地理空间信息数据在PGIS中的应用

张翠峰，匡志威，陈丽琼

(长沙市勘测设计研究院，湖南长沙 410000)

1 前言

近年来，地理空间信息数据在交通、环保、国土等许多行业中得到广泛应用。将地理空间信息数据引入公安系统，搭建高速、高质的PGIS平台，把各类公安信息置于空间分布中进行管理和分析，符合公安业务大空间的特点，满足业务多样化的需求。

警用地理信息系统即PGIS，是利用空间地理信息技术，以电子地图为基础，以公安宽带网络为依托，以信息共享和综合利用为目标，将各类警务信息空间化和集成化，实现公安基础信息基于空间电子地图的可视化信息查询和决策分析。

PGIS平台确定了电子地图的投影、坐标系、数据格式和图层分层等参数的标准;建立了统一的警务地理信息分类与编码、数据采集工作规范、元数据标准、地理信息应用规范等一系列的相关标准;统一了GIS软件平台、数据库的选型、数据的存储等标准。各警种各部门可在统一的、公共的警务地理信息平台上开展地理信息开发和应用，避免重复建设，提高信息共享和综合利用水平。

2 地理空间信息数据的组织

PGIS平台对于空间定位、GPS跟踪目标等精度要求较高。公安部制定了PGIS的建库标准，其中包括了5类数据:基础地理信息数据、警用公共地理信息数据、警用业务专用地理信息数据、标准地址空间数据、业务关联数据。在这些数据中基础地理信息数据和部分警用公共地理信息数据需要从测绘部门获取。城市PGIS平台的基础地理数据一般是采用城市勘测院提供的1∶2 000到1∶500比例尺的矢量数据，多比例尺数据显示做到无缝漫游。影像数据方面，主要使用高分辨率卫星遥感影像、0.5 m和0.25 m分辨率航拍影像。

本文以长沙市PGIS平台建设为依托，研究地理空间信息数据在PGIS中的应用。主要包括根据相关标准进行矢量与影像数据预处理、公众信息采集所需资料输出、已采集的公众信息上图并输出、警用图形配置。长沙市PGIS平台以地理信息为载体，实现公安资源的整合与查询应用。因此在地理空间数据的组织上要以PGIS平台建设的相关标准为依据。地理空间信息数据即矢量数据与影像数据，经过精细处理后，使用七参数坐标转换法，把这些数据从地方坐标系转换到WGS－84经纬坐标系，提供给PGIS平台使用。

2.1 矢量数据处理按以下步骤实施

(1)从基础数据库中导出建筑物面、道路、水系、主要公园、绿地、地名注记、管线、电杆、消火栓、路灯、电话亭等图层数据。

(2)整理水系注记、主要公园绿地注记、地名注记。使用ArcGIS软件依据以下原则处理这三类注记。主要水系绘制中心线，并在其属性字段名称栏输入该水系的名称;主要公园、河滩、山地等根据影像绘制面文件，并在其属性字段名称栏输入名称;地名注记要分类明确，主要分为以下28类:政府、局机关、公安局、派出所、银行、医院、医疗机构、休闲会所、小区、宾馆、高楼大厦、停车场、市场、商场、企业单位、旅行社、陵园、街道办事处、加油站、广场、展览馆类、公园、公厕、电影院、超市、厂矿单位、KTV、餐饮。

(3)根据最新卫星影像完善道路中线。道路是城市交通的血液，道路数据的完整精确对公安机关在精准指挥警力中发挥着重要作用。道路中线要求每条道路完整准确，一条道路对应一条数据。在ArcGIS软件中，完善主城区道路网，同时绘制郊区乡镇范围内的国道、省道、县道、乡道。每条道路的属性字段中道路等级、宽度、名称必须补充完善。

(4)主要地物要素(包括建筑物、河流、水系)的名称属性字段填写相应的值。

(5)图层要素整理:建立符合经纬度坐标系(WGS－84坐标系)的数据集，按公安部标准建立基础数据图层、要素对应表、图层属性字段。将要素导入到对应图层中，要素属性值(分类代码、国标代码、名称)一起导入。

(6)属性数据结构整理:地理实体的属性数据项包含多个信息内容，按照地理实体的自然属性、社会属性和管理属性将地理实体的属性数据项分为基本数据项、扩展数据项、业务专用数据项。根据公安部标准，整理地理实体的属性字段。

2.2 影像数据处理按以下步骤处理

矩形格网分幅的影像图进行坐标转换后有效影像图区域将不再是矩形，这样，图幅拼接将会产生缝隙，因此转换前需要进行带重叠区处理，最后消除重叠区。

(1)影像带重叠区分幅

①影像按范围外扩1幅作为准备数据;

②所有准备好的数据进行拼接;

③分幅使用的DXF结合图制作，需保证每个标准分幅的图幅矩形格网外扩500 m;

④将拼接的总图按以上DXF结合图进行分幅。(2)将重新分幅的带重叠区的影像从地方直角坐标转换为WGS－84经纬坐标。

(3)带重叠区的WGS－84经纬影像图重叠区消除。利用易拼图软件重新拼接分幅带重叠区的WGS－84经纬影像图。分幅采用自动分幅的模式。分幅后修改图幅名称，制作图幅结合图。

整理好的矢量与影像数据可以直接用于PGIS平台的基础地理数据库建设与栅格电子地图配图切片。

栅格地图图片按照一定级别进行制作，可分为21个级别，相邻级别之间图片大小的经纬度跨度、地图比例尺按倍数关系变化，已由公安部警用地理信息地图配图规范规定。

警用系统的信息成果在网络上发布查看必须首先通过配图切片后才能实现。根据以上要求，对长沙市栅格地图图片集进行配图切片，其中1级～9级数据可以直接从公安网上下载使用，10级～20级必须进行精细的手工配图切片方可上传使用。

PGIS中的切片数据有两类:一类是基础矢量数据，只需要切一套瓦片数据(具体图层按公安部标准图层配色，而注记部分使用已整理好的各类地名数据资料，配山海经纬公司的EZMAP中符号库形成切片数据);一类是影像数据(由两套切片数据组成)，一套影像切片数据，一套道路、地名注记组合的矢量叠加影像切片数据。

3 公众信息数据数字化

随着城市现代化建设的快速发展，传统的人工熟悉地理环境或依靠普通地图指挥作战的方式已远不能适应实战要求。指挥中心、刑侦、治安、交通消防、警卫、反恐等公安部门需要将已建成的相关业务信息系统的信息叠加在地理信息上进行综合利用，提高公安机关作战指挥和管理分析等方面的能力和水平。为了保证分析决策信息的高质量，需要完善的历史数据和实时新鲜的即时数据支持。公众信息的采集也就成为重要的基础功能。有了基础地理空间数据作为载体，公安机关在进行公众实体信息采集与信息数字化时就方便了许多。长沙市PGIS平台建设中，公众信息采集流程如图1所示。

图1 公众信息数据采集流程图

以下是对数据采集流程的环节描述:

(1)自动标注建筑物编号:将建筑物进行注记处理，在图面上显示建筑物要素编号。

(2)按图幅打印纸图，公众信息调查用图按照1∶1 000比例尺地形图编号整理并按社区分幅打印，同时打印一套信息调查表。按图幅打印需要对图幅进行编号(最好为流水号)，信息调查表中必须填写图纸的编号。

(3)有实际建筑物，在调查表中填写信息点信息:调查表中的信息点数据必须包含建筑物编号，由公安局采集人员完成。

(4)与实际不符合的，在纸图上标记位置并编号，在调查表中填写信息点信息:标记位置必需以点来表示，标记信息编号为工作流水号，从1开始编号，系统根据图幅号与信息点编号检查编号的唯一性，由公安局采集人员完成。

(5)纸图上没有表示的道路路线，需要绘制在纸图上，并标注路名，由公安局采集人员完成。

(6)将调查表信息形成电子化文档:将调查的信息填写到统一格式的电子文档中，由公安局采集人员完成。

(7)信息点上图:根据调查后的纸图将没有地物要素的信息点绘制在电子图上，并填写纸图上的信息点编号。

(8)自动生成同一编号的信息点，导入电子文档属性信息。

(9)数据检查:编写程序检查信息点问题，并安排解决。

(10)采集人员确认后签字，有问题则协商处理，没有问题需签字确认。

公众信息调查完成后，就是在基础地理信息中实现对信息的数字化。这个过程需要根据实际需要与产生的问题，编制相关程序完成。在长沙市PGIS信息调查与公众信息数字化时使用了以下辅助工具，其功能包括:建筑物调查编码交互生成、建筑物调查编码自动生成、公众信息点信息自动提取、公众信息点补充提取、公众信息点数字化遗漏按全局自动查询、公众信息点数字化遗漏按单个社区自动查询、遗漏查询文本成果处理、公众信息点信息赋建筑面。

4 结语

本文以长沙市PGIS平台建设为依托，研究了城市基础地理数据坐标转换，专业调查信息赋予空间信息，栅格电子地图切片配图技术。建立了一套矢量数据和栅格影像数据从地方直角坐标系到WGS－84经纬坐标系的精确坐标转换方法。在公众信息调查及信息数字化中，公众信息调查信息成果自动录入数据库和自动检索录入技术的成功运用，彻底颠覆了该类型任务传统的全手工作业方式，开辟了信息调查及数字化自动运作的方式，提高数字化效率的同时，也提升了数字化的准确度。在基础地理数据成果通过精细处理后，成果后期配图切片网络发布技术的应用，开辟了地理信息数据成果网络应用领域。

［1］北京北方数慧系统技术有限公司.公安地理信息应用系统［Z］.2009.

［2］姚盛江，吴洁，李树坤等.地理编码技术及其在PGIS中的实现［J］.警察技术，2011(3).

［3］北京博瑞巨龙电脑技术有限公司.基于警用地理信息的空间数据采集应用研究［J］.警察技术，2011(3).

［4］郭建忠，王强.基于ArcGIS Engine的城市警用地理信息系统的设计与实现［C］.中国地理信息系统协会第九届年会论文集，2005.

［5］曾耀国，易燕妮.浅析警用地理信息系统的作用［J］.科学技术，2010.

［6］陆潘潘，刘波，李明巨.江苏省警务GIS平台建设方案研究［J］.现代测绘，2010(4).

［7］周大良，王树东.警务综合地理信息系统［Z］.北京:北京大学计算所，2009.

［8］徐开明.地理信息公共服务平台建设与现代测绘服务模式［J］.地理信息世界，2006(3).