哈尔滨市城乡规划设计研究院 黑龙江哈尔滨 150001
摘要：数字城市是城市发展和社会信息化的必然趋势，它是利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。本文主要针对数字城市地理信息平台的设计和实现进行了分析探讨，在介绍了当前我国数字城市地理信息系统应用现状的基础上，并重点对数字城市地理信息平台进行了设计与实现，给出了系统的架构设计方案，同时从地理信息数据的存储和链接两个角度详细探讨了数字城市地理信息平台的实现关键技术，对于进一步提升我国数字城市地理信息平台的研究应用具有一定借鉴意义。
关键词：数字城市；地理信息；数据存储技术
前言
信息化科技的发展促使地理信息平台的建设工作不断地加快。地理信息平台的构建是地理空间框架建设的重要体现，与现代的网络化技术相结合能够更加方便人们的出行。地理信息平台的建设能够使得巨大的地理信息变得可视化。但是地理信息平台的构建不论是流程还是技术都需要一定的方法。通过实践和研究，找到合适地理信息平台数据处理的方法，加快地理信息平台的建设。
一、数字化城市地理信息系统应用现状
目前很多城市成立了基础地理信息中心，但没有很好地发挥作用，主要存在以下几个方面的问题。
（1）各个城市的基础地理信息建设发展不平衡
不同的城市和地区对于城市基础地理信息系统的建设的必要性和需求不一，发达城市和地区已经深刻地认识到了地理信息的重要性，因此加大力度和投资，然而一些不发达城市和地区，由于自身经济实力和地理因素等原因，还没有体会到城市基础地理信息管理的重要性，而且没有合适的部门来投资进行市基础地理信息系统的建设。因此在城市基础地理信息系统的建设上存在很的差异。
（2）城市基础地理信息的数据质量不是很高
数据的好坏，直接影响着系统应用分析结果的可靠性和系统应用目标的真正实现，而缺少数据质量保证的GIS（Geographic Information System，地理信息系统）系统的分析结果，将无法得到用户的信任。目前由于大部分城市在建设基础地理信息系统时是将原来的纸质地图进行数字化、扫描矢量化等，原来的地图和现在的地图在进行益加或匹配的时候，会有精度不一致的情况，在某种程度上会对城市基础地理信息系统的建设产生影响。
（3）城市基础地理信息系统建设比较盲目
在沿海和南方一些经济较发达的城市进行GSI建设后，有一些城市比较盲目地从事城市基础地理信息系统的建设，结果造成了极大的浪费和损失，有些城市虽然建立了自己城市的基础地理信息系统，但是从来没有应用起来，因此城市基础地理信息系统的建设还要充分考虑各个部门和层次的用途需要，综合考虑，结合城市建设统一规划，才能更好地发挥出其作用。
二、数字化城市地理信息平台的设计
2.1 系统架构设计
城市基础地理信息平台用于存储各个部门公用的数据，并通过城域网与各个职能部门的数据节点进行连接，形成一种分布式的空间数据共享应用环境。由于基础地理信息平台中的数据是各部门都需要的数据，因此又称其所在的服务器为数据中心节点，相应的其它专业部门的数据节点称为分节点。
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基础地理信息平台的数据库是由中心节点和分节点组成的分布式网络数据库结构，数据库之间通过城域网相互连接。平台数据的核心是中心节点数据库，它存储着数字正射影像数据、数字高程模型数据、基本要素矢量数据、地名数据和相应的属性数据等基础地理信息数据，并通过元数据库和元数据平台来进行集成。而分节点则存储着相应部门的专业数据库，并通过中心节点提供的应用系统接口建立自身的上层部门应用系统来完成对中心节点的数据访问。
2.2 平台实现的关键技术探讨
（1）城市地理信息数据存储技术探讨
在常见的地理信息系统中，都是将地理特征表达为带有分类属性的几何对象，然后以层（Layer）为概念组织、存储、修改和显示它们，分层几乎成了GIS（地理信息系统）的一个必不可少的基本特征。GIS分层思想给我们在地理对象的管理上带来了极大的方便，在实际应用中已广为开发者和使用者接受。因此，在本论文中，将采用基于图层的表达方式对城市地理信息数据进行存储。基于图层的数据组织方式如下：
① 对于地理位置上分布的空间数据，可以按空间范围划分图层，例如全国铁路交通图，就可由各个省市的铁路交通图组成。
② 对于空间范围相同的空间数据，可能由于应用的需要而人为地划分到不同图层里，即按专题划分图层，例如北京市交通图，按交通的种类可以划分为一级公路图、二级公路图、三级公路图、……。
③ 同样是对于空间范围相同的空间数据，可以按照空间数据的类型进行划分。由点状地物可以组成点图层，由线状地物组成线图层，由面状地物组成面图层，这种分层方式在地理信息系统的空间数据组织方法中是较为常见的一种。这也是在本文中用到的空间数据组织方式，它对于空间数据动态调用策略的实施非常适合。这里采用的技术手段也是将空间数据分层处理，每个图层数据存储在四个文件中，一般情况下都是按照点、线、面来组织空间数据以形成点图层、线图层和面图层。这种数据的组织方式也被称为简单型空间数据模型，每个图层只存储一种空间类型数据；但它不能构建拓扑，在某些领域中不能使用。
（2）城市地理信息数据链接技术探讨
对于数字城市地理信息管理平台，海量的地理信息数据需要存储，一旦当需要调用某个地理信息数据时，也需要能够快速响应，因此对于海量的地理信息数据的链接设计就显得很重要。在本论文中，采用索引图文的方式来解决海量数据的快速调用响应这一问题。
索引图层就是将应用系统中涉及到的地理范围划分成若干个区域，并由这些区域对象构成的一个图层。每个区域对象对应若干个在该区域范围内可见的图层文件，当该空间区域对象部分或全部包含于当前视野范围内时，这些图层中的空间数据即被调用。索引图层的制作对于动态调用空间数据机制能否更少的调用多余空间数据起到举足轻重的作用。根据具体项目的空间数据的特点，索引图层中的区域单元划分得越细，就越能减少对视野范围外的空间数据的调用。有了索引图层，每当地图服务器从客户端得到新的视野范围后，并不用再对每个图层文件中的空间数据依次判断，而是首先判断当前视野范围内包含索引图层中的哪些区域对象，然后调用这些区域对象对应的图层文件，从而实现对相关地理信息数据的快速调用读取。
结语
本论文对于数字城市地理信息平台的设计构建，是对数字城市地理信息管理系统研究的一次有益的尝试与探索，因而是值得推广的，当然，更多的技术问题还有赖于广大技术工作人员的共同努力才能够实现我国数字城市地理信息管理系统应用水平的长足发展。
参考文献
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论文作者:庞连锋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/9
标签：地理信息论文; 数据论文; 城市论文; 图层论文; 基础论文; 空间论文; 数字论文; 《建筑学研究前沿》2018年第30期论文;