参考-空间信息平台基础数据库技术方案

国家“十五”计划科技攻关项目《基础空间信息平台建设项目总体技术方案书》2003年3月国防部国防科学技术工作委员会朱虓宏等设撰第1页66基基础础空空间间信信息息平平台台基基础础数数据据库库技技术术方方案案6.1基础空间信息平台的数据分析与信息量测算6.1.1数据类型与数据结构对于基础空间信息平台中的地理信息系统来说，空间信息的分类与编码的标准化问题，一直是3S技术的致关重要的课题之一，除了由于在构成描述城市3S技术范畴的空间信息平台形成机制的角度观点有所不同和争执无止等原因外，行业和部门间的行政壁垒也是重要的因素之一。目前，我国3S业界在表达地理信息和人文信息的空间数据描述和分类方式上，总是受到测绘领域多年以前分类编码体系的影响，也就是九大门类的分类和编码标准的影响。实际上，这九大门类对于基础地理测绘来讲，已经远远超出了测绘工程本身的要求，可见在多年以前，人们就已经意识到地理信息的分类与编码体系对信息共享和应用的重要性，并付出了可贵的尝试和探索，是对我国整个信息化建设体系的一大贡献。然而，随着3S技术日益广泛和深入的研究与应用，我们发现了现有的地理信息分类编码体系显现众多的弊端，总体来讲，就是分类结果的粗粒度明显而细粒度欠缺，编码体系过于松散，代码系统的可理解性和扩展性差，不但不适用于信息化建设和信息共享的互操作，增加了不必要的数据交换过程，而且间接地造成和增加了部门壁垒与行业割据的现状。为此，我们进行了基础空间信息平台的研究，提出以下以现有3S技术基础为核心的空间信息图层分类与编码方案，以图在更广阔的应用领域使其成为地理信息系统的建设标准和依据，构成良好和健康的国产3S技术平台的基础。6.1.1.1主要信息内容与分类基础空间信息平台是描述指定区域内人类主要的社会、经济、政治生活的信息基础和地理依托，但不包括涉及部门和行业应用面的行业性或专题性内容。因此，可以参照应用了多年的传统测绘数据的分类体系，按3S技术平台的构建要求进行必要的扩展，组成新型的基础分类体系。过去的测绘标准将地理信息分为九大门类，这明显地受到欧洲经典大地测量学分类观念的影响，从某种程度上讲，强调了自然地理要素，而忽视了人文地理要素，但3S技术恰恰是在先进技术和自然地理要素、人文地理要素的基础上，以解决和合理运用人文要素为主旨的信息化系统。所以，我们将以大比例尺(包含1:500、1:1000、1:2000、1:5000和1:10000等五种基本比例尺)的城域基础空间信息为主要内容进行重新构建。6.1.1.2主要信息内容基础空间信息平台的主要信息应当包括十四个基本内容，囊括了基本的自然地理要素与人文地理要素：1.地形与地貌：包括基础地形、地貌、地质构造等；2.大地控制点：包括各类测绘控制点；3.地名：包括国、省、市、县、乡、村级的各类地名；4.正射影像：包括航天、航空遥感影像和地面景观影像；5.地形模型：包括地形模型和高程模型；6.土壤与土地利用：包括土壤类型分布和土地利用总体规划、土地利用现状；7.水系：包括自然和人工的各类河流、暗河、湖泊、水库、池塘、干渠等；8.植被覆盖：包括自然植被、森林、农业耕作、草场、园林绿化、红树林等；9.交通：包括铁路、公路、航空、航海、内陆航运、旅游航运等；10.建筑物与构筑物：包括地上和地下的所有人工建筑物与构筑物；11.地籍与宗地：包括土地管理地籍和城市管理宗地；12.气象与物候：包括气候、气象、降雨、生物历候、农事历候、渔业历候、林业历候、畜牧业历候等；13.境界：包括国、省、市、县、乡、村的各级境界，各种行政境界，各种自然境界，各种学科性境界等；14.其它：涉及社会活动和经济活动的其它各类人文地理要素。基础空间信息平台的这十四类数据层构成城市基础信息平台的骨干内容，其层次划分按物理结构按下图定为：国家“十五”计划科技攻关项目《基础空间信息平台建设项目总体技术方案书》2003年3月国防部国防科学技术工作委员会朱虓宏等设撰第2页基础空间信息平台数据层排列6.1.1.3数据文件结构作为一种数据体系，其用予人工处理和计算机处理的文件结构是十分重要的，我们初步考虑的基础空间信息平台基础空间平台数据文件结构主要涉及以下几个方面：6.1.1.3.1坐标数据文件的结构坐标数据文件是基础空间信息平台数据文件中最基础的文件，从数据采集的角度出发，无论是用电子平板测绘仪、全站型电子速测仪(全站仪)或全球卫星测时测距定位系统(GPS)的电子手簿(数据终端)在野外直接记录或传输数据，都要生成一个由用户命名的坐标数据文件，来记录和描述指定区域的地理特征。因此，坐标数据文件的结构直接影响到坐标数据的系统化应用。坐标数据文件的结构格式定为：坐标点总数N坐标点1的名称,坐标点1的编码,坐标点1的y1(东经)坐标,坐标点1的x1(北纬)坐标,坐标点1的高程值坐标点2的名称,坐标点2的编码,坐标点2的y2(东经)坐标,坐标点2的x2(北纬)坐标,坐标点2的高程值……坐标点N-1的名称,坐标点N-1的编码,坐标点N-1的yN-1(东经)坐标,坐标点N-1的xN-1(北纬)坐标,坐标点N-1的高程值坐标点N的名称,坐标点N的编码,坐标点N的yN(东经)坐标,坐标点N的xN(北纬)坐标,坐标点N的高程值〓说明：①坐标数据文件内除了第一行的总坐标点数外，每个坐标点占一行；②坐标点的y坐标、x坐标、高程的量纲是“m(米)”或“度分秒”，双精度实数类型；③如果坐标数据文件用作简码坐标数据文件，则各点编码规定为：·若该点为离散点(地形碎部点)，则为空；·若该点为地物点，则为测点的简码；④如果坐标数据文件用作无码坐标数据文件，或用户使用自己的编码，则各点编码的编写方法不作要求，但点数据中间不能含有逗号(“，”)；⑤坐标数据文件结构中即使编码为空，其数据记录的逗号也不能省略；⑥坐标数据文件的数据记录以极少可能用到的符号“〓”作为数据记录结束标识，其16进制数为“3013”；⑦坐标数据文件的文件后缀(扩展名)为“.COD”。14社会经济层13建筑/构筑物12地籍/宗地11交通10地名09境界08植被覆盖07土壤/土地利用06气候/物候05地形模型04水系03大地控制点01地形/地貌02正射影像专业型基础型国家“十五”计划科技攻关项目《基础空间信息平台建设项目总体技术方案书》2003年3月国防部国防科学技术工作委员会朱虓宏等设撰第3页6.1.1.3.2编码数据引导文件的结构基础空间信息平台的编码数据引导文件是用户根据“草图”编辑生成的编码引导，文件的每一行描绘一个地物。编码数据引导文件实际上是对无码坐标数据文件缺少编码的补充，二者结合在一起，，即可完备地描述地图上的各种地物，起到与简码文件相同的作用。编码数据引导文件的结构格式定为：CODE,1,2,…,Ni-1,Ni〓其中：CODE——该地物的地物代码Ni——构成该地物的第i点的点号说明：①1,2,…,Ni-1,Ni的排列顺序必须与实际测绘顺序一致；②符号“〓”为文件结束标识；③坐标点的y坐标、x坐标、高程值的量纲为“m(米)”或“度分秒”，双精度实数类型；④编码数据引导文件的文件后缀(扩展名)为“.CDI”。6.1.1.3.3权属数据引导文件的结构基础空间信息平台的权属数据引导文件又称为权属数据文件，该文件的作用是以宗地为单位描述权属信息及宗地所含界址点的坐标点号，它与坐标数据文件一起生成权属信息数据文件。权属数据引导文件的文件后缀(扩展名)为“.ADI”。权属数据引导文件的结构格式见下表：权属数据引导文件结构宗地界址点数据页第1页共1页宗地编号……宗地名称……宗地面积(m2)……建筑占地(m2)……备注说明……界址点坐标序列编号点号坐标值边长(m)y(m)x(m)1…y1x1…2…y2x2…3…y3x3…………N-1…yN-1xN-1…N…yNxN…1…y1x1…说明：①宗地面积和建筑面积的量纲为“m2(平方米)”，双精度实数类型；②界址点的y坐标、x坐标的量纲为“m(米)”或“度分秒”，双精度实数类型；③界址线的量纲为“m(米)”，双精度实数类型。6.1.1.3.4权属信息数据文件的结构基础空间信息平台的权属信息数据文件又称为权属图接口数据文件，文件内容包括地籍或宗地的权属信息及其坐标数据，是描述权属图和界址点数据成果所必须的文件。权属信息数据文件的结构格式为：宗地1的编号宗地1的名称土地1的类别国家“十五”计划科技攻关项目《基础空间信息平台建设项目总体技术方案书》2003年3月国防部国防科学技术工作委员会朱虓宏等设撰第4页界址点11的编号界址点11的坐标y11(东方向),界址点11的坐标x11(北方向)界址点12的编号界址点12的坐标y12(东方向),界址点12的坐标x12(北方向)…界址点1n-1的编号界址点1n-1的坐标y1n-1(东方向),界址点1n-1的坐标x1n-1(北方向)界址点1n的编号界址点1n的坐标y1n(东方向),界址点1n的坐标x1n(北方向)E宗地2的编号宗地2的名称土地2的类别界址点21的编号界址点21的坐标y21(东方向),界址点21的坐标x21(北方向)界址点22的编号界址点22的坐标y22(东方向),界址点22的坐标x22(北方向)…界址点2n-1的编号界址点2n-1的坐标y2n-1(东方向),界址点2n-1的坐标x2n-1(北方向)界址点2n的编号界址点2n的坐标y2n(东方向),界址点2n的坐标x2n(北方向)E……宗地N-1的编号宗地N-1的名称土地N-1的类别界址点N-11的编号界址点N-11的坐标yN-11(东方向),界址点N-11的坐标xN-11(北方向)界址点N-12的编号界址点N-12的坐标yN-12(东方向),界址点N-12的坐标xN-12(北方向)…界址点N-1n-1的编号界址点N-1n-1的坐标yN-1n-1(东方向),界址点N-1n-1的坐标xN-1n-1(北方向)界址点N-1n的编号界址点N-1n的坐标yN-1n(东方向),界址点N-1n的坐标xN-1n(北方向)E宗地N的编号宗地N的名称土地N的类别界址点N1的编号界址点N1的坐标yN1(东方向),界址点N1的坐标xN1(北方向)界址点N2的编号界址点N2的坐标yN2(东方向),界址点N2的坐标xN2(北方向)…界址点Nn-1的编号界址点Nn-1的坐标yNn-1(东方向),界址点Nn-1的坐标xNn-1(北方向)界址点Nn的编号界址点Nn的坐标yNn(东方向),界址点Nn的坐标xNn(北方向)E国家“十五”计划科技攻关项目《基础空间信息平台建设项目总体技术方案书》2003年3月国防部国防科学技术工作委员会朱虓宏等设撰第5页〓说明：①宗地编号方法同权属数据引导文件；②字母“E”为每一块宗地的结束标识；③符号“〓”为文件结束标识；④界址点x坐标、y坐标的量纲为“m(米)”或“度分秒”，双精度实数类型。⑤权属信息数据文件的文件后缀(扩展名)为“.AID”。6.1.1.3.5地形模型数据文件的结构在进行三角网连接时，生成相应的地形模型(DTM)数据文件，产生与坐标数据文件同名且文件后缀(扩展名)不同的三角网顶点编号数据文件，该文件存放DTM三角网各三角形顶点的点号和点数据，每2行对应于一个三角形，各三角形之间空一行，整个文件没有文件结束标识，便于下次生成和绘制等高线或等深线数据时，结合坐标数据文件和地形模型数据文件同时进行。地形模型数据文件的结构格式定为：三角网顶点总点数N顶点1的点号顶点1的y1坐标(东方向),顶点1的x1坐标(北方向),顶点1的高程值顶点2的点号顶点2的y2坐标(东方向),顶点2的x2坐标(北方向),顶点2的高程值……顶点N-1的点号顶点N-1的yN-1坐标(东方向),顶点N-1的xN-1坐标(北方向),顶点N-1的高程值顶点N的点号顶点N的yN坐标(东方向),顶点N的xN坐标(北方向),顶点N的高程值说明：①只记录三角网的顶点坐标值和高程或深度值；②顶点y坐标、x坐标、高程(深度)值的量纲为“m(米)”或“度分秒”，双精度实数类型；③地形模型数据文件没有结束标识。④地形模型数据文件的