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1∶5万水利基础电子地图数据库的技术要点是资料收集、数据预处理和数据建设; 建成后,将大大提高水利行业地理空间数据的应用水平。
目前,水利部已完成了覆盖全国陆地部分的1∶25万水利基础电子地图数据库,要素包括河流、湖泊、水库、水闸、堤防、蓄滞洪区、报汛站、水系边界等多个专题图层。随着地理空间数据在水利行业中的应用逐步深入,1∶25万比例尺电子地图数据在实际应用中逐渐不能满足需求,迫切需要建设更大比例尺的水利基础空间数据库。与1∶25万数据库相比,1∶5万数据库的内容更加丰富、精确、直观、详尽。在其基础上建设1∶5万水利基础电子地图数据库,将大大地提高水利行业地理空间数据的应用水平。
水利基础电子地图为防汛抗旱、水资源、水环境、水土保持、水利工程管理等水利领域提供基础地理空间数据。水利基础电子地图数据库建设作为水利公用信息平台建设的一个重要内容已经纳入《2001～2010年全国水利信息化规划纲要》中。
对数据分类
1∶5万水利基础电子地图数据库建设分三步,具体技术流程如表所示。
1.资料收集
资料收集的内容,包括1∶5万基础电子地形图数据、遥感影像、水利工程图件、防洪工程图件、数字化测图资料和其他文字资料的收集。由于1∶5万基础电子地形图数据本身的限制,以及其作为通用性用途而非专门为水利应用设计,所以必须收集水利专题相关资料,并进行加工和补充,才能真正建成完善的水利基础电子地图数据库。
2.数据预处理
数据预处理包括地图数据和遥感影像数据预处理,重点是对各类数据进行分类整理,搞清数据的测绘与外业调绘时间、坐标系统、地图投影、数据精度、数据分类体系和属性编码。针对不同的数据分类体系,进行必要的转换处理。对于收集到的水利相关专题信息,需按照要素类别进行归类,以便能够从收集的资料中解析工作区域的各类水利工程的空间位置、类别属性等信息。要素分类和编码需要遵循相关标准。
遥感影像主要是进行数据导入、格式转换、几何校正、波段组合、色相调整、数据融合、图像镶嵌和图像剪裁等预处理工作。遥感影像是水利基础电子地图数据库建设中基础地理信息和水利专题空间数据修编和更新的重要信息源。
3.水利空间数据图层加工与建设
水利空间数据图层加工与建设包括以下内容:
确定数据建设内容列表通过对区域资料的收集和处理,针对各个水利专题图层,确定需要建到水利基础电子地图数据库中的工程列表,明确工程空间位置和工程属性的收集范围。
公共数据图层建设主要是在基础地形数据库的基础上对数据重新分级分类,部分要素根据遥感影像进行修测,完成图形要素拓扑关系重建、分幅数据接边拼接和数据剪裁工作。
水利专题图层建设依据水利专题数据要素分类,根据基础地形图、专题地图和遥感影像进行工程对象的位置形状标注和属性添加; 同时,还需要进行图形要素空间拓扑关系重建、分幅数据接边拼接,数据剪裁等操作。
4. 数据库建立和数据导入
设计水利基础空间数据库,包括数据分层、属性字段结构,然后将数据导入到数据库中,以数据库方式对水利基础电子地图数据进行管理。
建数据库目的是服务
通过设计和开发数据库管理与服务平台,实现水利基础电子地图数据库管理与维护以及数据服务功能,具体功能描述如下:
1.数据库管理与维护
数据库综合管理主要实现数据的导入导出、管理、查询、浏览和更新维护,同时通过用户、权限等数据库安全机制确保数据安全。数据库管理维护系统采用SuperMap Deskpro和SuperMap Objects组件构建开发,主要对数据本身进行维护管理、更新、增加、删除等操作,同时用于维护数据的安全、权限认证、数据组织、数据分类等。具体管理功能如下:
数据目录管理 数据源和地图采用分级管理的模式,便于用户找到其关心的数据源或地图,并且不会发生误操作。
数据管理 对数据源、数据集、数据集属性和数据集要素进行管理,实现数据集重建空间范围、重建空间索引、复制和追加等功能。
元数据管理 为数据源、数据集、地图、图层提供元数据,提供元数据子元素的添加、替换、和删除等功能。
数据输入输出 通过系统输入输出工具,完成常用数据交换格式之间的输入输出,从而充分利用已有数据成果,为水利数据共享、交换提供友好的服务接口。
数据检查 实现数据的打折、自相交、悬挂点、小锐角、对象相交、公共边重复、对象包含、对象重合检查等数据质量检查功能。
数据维护 数据维护主要实现数据备份和恢复,数据一致性检查、日志管理等功能。
数据更新 提供数据入库、历史版本管理、元数据更新、数据目录更新、数据检查、数据编辑等功能。
2.数据服务
在数据库建设的基础上,通过设计和开发各类服务,进行多种数据服务,主要包括以下几个方面。
目录服务 通过目录服务获取系统提供的空间数据分类信息和数据描述信息,并提供按一定条件的图层元数据查询。目录服务有两个层面的功能,一个是返回数据分类目录,另一个是返回相应的元数据的属性信息。
网络地图服务(WMS) 网络地图服务为外部应用系统提供访问水利电子地图数据的接口,该服务接口包括开放地理信息系统(OpenGIS)执行规范中的获取矢量地图、获取矢量地图、获取点属性信息、模糊查询、缓冲区查询等 。
影像数据服务 遥感影像服务为外部系统提供指定坐标范围、指定分辨率、指定数据源的遥感影像数据,用户获得影像数据后可以将遥感影像图片和水利电子地图数据叠加显示。
建设完善的1∶5万水利基础电子地图数据库,将可以大大提高水利基础电子地图数据中的信息量,并为防汛抗旱、水土保持、水利工程管理等水利领域服务提供重要的数据支撑。同时,下一步工作中需要进一步完善数据库中的水利专题内容,提高数据库详细程度,并建立数据库持久的维护更新机制。
目前,水利部已完成了覆盖全国陆地部分的1∶25万水利基础电子地图数据库,要素包括河流、湖泊、水库、水闸、堤防、蓄滞洪区、报汛站、水系边界等多个专题图层。随着地理空间数据在水利行业中的应用逐步深入,1∶25万比例尺电子地图数据在实际应用中逐渐不能满足需求,迫切需要建设更大比例尺的水利基础空间数据库。与1∶25万数据库相比,1∶5万数据库的内容更加丰富、精确、直观、详尽。在其基础上建设1∶5万水利基础电子地图数据库,将大大地提高水利行业地理空间数据的应用水平。
水利基础电子地图为防汛抗旱、水资源、水环境、水土保持、水利工程管理等水利领域提供基础地理空间数据。水利基础电子地图数据库建设作为水利公用信息平台建设的一个重要内容已经纳入《2001～2010年全国水利信息化规划纲要》中。
对数据分类
1∶5万水利基础电子地图数据库建设分三步,具体技术流程如表所示。
1.资料收集
资料收集的内容,包括1∶5万基础电子地形图数据、遥感影像、水利工程图件、防洪工程图件、数字化测图资料和其他文字资料的收集。由于1∶5万基础电子地形图数据本身的限制,以及其作为通用性用途而非专门为水利应用设计,所以必须收集水利专题相关资料,并进行加工和补充,才能真正建成完善的水利基础电子地图数据库。
2.数据预处理
数据预处理包括地图数据和遥感影像数据预处理,重点是对各类数据进行分类整理,搞清数据的测绘与外业调绘时间、坐标系统、地图投影、数据精度、数据分类体系和属性编码。针对不同的数据分类体系,进行必要的转换处理。对于收集到的水利相关专题信息,需按照要素类别进行归类,以便能够从收集的资料中解析工作区域的各类水利工程的空间位置、类别属性等信息。要素分类和编码需要遵循相关标准。
遥感影像主要是进行数据导入、格式转换、几何校正、波段组合、色相调整、数据融合、图像镶嵌和图像剪裁等预处理工作。遥感影像是水利基础电子地图数据库建设中基础地理信息和水利专题空间数据修编和更新的重要信息源。
3.水利空间数据图层加工与建设
水利空间数据图层加工与建设包括以下内容:
确定数据建设内容列表通过对区域资料的收集和处理,针对各个水利专题图层,确定需要建到水利基础电子地图数据库中的工程列表,明确工程空间位置和工程属性的收集范围。
公共数据图层建设主要是在基础地形数据库的基础上对数据重新分级分类,部分要素根据遥感影像进行修测,完成图形要素拓扑关系重建、分幅数据接边拼接和数据剪裁工作。
水利专题图层建设依据水利专题数据要素分类,根据基础地形图、专题地图和遥感影像进行工程对象的位置形状标注和属性添加; 同时,还需要进行图形要素空间拓扑关系重建、分幅数据接边拼接,数据剪裁等操作。
4. 数据库建立和数据导入
设计水利基础空间数据库,包括数据分层、属性字段结构,然后将数据导入到数据库中,以数据库方式对水利基础电子地图数据进行管理。
建数据库目的是服务
通过设计和开发数据库管理与服务平台,实现水利基础电子地图数据库管理与维护以及数据服务功能,具体功能描述如下:
1.数据库管理与维护
数据库综合管理主要实现数据的导入导出、管理、查询、浏览和更新维护,同时通过用户、权限等数据库安全机制确保数据安全。数据库管理维护系统采用SuperMap Deskpro和SuperMap Objects组件构建开发,主要对数据本身进行维护管理、更新、增加、删除等操作,同时用于维护数据的安全、权限认证、数据组织、数据分类等。具体管理功能如下:
数据目录管理 数据源和地图采用分级管理的模式,便于用户找到其关心的数据源或地图,并且不会发生误操作。
数据管理 对数据源、数据集、数据集属性和数据集要素进行管理,实现数据集重建空间范围、重建空间索引、复制和追加等功能。
元数据管理 为数据源、数据集、地图、图层提供元数据,提供元数据子元素的添加、替换、和删除等功能。
数据输入输出 通过系统输入输出工具,完成常用数据交换格式之间的输入输出,从而充分利用已有数据成果,为水利数据共享、交换提供友好的服务接口。
数据检查 实现数据的打折、自相交、悬挂点、小锐角、对象相交、公共边重复、对象包含、对象重合检查等数据质量检查功能。
数据维护 数据维护主要实现数据备份和恢复,数据一致性检查、日志管理等功能。
数据更新 提供数据入库、历史版本管理、元数据更新、数据目录更新、数据检查、数据编辑等功能。
2.数据服务
在数据库建设的基础上,通过设计和开发各类服务,进行多种数据服务,主要包括以下几个方面。
目录服务 通过目录服务获取系统提供的空间数据分类信息和数据描述信息,并提供按一定条件的图层元数据查询。目录服务有两个层面的功能,一个是返回数据分类目录,另一个是返回相应的元数据的属性信息。
网络地图服务(WMS) 网络地图服务为外部应用系统提供访问水利电子地图数据的接口,该服务接口包括开放地理信息系统(OpenGIS)执行规范中的获取矢量地图、获取矢量地图、获取点属性信息、模糊查询、缓冲区查询等 。
影像数据服务 遥感影像服务为外部系统提供指定坐标范围、指定分辨率、指定数据源的遥感影像数据,用户获得影像数据后可以将遥感影像图片和水利电子地图数据叠加显示。
建设完善的1∶5万水利基础电子地图数据库,将可以大大提高水利基础电子地图数据中的信息量,并为防汛抗旱、水土保持、水利工程管理等水利领域服务提供重要的数据支撑。同时,下一步工作中需要进一步完善数据库中的水利专题内容,提高数据库详细程度,并建立数据库持久的维护更新机制。