个特例。为推广应用改进处理环境的能力，不必局限于某些产品供应商。建立其它的信息和处理基础设施以服务需求的能力，当支撑的基础设施成熟和发展起来时不需要担心陷入困境。形

50、成健康的发展环境的能力，用产品和服务响应客户的需求，随着应用的扩展而扩大开放程度，并且足以支持可能的应用扩展。互操作体系应具备的能力（二）国家空间数据基础设施1、基本概念国家空间数据基础设施的概念 国家基础设施不是一个什么新的概念。在所有国家里，主要道路和通讯网络、基础卫生和教育设施作为国家基础设施，都是由政府出资建设的。这些公共、固定的设施使得政府机构、私人企业和社团组织的各种活动能在其上进行。它们的有关原则也可以类似地用来满足全球信息基础设施发展的需要。与道路、通讯及其它基础设施的理由和特点相同，地理（或空间）数据也可以看成是一种基础设施。 地球是人类赖以生存和发展的空间环境与物质基础。人

51、类的各种活动绝大部分都是在地球上进行的。描述地球空间环境、物质基础以及人类活动时空分布的数据与信息，就成为整个国家信息资源中十分重要且带有基础性质的部分，因此之相关的空间信息基础设施（在美国称之为空间数据基础设施，即NSDI）就越来越被各国所重视 。空间数据基础设施的定义空间数据基础设施（Spatial Data Infrastructure）是地理空间数据获取、处理、存储、分发以及改进应用效果，所必须的各种技术、政策、标准和人力资源的总称。空间数据（Spatial Data）是鉴别地球上各种自然或人工特征、不同界线的地理位置及其属性的信息。这种信息可以用遥感、制图和测量等技术获得。统计数据是

52、否纳入此定义所涉及的范畴，可以由数据采集单位自行确定。 空间数据交换中心是一个分布式、通过电信把地理空间数据的生产者、管理者和用户连接在一起的网络。 在1994年4月克林顿总统签署发布的12906号总统令里，对国家空间数据基础设施（NSDI）及其相关的概念做了明确的定义 空间数据基础设施的技术构成空间数据基础设施由空间数据标准、元数据、数据交换中心、空间数据及其数据框架五个部分组成。其中，数据标准部分涉及面最广，和其它四个部分都有关系，是工作的重点。元数据是数据的描述信息。信息交换中心（目录）的建立需要确定数据共享交换的政策、规则、权限和必要的电子交易手段。信息交换中心 (目录)元数据数据框架

53、空间数据伙伴关系数据标准空间数据基础设施的体系结构Internet数据提供部门1数据提供部门2数据提供部门3数据提供部门N交换中心地籍水系地籍水系地籍道路遥感图像地区界线 .叠加显示目录浏览数据元数据数据元数据数据元数据数据元数据数据索引目录，类似于 互联网的 搜索引擎统一接口的互操作查询可以从不同的数据源提取数据。国家空间数据基础设施的应用图景市政服务交通运输政府管理生活娱乐能源供应网络计算资源和开放地理信息系统界面自然资源商务决策土木工程（二）国家空间数据基础设施2、各国空间数据基础设施建设概况美国国家空间信息基础设施的建设体系 美国联邦地理数据委员会（FGDC）是一个在国家层次上促进地理

54、空间数据协调发展、使用、共享和分发的综合委员会 。FGDC是根据美国总统办公厅管理预算办公室1990年颁布的A-16号通告“测量制图和相关空间数据活动的协调”的要求而建立的。通过12906号总统令，进一步明确和扩大了它的职责范围。目前，FGDC由农业、商业、国防、能源、住房城市发展、内政、司法、州务、交通部以及环保局、联邦紧急事务管理局、国会图书馆、国家档案和记录管理局、宇航局、国家科学基金会和田纳西流域管理局等16个内阁部级和独立联邦机构组成。 FGDC的组织结构图（下页）的上部是联邦地理数据委员会及其下的协调工作组，图的最下部是由10人组成的秘书组，完成委员会各种日常工作。而在图的中部则是

55、委员会工作的主体构成部分。它具有在诸专题分委员会和不同工作组纵横之间、相互交叉而形成的矩阵结构。纵向是由各主管部门或某适宜单位负责的专题分委员会，体现了管理预算办公室在通告中赋于某些专门联邦机构的协调职责，有利于他们积极性的发挥。目前，分委员会有基础地图、浅海测量、地籍、人文和人口、大地测量、地质、地面交通、国际边界、土壤、植被、水和湿地等分委员会，负责协调所辖专业范围内的有关数据事宜。各分委员会面临的共同技术问题或跨越多个分委员会的事务，则由相应领域专家组成的横向工作组来处理。目前，FGDC已成立了数据存档、数据交换中心、地球覆盖、技术设施、数据框架、采样清查和自然资源环境监测、数据标准等工

56、作组。他们提出的各种技术方案和标准，要经过反复讨论、修改，并征得有关分委员会和协调工作组的同意，才能以FGDC的名义正式推出供大家使用。 美国国家空间信息基础设施的建设体系协调组联邦地理数据委员会文档交换中心地球覆盖技术设施数据框架采样清查/自然资源环境监测标准基础地图浅海测量地籍人文和人口大地测量地质陆地运输国界土壤植被水湿地工作组 专题分会秘书组FGDC的组织结构加拿大国家空间信息基础设施的建设体系 自1996年以来，加拿大地理空间数据基础设施 (Canadian Geospatial Data Infrastructure, CGDI) 的建设和发展，得到地理信息跨部门委员会（Inter

57、-Agency Committee on Geomatics，IACG）、地理信息加拿大委员会（Canadian Council on Geomatics，CCG）和加拿大地理信息产业联合会（Geomatics Industry Association of Canada，GIAC）的支持。 CGDI创建活动的目标是建立加拿大信息高速公路的地理信息构件。这种活动是各级政府（联邦、州和地方政府）、私人企业和学术团体共同进行的一种努力。为了能够方便、连续和协调地访问地理信息、开展相应的信息服务，使加拿大有一个在技术上世界领先的信息基础设施，需要在数据访问、数据框架、数据标准、伙伴关系和政策环境等五

58、个关键领域里从多个方面加以努力。 加拿大国家空间信息基础设施的建设体系数据访问发展整个数据访问的战略，设计相应的系统；发展数据访问协议、引导数据集成：建立现有数据资源的元数据库；运行或改造现有的系统和数据库，确保它们的互操作性；增强现有或增加新的软、硬件设备，以通过一个“公共窗口”把数据递交给用户。数据框架CGDI的持续发展及其应用的成功将取决于许多因素。但是，其中最基本的一个因素是：要有一个使来自加拿大不同机构和学科的数据很能够容易集成与应用的数据框架（环境）。这种框架必须保证现有的大量数据能够有效地被访问和使用，而且还必须给广大数据生产者和用户提供今后收集和维护数据所使用的数字地理基础。因

59、此，这种框架将使一个在线、分布式、能更新和可充分集成的国家地理信息集的建设成为现实。数据标准国际标准正在制定，加拿大为此做出了自己的贡献。这些标准一旦完成，将在加拿大贯彻执行。发展适合加拿大国情的标准子集，产业部门应该根据这些标准生产商业化的相应软件工具产品，数据生产者必须严格地按照这些标准收集生产和分发销售数据。伙伴关系CGDI的建设与发展是通过联邦、州及地方政府、私人企业和学术团体之间的伙伴关系驱动的。政策环境CGDI将开展工作减少地理数据共享在管理上的障碍，使地理数据能够进入各种学术团体是要优先办理的一件事情，随后是使用户能够以低价格、方便地访问和取得地理数据产品。 英国国家空间信息基础

60、设施的建设体系 国家空间数据框架（National Geospatial Data Framework, NGDF）是赋予英国空间数据基础设施的一个名称。它的创建将会改善人们对地理信息的认识和访问，从总体上推动它们更广泛的应用。NGDF不打算建立一个物理上的框架或提交一些具体的数据集、应用或产品，但它的工作却能把多来源的数据组合在一起，促进增值信息服务的发展。 NGDF是在1995年的英国地理信息协会年会（AGI 95）上提出来的。接着，就开始了NGDF的细化工作，提出了其切实可行的实施方法建议。 该组织的战略方向是使地理信息的共享和改善能够给公民权利、商业增长和政府工作改进带来效益。 英国国