智慧城市 城市电网数据中台服务系统总体建设方案

1、城市电网数据中台服务系统总体建设方案文件编号202X QK011/ BT-ZTA-QK011文件状态草稿J正式发布正在修改当前版本拟制日期审核日期目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 第一章项目概况3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第二章功能设计4 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第三章 空间数据管理6 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 空间数据检查6 HYPERLIN

2、K l bookmark10 o Current Document 空间数据库管理8 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 空间数据转换与输出13 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 空间数据查询统计20 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 历史数据管理25 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 数据共享与交换模块27 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 数据发

3、布管理模块27 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 交换文件管理28 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 空间数据转换29 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 空间数据分层管理30 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 数据更新与入库31 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 第四章 元数据及目录管理34 HYPERLINK l bookmark32 o Cur

4、rent Document 元数据生成功能36 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 元数据录入与修改功能36元数据编辑功能37 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 元数据项扩展37 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 元数据查询37 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 元数据查询38 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 元数据注册申请38 HYPERLINK

5、 l bookmark42 o Current Document 元数据访问授权39 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 元数据目录管理39元数据输出40 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 第五章专题图层数据管理41 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 数据审核发布41数据查询41数据编辑42 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 数据审核42数据统计42数据发布43第一章项目概况数据资源管理系统是空间数

6、据的入库、质量检查、编辑、目录生 成、专题图生成的重要工具。为整个共享平台提供数据流程化、一体 化管理。系统主要提供空间数据管理、空间数据元数据管理、空间数据目 录管理、空间数据资源目录管理、空间数据集管理、空间数据地址匹 配、专业模型分析、专题图制作等数据功能。第二章功能设计数据管理子系统功能结构示意图数据管理子系统功能结构主要由空间数据管理模块、地址编码模 块、元数据管理、元数据目录管理、专题数据管理、专业模型管理、 系统管理等模块组成。空间数据管理模块主要实现了政务基础地图数据入库与更新、政 务专题图层数据审核、更新、空间数据管理等功能。地址编码模块主要实现了地址匹配服务、地名地址空间数

7、据维护 等功能。元数据管理模块实现元数据的提取、生成、发布等方面的功能。元数据目录管理实现基于元数据的目录生成、目录更新、目录访 问权限等方面的功能。专业模型管理实现对专业模型的分类、模型参数、仿真结果的管 理。专题图管理实现基于属性数据的专题图分类。系统管理实现权限配置、用户管理、日志管理等方面的功能。第三章空间数据管理数据编辑模块是数据生产与更新模块的重要功能之一。数据编辑 模块主要包括根据数据检查的结果对存在问题数据进行修正、图形拼 接、拓扑构面等功能。数据编辑模块主要功能包括：对点、线、面、注记等基础地理空间数据要素的增加、删除 和修改功能；对地理基础要素的属性信息进行增加、删除和修改

8、的功能；要素拓扑关系构建既拓扑查错、拓扑构面；编辑中的智能捕捉功能；要素的合并、分割、旋转、移动等等功能；其他编辑功能。3.1.空间数据检查数据检查是基于空间数据元数据描述以及基础地理空间规则等 来检查空间要素和非空间要素所存在的错误和误差。它主要由元数据 内容、检查规则、数据检查模型、空间数据引擎共同工作来完成。数据检查的功能主要包括数据一致性、数据完整性和数据正确性 三个方面。数据一致性检查如:地形要素之间的逻辑一致性，如房屋与房屋、房屋与其他地形要 素等等的一致性，如房屋和房屋不能有交叉重合等等；数据完整性检查如：根据元数据规范，确定目前数据缺少哪些图层和要素；要素的属性是否完整，如基本

9、属性是否存在缺失的问题；图形要素是否完整，是否存在有属性信息而无图形信息的情 况等等。数据正确性检查如：编码的正确性，是否存在非法的编码；图层的正确性，是否存在非法的图层；检查转换后长度、面积和转换前长度面积的误差；检查应该封闭地物的封闭性，如房屋的封闭性等等。数据检查是解决目前基础地理空间数据存在问题的一个重要途 径，全国基础地理空间数据的编码、分层、拓扑、图属不一致、逻辑 错误以及人为错误等，都可以在软件的辅助下检查出来从而进行修改, 是提高空间数据库质量的重要手段。属性检查32空间数据库管理本系统的一个主要设计原则是多子库，多应用”，也就是说在 数据库中存放不同专题的数据。同时这个原则也

10、意味着随着用户和应 用程序对数据库应用的进一步深入和扩展后数据库可以提供相应的 数据。因而数据库必须具备灵活的扩充机制，可以增加已有专题数据 的内容或是增加新的专题数据子库。1.功能结构空间数据管理功能结构2.主要功能设计Abstract Data ResourceFem Create Datasource1.1类设计添加、删除逻辑子库添加、编辑、删除用户指定的逻辑子库。编辑逻辑子库添加、删除物理子库每个物理子库对应着一个数据源，数据源是数据图层的集合，采 用统一的坐标系。创建物理子库注册、删除数据图层通过注册数据集图层（数据集）可以扩展数据要素类。数蹄.S 1织1：25万地形五未注朋数褂衆：

11、数据臬类型数霜集目录sccPotntNew_DatasetLineitSL2000jg 民堆 Jg_21t_2000_filS_m_3临_2000脚一绿地一4scdLine scdReglon scdRegion scdRegion| 一全途L 眈F 蛻注册数据集数据图层属性维护通过数据图层（数据集）的维护，用户可以扩充数据集属性等。I新狞段I保丑I字段名称:T&1&名称别名长度缺省值必煩namename40FateIXX8FalseYY8Fake廉性吉绪构I矢1数据集旻示系貌字段宇段长度是否必埴缺省佰数据集属性修改33空间数据转换与输出1.地图操作和控制地图放大缩小地图漫游地图操作与控制一图

12、层控制地图鹰眼地图操作和控制地图操作提供常用的GIS地图操作功能，包括、显示全图、直接 放大、直接缩小、拉框放大、拉框缩小、前一视图、后一视图、地图 漫游、点选查询、框选查询、测量距离、测量面积、清除高亮显示、 图层控制等。2.空间数据转换在数据交换领域中，没有标准的交换的代价是高昂的，相同的数 据分析处理模块在很多应用中被重复地撰写，可能只是为了将某一数 据源的数据转换到各个不同的目标数据源中去。由于没有中间标准, 各个系统的实现人员也几乎没有可能将代码重用，昂贵的数据交换代 价使得数据源只能散乱孤立地存在。国家、省、市县多级的数据交换模式绝大部分是在已知结构的关 系模式（数据库）之间进行交

13、换，中间交换文件可以是多种格式，如 DBF, MDB, XLS, XML模式等。目前，最有效的组织方式是基于XML 的数据交换模式。用XML文件作为数据交换的桥梁，重要的是要定义XML文件的 格式。形成的XML数据文件应该包含两部分：数据头和数据体。数 据头记录了源地址，目标地址，版本号，发送时间，数据类型等；而 数据体包含二部分一一结构定义和数据定义，对于已知结构的源、目 的关系模式数据库，结构定义可以弱化，只要定义清楚数据就可以了。XML在WebGIS中的应用将使WebGIS系统间的互操作得到大大 加强,从而使WebGIS由封闭走向开放。OGC先后推出了三个基于XML 的网络互操作协议：W

14、MS,WFS, WCSo空间数据的交换比非空间数据交换要复杂，但基本原理是一样的。 空间数据的交换要解决的问题可以分为二种：相同GIS平台之间的数 据交换和异构GIS平台之间的数据交换。空间数据交换的完整性语言 描述要借助GIS平台的函数、方法语言才能保证空间要素的无破坏交 换。空间数据的交换格式有一些标准，早期的如VCT格式，SHAPFILE 格式，E00格式，目前，较常用的交换语言是GMLoGISMAPS能读取或输出GML格式的数据的。作为一种空间数据 交换技术的发展趋势，支持GML是已经是刻不容缓的事情，所以采 用GML作为空间数据的交换技术是可行的。本系统的数据转换是以共享服务为核心进

15、行的。数据转换是保证数据共享必不可少的条件。数据提取按数据交换请求，如数据的空间范围、数据的内空（图层、属性） 等，从指定的数据库中提取所需的数据，形成中间的GIS文件。数据 提取的功能由数据提取模块完成。数据的预处理对中间的GIS文件进行处理，包括属性字段的处理（增加和修改、 删除字段）等。必要时要进行坐标的转换，包括坐标系统的转换（转 换为西安80、54、WGS84或其它坐标系统）、投影交换（三度带、六 度带）等、数据位置精度处理（降低位置精度）。数据预处理由数据 预处理模块或者桌面GIS软件完成。数据格式转换根据数据交换请求，将经预处理后的数据转换为所需数据数据格 式，数据格式要支持国内

16、主流的GIS与CAD数据格式，如ArcGIS/ArcInfo. MapGIS、Mapinfo. AutoCAD、Microstation GISMAPS、CASS 等数据 格式或交换格式。格式转换由数据格式转换模块完成。多平台之间的数据转换数据转换功能主要是把SDB格式（GISMAPS文件格式）转换为中间格式，它的设计原则如下:不同坐标系之间的数据转换地理空间框架系统要提供共享数据服务，那就要考虑各类数据需 求，需要提供多种平面坐标系和高程参考系统的数据，系统需要提供 坐标系统的转换和高程系的转换。平面坐标系统转换主要是地方独立坐标参照系统（西安市独立坐 标系）及其与国家标准平面坐标系统（29

17、54年坐标系，1980年国家 大地坐标系）之间的转换。高程参照系统转换的内容是地方独立高程参照系统及其与国家 标准高程系统（1956年黄海高程系，1985年国家高程系）之间的转 换。坐标系和西安坐标系均采用高斯投影，二者之间的转换主要需要 完成参考椭球的替换，同时考虑换带问题。国家规定，1/20001/1 万采用3度带，1/2万以上采用6度带投影，因此，采用3度带投影 方式时。数据转换提供数据在不同坐标系统之间的转换功能，实现数据的 统一与共享，如图所示。西安80坐标系 W A 北京54坐标系 WGS84坐标系坐标转换(1)制图打印输出实现对地图的如下打印输出功能：将当前窗口/全幅地图输出到b

18、mp文件。将当前窗口、画定区域范围输出到布局窗口进行多要素布局打印。Jt zL.-隼匕“冷炉切4也：刀 啟念V)戈匕兰口伉 丸3*川护烈炊TUC) V(rt.n 年.2 号?.2 Unregistered SuperMap Ob)eds hlip/ww.upt:imup.wiii.ai. N| , 11 - ！_ ! 丿二鱼訐ijo(xi/4 i J 巾二j:TV LF*tC*trlto M ： EK7iWtW4地图打印(2)数据索引管理数据索引管理主要包括图幅索引、行政区划索引及影像索引。地理空间框架数据在实际应用中也多是以图幅为单位进行(如:以图幅来提取数据，以图幅来进行数据查询、分析及定

19、位)；所以系 统要建立图幅索引，方便用户使用；同样行政区划则也是一级用来进 行数据浏览定位的索引。此外系统还要将行政区划和图幅索引进行关 联，可以实现互查。为影像块建立索引，这样可以了解每块影像的元数据信息，以及 影像索引与图幅、行政区划等索引进行关联查询，如：可以根据用户 当前所在位置直接调出对应影像进行叠加显示。建立图幅索引建立行政区划索引建立行政区划和图幅索引的关联图幅索引1:10000（1:1万）卜口 K50G081089卜门K51G080073K51G080072卜口K50G081090K51G080071K51G080070厂jK50G081091Hj K51G080069卜口K5

20、1G080068卜口 K51G080067 r wK50G0810922K51G080066K51G080065V.2 K51G080064口K50G081093Hur K51G080034K51G080063K51G080035K51G080062 j n：K51G080061 -;：? K51G080036图幅索引查询34空间数据查询统计查询统计属性查询点击属性查询主要是让用户可以点击实体进行属性浏览。属性查询简单查询通过简单的SQL查询语句，查找满足条件的实体对象。模糊查询可通过输入要查找实体的相关信息进行查询，方便实现实体的定位;条件查询输入复杂的SQL查询语句对当前打开的图层进行查询

21、。SQL查询参与査询的数据集）：字段信息（X）字段类型MAPSHEET100K MAPSHEET50K MAPSHEET250K MAPSHEET500KMAPSHEET1OK 纾政一市特政工它字段名乡馆GB乡m_p pac 长整型乡m_p.p. .长整型乡m_p.s.单精度型保存查询结果（E）运算符号（Q）: 卜常用函数查询字段g）：查询条件0）分姐手段&）：目标数据源路径：目标数据源）：目标数据集）：升序降序）升序降序）杳询语句 00，“Ct 乡IS_P. NAME from 乡IS_P where 乡 一II_P. NAME like 傀%0在属性表中浏览查询结果在地国窗口中高壳显示查

22、询结果查询清除 | 关闭条件查询查询结果显示定位空间查询通过用户输入的点、线、面或者已经被选择的实体，并且自定义 一个缓冲值对图层进行空间查询，查询的方式多种多样，包括包含关 系、覆盖关系、交叉关系等等。空间查询数据统计（1）分类统计按照指定的字段对图层进行分类统计，在分类统计对话框中用户可以指定需要统计的图层、统计的字段、用来分类的字段以及字段值。-! x|（2）缓冲区分析统计按照指定的字段对图层进行范围统计。口 0公祠企业 回集团公司 a写宇楼（大厦） a农林牧渔勺3交通出行cJ0金融郎电张籬计图0 0 0 0 0 0 0统计范闔矩形选择范围O圓形选择范圈O多边形选择范圈O选中对辣范園O全

23、部范国| 雄J 3科教文艺 勺3旅游购物 ）3住宿瞬饮耒团公砖楼（大展林牧泌交站.訟交拔路-融赃级道路加油站魏计数笔数据统计显示报表输出3.5.历史数据管理本系统的数据是具有时态性的，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。历史数据管理采用了版本管理方法，主要就是为了方便用户可以 自如的浏览历史数据，同时还可以对数据库中存在的时间点做合并或 者是删除的维护。对比浏览让用户可以多版本叠加显示。历史回溯将图面显示的数据回溯到用户指定的一个时刻点。使用户可以查看任意时间段的数据。历史回溯历史查询查询

24、任意时刻的历史数据，可以将找到的数据直接浏览或进行导 出备份。历史查询36数据共享与交换模块数据共享交换主要是面向各级政府部门和企业等用户，实现地理 空间框架数据库的共享与交换功能的模块，其中数据共享主要是在政 府内网上共享地理信息数据，数据共享要能够支持多种技术手段，如 远程操作、基于WebService服务等等。37数据发布管理模块数据发布管理模块具有数据发布定制、数据发布授权、数据发布 更新等空间数据发布管理功能。可以为各个空间数据发布系统提供安 全的地图数据及其元数据。38交换文件管理该模块主要实现对空间框架过程数据（GIS数据、DWG数据、 Word资料、图片资料、测绘项目相关文件资

25、料）进行管理。实现对 这些资料按照一定类别进行入库、浏览、查询、下载管理功能。类设计文件目录浏览39空间数据转换系统提供了对常用图形数据格式的访问/转换的支持，不仅支持 EOO.MIF和DXF等流行的文本交换格式，而且支持转换TAB(Mapinfo).SHP( ArcView)、Coverage( Arcinfo)、DWG( AutoCAD)、DGN( MicroStation) 等二进制数据格式。此外，还支持各种影像数据格式，包括TIFF、 GEO-TIFF. BMP、JPEG、IMG (Erdas). MrSID. ECW 等(MrSID 和 ECW 是基于小波变换的影像压缩格式)。数据导

26、入3.10.空间数据分层管理该模块负责实现如下功能：1、标准目标图层（数据集/表）的创建；2、将转换过来的数据按照标准分层定义进行提取;3、支持图层、字段及要素的扩展，采用配置数据库进行扩展定义。- x严腑血加沁i模板数据集列表选中数据集的属性信息数据集名称I BoundaryLN | | BoundaryPT 口 BoundaryTTBridgeLHBridwPT交逋桥点L全选1 I歐BUILDINGLNBUILDINGPTBUILDINGRHBUILDINGTTI Cont our LN I | ContourPT I | ContourTT | | ControlLN Fl Contro

27、lPTControlTTDistrictCo DistrictCo.DistrictNa.DistrictPr. I | DistrictRe.DistrictVi.中文名称 境界与政区线 境界与政区点 境界与政区注记 交逋桥线居民地及设施线 居民地及设施点 居民地及设施面 居民地及设施注记 地貌线 地貌点 地貌注记 定位基础线 定位基础点 定位荃础注记 乡级行政区域面 县级行政区域面 国家行政区域 省级行政区域面 地级行政区域面 村级行政区域面 V字段名称GCodeFCodeFName H&meBlockName Ori&inL-xl LinColor Remark中国用要名原原原备称名型型

28、型型型型型型 本本本本本本整本 文文文文文文长文目标数据源銘兴越隆贸易有限公司O创建英文数据集及属性字段创建中文数据集及雇性字段开始保 11 关闭标准分层3.11.数据更新与入库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。及时、准确地完成已有数据和现有数据的更新入库对整个系 统应用和存在的价值是非常重要的。在数据更新时需要考虑以下几个要点：实体校验机制的建立在更新数据入数据库的时候，系统根据实体变化的校验机制，来 判断库内已有实体是否发生了更新的操作，从而决定是否将当前的实体写入数据库中以及将库内原来的实体写入

29、历史数据库中。实体增量存储机制的建立在数据写入数据库的时候建立实体的增量变化记录，使用户可以 对具体的实体进行历史的浏览。自动接边机制建立接边判断的功能，检查实体是否需要和数据库中已经存在的 其他实体接边，如果需要则执行接边操作。数据入库功能主要是实现将经过转换、检查和处理的数据转入到 空间数据库中。数据入库能够实现批量入库功能。数据入库还要支持元数据的入库。DLG基础地形数据入库元数据入库第四章元数据及目录管理元数据在地理空间信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表 示方法、空间参照系、管理方式以及数据集的其他特征，是实现地理 信息服务端的核心标准和技术之一。信息与统计能力项目的庞大之处 在

30、于它的数据体系。因此，需要一种合理的方法来避免数据的重复性 建设以及协调不同部门之间的资源共享。这就是元数据的功能。基础空间信息管理系统的建设内容，需要包含对元数据的管理, 能够实现通过元数据可以检索、访问数据库，可以有效利用计算机的 系统资源，从而满足电力各条业务线的用户对不同类型数据的需求, 以及实现系统数据交换、更新、检索和数据库集成等操作。地理空间信息中的元数据主要包括图名、数据源、比例尺、精度、 生产者、各种符号、航空摄影的航线号、坐标参考系等。元数据内容 按照元素的方式进行组织，具体分为部分、复合元素以及数据元素三 个层次。元数据管理系统具备元数据输入、编辑、查询、检索、合并、导

31、入以及为网上发布提供元数据等功能。元数据管理实现对存在于系统 中的资源目录的统一管理，提供与平台实际组织体系和业务模式相适 应的对资源的分级分类授权机制，提供用户控制的对资源访问的灵活 的授权策略，提供与实际应用处理模式相对应的对资源访问授权和访 问控制机制。元数据管理系统能够完成如下功能：对基础数据进行管理；元数据录入、浏览、编辑、查询；从基础数据提取基本元数据，自动获取地图数据的基本信息、坐标范围、属性字段信息等；卞Mie* 茁匕祝irvL3U4- RAJ JT _ 萇 FRiZC：t口夕充陽住上=二 WXfc-eZ 二 girr 音cjt心卜血 u十尸用ys “ s喑 * a?.!上 m

32、mim丰卯二呷嚳flt | 航rW掃-ni：!Xxercc. W出闵cetum图3.11-2系统元数据功能界面41 元数据生成功能元数据的生成功能指通过元数据管理模块，可以从已有的基础地 理信息数据库中的数据发掘形成相应的部分元数据描述项。如可以根 据数据库中的数据内容确定数据的范围、数据类型等等基本信息，当 数据的响应信息变化后，相应的元数据项也可以进行改变，以保证数 据与元数据的一致性。4.2.元数据录入与修改功能通过元数据模块可以录入地理空间数据的元数据描述，系统提供 基础地理空间数据的元数据录入界面。同时，也可以对已有的元数据 进行修改和维护。元数据编辑功能43元数据项扩展元数据项可以

33、动态扩展，针对不同的要素可以扩展不同的元数据 项，实现增量式的元数据管理。4.4.元数据查询元数据的查询主要实现根据元数据的内容查询元数据描述，同时, 还包括通过对元数据记录项的查询快速检索到相关的地理空间数据。实现数据与元数据的互查，根据元数据来进行数据定位，也可以 根据数据来查当前指定的数据对应的元数据。农图幅元数据查询快速查谊比例尺：11：500同数据类型:|DLG库富关键字：全部複糊 1查询查诲结果序号團幅号甸幅名称旧團幅号数据类型K51G05. k51G053055K51G053055DLG库190550. 1905509519055095DLG 库比例尺入库时间元数据1:1000

34、2008-L5?.元数京1:1000. 2008-1-2.元数据190050. 119005090119005090|DLG 库200822. |查询历史全部选择在地图中查看| 关闭元数据查询4.5.元数据注册申请通过元数据注册申请功能，用户可以登录系统在数据中心注册资 源。首先经过授权的用户要提出资源注册申请，同时要呈交自己要注 册的内容，主要是用元数据对内容进行表述。之后，用户所注册的资 源信息描述（元数据）就保存在目录系统中。46元数据访问授权目录系统使管理员能够将一套特定的信息资源授予适当用户，并 为他们指定在目录中不同对象集合和对象个体之上享有的特定的访 问权力。目录服务解决方案为政府的组织提供了保护。当某个用户在系统 中被列为“已离职”时，几秒钟之后该用户便不能再访问内部的资源。 通过立即删除以前的用户数据和设备的访问权限，还可以避免潜在的 开销并消除安全隐患。4.7.元数据目录管理通过元数据目录管理功能，系统管理员可以新增资源目录项，修 改已有目录内容，删除不合适的资源目录，比如说含有违法内容的资 源目录。元数据管理系统根据系统遵循和制定的有关基础地理信息标准, 采用面向对象的技术，提供空间数据的标识、内容、质量、状况及其 他有关特征的全面描述，并进一步提供数据集编目信息和信息交换的 网络服务。元数据管理系统的建设能够与数据发布系统有效结合