杜云芳

（江西省赣州市城乡规划设计研究院，江西 赣州 341000）

1 数字城市基本概念

“数字城市”建设,是指将有关城市的信息,包括城市的自然资源、社会资源、基础设施、人文、经济等各个方面,以数字的形式进行获取、存储、管理和再现,通过对城市信息系统的综合分析和有效利用,为提高城市管理效率、节约资源、保护环境和城市可持续发展提供决策支持。数字城市系统的开发、应用和服务是以数据的采集与更新、数据的共享与交流、数据的分发与挖掘、数据的商业化和社会化为基础。对于一个数字城市的数据库,其包含着多数据源、多时态、多尺度、多时相、多形式表达的数据,如何对这些数据合理管理,对系统的开发以及开发后的作用大小都有重大的影响。因此,必须对数据库的管理系统进行周密的设计,使其能更好地为数字城市服务。

随着城市信息化建设的深入,城市现代化管理和社会公众生活对城市基础地理空间信息和各类专题地理信息提出了迫切的需求。建立基础地理空间信息数据库被誉为城市信息化的基础设施建设。“数字城市”的实质就是建立以地理空间信息为核心的城市信息服务与共享体系,共建共享,避免重复建设,通过整合信息资源形成统一的、标准的公共基础数据库,并通过一体化的数据管理、数据发布平台实现数据共享和信息服务。

2 城市基础地理信息系统

地理信息是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。地理信息系统（GIS）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、处理、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

基础地理信息系统是综合运用计算机网络、地理信息系统、航空和航天遥感系统、全球定位系统和数据库管理系统等技术，按照规范化的信息分类标准和统一的地理空间关系，建立一个以多数据源、数字化的城市空间基础地理数据为主要内容的基础信息管理系统，以完善的空间基础地理信息生产体系、数据管理体系和数据服务体系，对各项城市空间基础地理数据进行科学存储与管理，实现快速采集、更新、查询、检索、统计、空间分析和信息发布，将大规模的、动态的空间基础信息转化为数字化的、可操作的、可共享的信息资源。

3 城市空间基础地理信息系统数据库建设的核心

城市空间基础地理信息系统的建立是一个牵涉面广、技术复杂的体系，其核心问题，也是关键问题包括数据的存储、数据的管理、数据的更新维护及数据库接口等几个方面。

3.1 数据的存储

城市空间基础地理信息数据库是建立在多数据源、多尺度、多时相、多分辨率的基础上的，其数据量可用“海量”一词来形容，面对如此庞大的数据必须建立科学的数据存储机制完成数据的管理与存储。

目前，对于海量数据主要有两种管理模式:一是基于文件系统的管理方式，二是基于数据库系统的管理方式。对于城市影像数据库而言，可以采取两种管理模式并行的方法进行，即对于数据量非常大且使用频率不高的数据，采用文件的存储方式近线存储；而对于使用频率较高的数据实现在线数据存储，即把数据存储在数据库中。

航摄影像数据量非常大，相对来说其使用频率较低，采用文件方式进行存储与管理，并以近线存储方式保存在磁带库中。通过建立航摄影像快视图来实现对航摄影像的快速浏览、查询。如果需要提取原始的航摄影像，可以通过快视图索引迅速找到所需要航片的存储位置，并以其它方式完成数据的提取。对于历史数据，也采用文件方式进行存储，并建立以时间为序的数据存储机制，实现历史数据的管理。

基本要素数据、数字高程模型数据、控制成果数据及元数据的数据量相对来说较小，以在线方式直接把数据存储在后台数据库中。对于基本要素数据、数字高程模型数据要进行合理的组织并建立高效的空间索引；而对控制成果数据及元数据，可以利用关系数据库中的成熟的索引技术，快速的完成数据的查询与提取。

3.2 数据的管理

城市空间基础地理信息数据库是一个庞大的空间数据集，从数据管理的角度讲，要建立一个高效、便捷的影像数据库管理系统，能方便、高效地找到所需的数据，并在最短的时间限度内提供给用户；从数据应用的角度讲，要将分幅分层生产的数据进行整理，使之符合统一的规范和标准，并对数据进行有效组织、管理，便于空间数据的查询、分发及其它应用。

用户可以根据基本要素数据库中的地名、路名等基本信息进行查询、定位，迅速找到用户所需的矢量数据；把影像与基本要素叠加，以矢量数据作为查询基准，根据地名、路名信息实现影像的查询、定位，快速实现影像的提取与分发服务；另外，用户还可以根据元数据所提供的信息提取影像与矢量数据。

3.3 数据的动态更新维护

城市空间基础地理信息数据库的建设中，如何实现数据的更新及以什么形式进行数据更新，是数据库管理者要考虑的问题。在一般的城市基础地理信息数据库中，采用的是对数据存储单元内的数据进行整体替换的方法来实现对数据的更新，即用新的数据来替换旧的数据。影像数据库的更新一般不会直接对数据库中对某一数据单元内的局部数据进行增、删、改操作，而是在外部事先把要更新的数据制作完毕后再导入数据库中，即对数据库的数据更新操作，只是一个数据替换的过程。

在进行数据更新时，原有的数据即成为历史数据。历史数据通过离线的方式存储在磁带库中，当需要对数据进行历史对照分析时，可以把不同时间段的历史数据从磁带库中调出。

3.4 数据库接口

城市空间基础地理信息数据库中，数据库中的数据存储的只是基本的空间数据，并不能完全满足城市对空间基础地理数据的需求，因此，城市空间基础地理信息数据库应具有良好的可扩充性，即在统一的空间参考信息下，实现与各专题空间数据库的有机衔接。利用统一的空间参考信息，实现与地理编码数据库、土地覆盖数据库、地名数据库等数据库的叠加显示、分析；利用基本要素数据中的属性信息，如根据地名、路名等基本信息，实现与各种社会经济的互连互通。

4 城市基础地理信息系统数据库的应用

目前，很多大型城市都建立了以城市基础地理信息框架数据库为基础背景数据，采用先进的组件式开发技术及数据库技术，以地理信息系统技术为主要技术手段，正射影像、矢量数据为辅，对地区的房产图形信息、房产自然信息、房产权属信息进行提取、加工，形成房产地理信息系统的试验版，完成了房产管理区域内的房产全景图。

21世纪我国的城市将会有更大的发展，城市的发展将给城市空间基础地理信息的技术应用带来新的机遇和挑战。随着城市信息化进程的加快，人们对城市空间基础地理信息的需求和要求也会日益增长，基础地理信息系统也将越来越深入和便捷。

[1]陈述彭，地理信息系统导论[J]，北京：科学出版社，2000

[2]奚长元，城市空间地理数据基础设施的建设与应用[J]，行业论坛，2004