[科普中国]-城市基础地理信息系统

内容目标

城市基础地理信息系统是对城市环境信息的空间数据及其相关信息进行采集、存储、管理、查询、编辑、分析、显示和输出的基础性信息系统。基础地理信息的空间基础数据，如上所述，主要由测绘手段采集和提供。它包括城市各种大比例尺（1:500、1:1 000、1:2 000、1:5 000）地形图的全部信息、相应的测量控制点的信息，影像地图、航片、卫片上的信息等，形成描绘城市自然景观和地理环境的海量信息。面对如此大量的数据，建立管理信息系统，要求达到如下的目标：

(1)采集和获取基础信息自动化程度高、速度快，精度可靠。

(2)为城市专业地理信息系统提供全面、系统的现状空间基础数据。

(3)现状基础数据规范化、标准化程度高。

(4)查询、打印输出速度快。

(5)图形处理功能强，能方便地显示和输出各种图件。2

作用城市基础地理信息系统与各专题信息系统进行信息应用、交换和共享时，城市基础地理数据作为城市地理空间框架，提供了一个可供参照的地理空间标准和操作应用环境，成为城市空间数据共享和数据交换的公共服务平台。城市基础地理信息系统在数字城市中的作用主要表现在参照作用、交换作用和相关性作用三个方面。

参照作用城市基础地理数据具有公益性和基础性。城市基础地理信息系统提供与地理位置有关的各种综合性和专题性基础地理数据，而国民经济建设和社会发展的实践活动以及人们的日常生活，无不与基础地理数据相关，离不开基础地理数据的支持。基础地理数据库已成为电子政务四大基础数据库中的自然资源与地理空间基础信息库中的重要组成部分，在基于地理空间的框架中整合自然资源、人口、法人和宏观经济等信息中起到重要作用。在城市规划设计方面，城市基础地理信息系统提供的基础地形、地下管线等数据，结合市政规划红线资料，可为城市的详细规划提供决策数据支持。城市基础地理信息系统提供的基础地理数据，结合相关业务数据，可为城市的市政规划、基础设施规划、开发区和产业布局等总体规划提供决策依据。

在城市建设方面，城市基础地理信息系统提供的基础地理数据可供建设人员参考查询，提供选址分析，布局景观分析，为市政建设提供服务。

在城市运营管理方面，基于城市基础地理信息系统提供的基础地理数据，整合人口管理、文化教育、医疗卫生等方面关系人民生活水平的信息，可为学校、医院和文化设施的布局提供决策信息；结合城市道路和公共交通信息，可为公交、交管部门提供管理决策手段；结合交通、商贸、旅游、公众信息、以及其他经济信息，可为商业、贸易、旅游等职能部门提供综合查询统计和分析决策服务。

在城市应急和防灾减灾方面，基于城市基础地理信息系统提供的基础地理数据，结合公安、消防、防灾、救援、抢险各部门业务数据，可为相关部门提供事件的基本信息，以及防洪减灾，灾情预报、灾情分析等可视化信息，提高政府应对突发事件的处理能力。

在城市经济建设方面，可整合商业贸易、金融税务、产业结构、区域经济等方面信息。

因此，城市基础地理信息系统是数字城市的空间信息基础。它作为定位参考基准，可供各类用户添加其他与空间位置有关的专题信息。更由于它是一个统一的、独立的、开放的运行系统，能为各类城市应用系统提供所需的公共基础信息，因此是实现城市空间信息共享的公共平台。1

交换作用现有的数据资源、各行各业的业务数据，都具有共同的基础地理属性，无不与地理位置信息紧密相连。把现有的数据资源同城市基础地理信息系统融合在一起，可把现有的各行各业的业务数据通过城市基础地理信息系统的独特关联技术有机地联系起来，为建设“数字城市”，达到信息共享、资源共享提供坚实的基础，为实现城市的信息资源的共享、交换、整合、调度与集成应用提供技术支撑。以统一城市空间基础数据为背景建立的各类专业信息应用系统，在地理位置上不会存在“因人而异”，因此，城市基础地理信息系统是行业、专业之间应用系统进行数据交换的高效率、高精度公共交换平台，可成为城市基于地理空间框架的信息交换枢纽。

实践证明，任何城市信息系统的建立，都离不开城市基础地理信息系统为其提供支持和服务，它的建设速度和质量，直接影响到城市诸多与空间定位有关的信息系统的建设和发展。1

相关性作用由于平台既具有数字城市的地理空间参照体系，又包含了与城市地理空间相关的基础数据，因此，建立在这同一个基础数据源之上的各类专业应用系统，在进行相关的专业统计分析时，其结果将比较公正，可比性也较强，信息的应用价值也会由此得到提高。

综上所述，没有城市基础地理信息，数字城市就成了无本之木，无源之水，城市基础地理信息是数字城市建设的基础。1

构成城市基础地理信息系统由数据加工处理子系统、空间基础数据管理与应用子系统、数据分发服务子系统和元数据管理子系统等组成。数据加工处理子系统主要完成城市空间基础数据的加工和处理；空间基础数据管理与应用子系统主要实现对城市空间基础数据库的更新、管理、查询、空间分析以及数据交换、制图输出；数据分发服务子系统主要提供分发数据目录的查询、检索，实现分发服务的数据管理和过程管理；元数据管理子系统主要实现元数据输入、编辑、检查、查询、检索、合并、导入、导出，同时为元数据的网上发布提供数据准备。系统设计应保证各个子系统间的协同工作和数据的一致性。

计算机硬件与网络系统是城市基础地理信息系统的重要组成部分，因此，在建立城市基础地理信息系统时，硬件与网络系统应符合国家现行的规范和标准，具有开放性、可靠性与安全性，并建立软硬件网络管理维护制度，对硬件和网络系统进行日常维护。

城市基础地理信息系统的数据库软件平台应支持矢量数据结构和栅格数据结构，具备海量空间数据管理、备份和恢复等功能。地理信息系统软件平台应支持关系数据库中的空间数据和属性数据的统一操作，支持海量空间数据的显示、存取和分析等操作，支持对空间基础数据和基础地质数据的管理，具备数据编辑、拓扑查询和分析功能，支持常用的不同空问投影坐标系数据转换和数据分发服务，支持二次开发以及常用的数据格式转换等功能。1

管理运行由于城市基础地理信息系统是城市空间数据共享和数据交换的公共服务平台，因此，应采取相应的安全与保密、权限、数据备份以及系统维护等管理措施，确保系统每天24小时正常稳定运行，不应随硬件、软件的维护和升级而影响系统的使用和安全。

系统的安全与保密管理的目标是确保系统的信息安全，安全与保密管理的类型包括机房环境安全、网络安全、操作系统安全、数据库安全和应用开发安全等。系统的信息安全应确保完整性、可用性和不可否认性。完整性是防止信息被未经授权者篡改，可用性是保证信息及信息系统能为授权使用者提供信息服务，不可否认性是保证信息行为者不能否认自己的行为。

应制定有效的安全与保密管理、日常维护和备份制度以确保系统的数据安全。各种信息应该按分级、分类和分层的原则，为信息资源分路隔离和访问控制提供基础支持。此外，还应建立完善、独立的审计和监控系统，以对每个用户的每个操作，全面记录工作痕迹，及时发现问题。系统数据备份内容包括空间基础数据、元数据、系统软件、系统管理信息、网络管理信息等，数据备份应该采用双备份，条件许可时可以采用异地存储。

城市基础地理信息系统数据库维护更新应包括数据、软件、硬件的维护更新，维护应指定专人进行，并建立与其相适应的管理制度。

系统的维护包括软件、硬件的维护、升级和数据库监测等。软件的维护和升级必须保证系统和数据的安全，使其具有更强的兼容性、可用性和高效性。硬件的维护和升级必须保证数据安全以及系统的正常运行，并建立硬件设备的日常管理维护制度，确立专门的管理人员，对系统进行及时的维护，并保证系统的兼容性和开放性。数据库管理人员应定期监测数据库中所存的数据情况，确保数据库数据的安全。1