地理国情监测下的城市地理信息数据库建设

黄志洲，陈 磊，陈年青

(南京市测绘勘察研究院有限公司，江苏南京210005)

一、引 言

地理空间信息是重要的基础性和战略性资源，对国家的经济社会发展、人民生活和国防建设意义重大。近年来，我国测绘地理信息工作的重点已经逐渐从服务于国家重大战略、重大工程实施转移到服务于国家信息化建设的新阶段，传统的周期性测绘、有限的地理要素服务及原始的数据提供服务已经不能满足政府和社会日益增长的管理需求。为此，国家测绘地理信息局提出开展地理国情监测。这是我国测绘地理信息工作顺应时代发展的战略选择，是拓展测绘服务功能、提高测绘服务水平、加快测绘成果转化应用的客观需要，也是更好地服务大局、服务社会、服务民生的必然要求。

地理国情监测，是利用测绘先进技术、数据资源和人才优势，对地球表面重要的自然和人文地理要素进行动态性、定量化、空间化的监测、统计、分析和研究，并及时发布地理国情监测报告，为政府管理和决策提供科学依据的活动［1］。城市是我国经济发展最活跃、信息化程度较高、人口居住集中、社会管理难度较大的区域［2］。当前，地理国情监测工作中最关键的一环在于城市地理信息数据库的建设，包括基础地理信息数据库和专题地理信息数据库两大部分。现有的基础地理信息数据库已经基本涵盖了社会生产生活所需的地理要素，但专题信息匮乏，无法满足专题应用系统的要求，亟须联合各行业有关部门依据不同业务功能的需求建立专题地理信息数据库，从而更好地服务于后续统计、分析、研究、决策支持等工作。

二、城市地理信息数据库建设

地理国情监测的最终目标是为政府宏观管理和规划决策提供科学依据，分为三步(如图1所示)：①建立城市地理信息数据库，提供城市区域内权威、精确、现势性较好的地理空间数据，包括基础地理信息数据和专题地理信息数据;②在该数据库基础上建立地理信息共享平台，通过在线方式提供地图应用、数据发布、标准数据接口等服务，改变传统的数据硬拷贝服务，满足政府各部门及社会公众对地理信息的基本需求;③依据共享平台提供的二次开发接口建立各类专题应用系统，提供经过分析的地理国情监测报告，服务于政府宏观决策。

图1 地理市情监测框架

地理国情监测工作的内容是逐步开展的。建设城市地理信息数据库是第一步，也是能否达成最终目标最基础和最关键的一步。过去的测绘工作仅对基础地理信息数据库作周期化更新，提供有限的地理要素服务，专题地理信息匮乏。虽然许多单位或部门都建有自己的专题地理信息数据库，但缺乏统一的建库标准，无法实现资源共享。新形势下，应更加强调地理信息数据的动态、实时监测，逐步扩展地理要素服务范围，加强专题地理信息数据的采集，形成统一、标准的地理信息数据库，并通过一体化的数据管理、数据发布平台实现数据共享。

1.基础地理信息数据库建设

城市基础地理信息数据库主要包括控制测量成果库(CSP)、数字线划图库(DLG)、数字正射影像(DOM)、数字高程模型库(DEM)、数字栅格地图库(DRG)、地名数据库(PN)、元数据库(MD)等7个分库(如图2所示)，各分库依比例尺或分辨率不同又细分为子库。以数字线划图为例，城市区域一般存储大比例尺精细地图数据，如 1∶500、1∶1000、1∶2000等。数字线划图子库分层存储水系、居民地、交通道路、管线、境界、地貌、植被、土质等自然和人文要素的位置、形态和属性的基本信息。考虑到数据的多时态性，每个子库又可按历史库和现势库分别存储。

图2 基础地理信息数据库内容

2.专题地理信息数据库建设

专题地理信息数据库存储与业务功能相关的地理要素信息。按照行业不同，专题地理信息数据库可分为不同子库，如城市规划子库、国土资源子库、水利子库等。按业务功能不同，不同子库又分为各类二级子库，如水利子库可划分为防汛抗旱子库、水资源管理子库、水利工程建设子库等。子库的多少取决于各行业的业务功能。

专题地理信息数据库需要依据业务功能的需求来建立。以水利行业中的防洪防汛功能为例，河流专题地理要素除了记录其空间位置外，还应存储与防洪相关的水量、水位等信息，如果要服务于日常清淤工作，则需记录河底标高信息(见表1)。

表1 河流专题信息

三、专题地理信息数据库建设——以水利行业为例

水系是各种自然和人工水体及其附属物的总称。城市自然和人工水体主要包括自然河流、湖泊、池塘、沟渠、暗沟(河)等，常见的水利及附属设施有水库、水闸、水坝、堤防、防洪墙、进水口、出水口等。按业务不同，需要的专题地理信息也不尽相同。水利行业主要包括防汛抗旱、水资源管理、水利工程建设等业务需求。

防洪防汛业务中需对洪水进行预警，预测城市水淹区域，模拟洪水演进等，并生成各种调度方案供决策者参考，指导防洪防汛抢险工作。为满足该业务需求，水利专题地理信息数据库需包含自然和人工水体及防洪水利工程(见表2)。按防洪功能分，水利工程又可分为蓄水工程、分洪工程、防护工程、排水工程。

表2 防洪相关的水利信息数据库

水库是典型的蓄水工程，主要作用是拦蓄(滞)洪水，削减洪峰，减轻下游防洪负担。特征水位、库容及水面面积是水库专题表的重要属性信息(见表3)，可为防洪调度提供决策依据。特征水位包含校核洪水位、设计洪水位、防洪高水位、正常蓄水位、防洪限制水位和死水位等［3］，如图3所示。其意义如下：

1)校核洪水位。当发生校核标准洪水时，洪水通过水库调节后，水库坝前达到的最高水位。

2)设计洪水位。当发生设计标准洪水时，洪水通过水库调节后，水库坝前达到的最高水位。

3)防洪高水位。当发生下游防洪保护对象的设计标准洪水时，洪水通过水库调节后，水库坝前达到的最高水位。

4)正常蓄水位。当水库在正常运用情况下储存设计要求的水量，在刚开始兴利供水时，水库坝前达到的最高水位，又称正常高水位、兴利水位、设计蓄水位。

5)防洪限制水位。又称汛期限制水位，是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，也是水库在汛期防洪运用时的起调水位。

6)死水位。在正常运用情况下，为了满足兴利要求，水库允许消落的最低水位。

表3 水库专题信息表

图3 特征水位

四、结束语

城市地理信息数据库建设是我国当前地理国情监测的首要任务。过去测绘工作仅对基础地理信息数据库作周期化更新，提供有限的地理要素服务，专题地理信息匮乏，不能满足国家信息化管理的需求。未来的测绘地理信息工作应加强地理信息数据的动态、实时监测，逐步扩展地理要素服务范围，同时畅通与各部门各单位的沟通渠道，完善满足业务需求的专题地理信息数据库，并通过一体化的数据管理、数据发布平台实现数据共享。

［1］何忠焕，左志进，吴贤宇，等.关于开展地理国情监测工作的几点思考［J］.江西测绘，2011(3)：51-53.

［2］李维森.浅析数字城市地理空间框架建设中的创新［J］.测绘通报，2011(9)：1-5.

［3］顾慰慈.城镇防汛工程［M］.北京：中国建材工业出版社，2002.