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基础地理信息要素范文1
Abstract: as an important part of the infrastructure, digital city construction in large scale basis to improve the digital city's basic geographic information database construction, enhance the level of social management and public service. Large scale is based on the analysis of fundamental geographic information database construction, on the basis of the whole process to find out in the construction of the key points, and by strengthening the integrity of data, preparing work, promote the automation of processing multiple aspects, such as perfect the construction of database, and to summarize, to find effective and practical method of database construction.
Key words: large scale basis; Geographic information; The database
中图分类号：P208文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
现在我国很多城市都在实行数字城市建设，按照各个部门提供的信息编制对应的地理信息系统。基础的地理信息就是把城市不同元素各种地理信息归集到一块，成为数字信息的载体，它具有涉及范围宽广、面向全社会、共享性强、公益性高的特点，是数字城市建设的核心内容，维持系统运行的先决条件。信息源的数目和质量决定着国家信息系统运用技术的深度，而大比例尺基础的地理信息正是重要的数据信息源，按其制定的地形图能达到城市不同专项地理信息系统使用的要求，因此要求基础地理空间数据具有更高的精准性和及时性。
一、地理数据的准备工作
原有的大比例尺基础地形图在制定过程中，应按照现有的国家制图规定的制度，对每种地形的元素在比例尺不相同如1:500和1:1000的情况下设定符号、种类级别大体保持统一，而很多城市在建立自己的地理信息数据库的时候在大比例尺基础地形图上加入不少国家制图所规定条款外的数据信息，例如某栋大楼的高度、特殊建筑的标志、公交站点等便于人们识路。此类数据信息的来源要根据人们在实际生活中的要求进行详细的收集，并保证数据的准确性。尽管这类城市地理数据信息并未以国家制图规定内容提及，但是我们在完善城市地理信息数据库的时候并不能忽略这些信息，尽可能做到在制定的地形图上对这些地理信息进行妥善保留，以增加城市地理信息数据库的内在使用价值。
在建设大比例尺基础的地理信息数据库的同时，也要增加对有关数据地理产品规章制度要求的建设，但是由于我国某些城市地理信息的特殊性，其建设过程较为缓慢，因此想要达到保持地理基础数据信息的一致性，满足城市基础地理信息建设与数据之间轮流使用的要求等目的，就先对有关数据的结构及表格进行筹划工作。要严格按照国家的相关要求找到对数据进行分类的方法。因为数据库地形图对比例尺不同的情况下相同的地理要素在地理图形的表达上有通过点、线、面不同形式来表达的方式，所以我们要对其加以区分，如可采用在地形图国家相关规定标准编码数字后面根据不同的表达方式加上对应尾数。除此之外，还要设定具体的不同数据类型对地形要素进行描述，对地理信息数据表的每个内容和有关说明进行分析确立，建立明细的地理信息数据库。为了方便数据库的自动建设，要把各种比例尺下地理信息与相关数据表格相互联系起来，顾及到所用的地理信息软件平台以及最后地理信息数据库结果的数据表达格式，如果要在不同的地理信息处理平台之间进行数据交换，就应该做好数据接口预先措施。
二、数据执行的自动化
在建设大比例尺基础的地理信息数据库的时候，可应用计算机系统对地理要素的选择、整理、转换等设定一些程序自动化进行处理，并提前制定相关因数来达到目的。进行选择地形要素时，一要按照建设时的实际情况制定一些列网格对数据进行过滤选择，按城市地理信息的相关特点对地形要素筛选，以比例尺从1：500向1：2000转换的情况为例，可在地形图上舍去下水道、管道以及其附带内容等相关地形要素，因为这些内容在1:2000地形图上可不予体现。二是要按照城市地理空间对地形图相关一部分要素筛选处理，根据有关数据库建设的标准，对地理要素进行选择，一般包含面状地理要素的大小以及线型要素的长短，还是上面的例子，分别确定不同比例下卫生间、地下通道、绿化植物、大型工厂设施、天桥、立交桥等地形要素面积的选择。可将面积较小的地形要素用不按地图比例的简单易懂的点状符号来表示，像汽车加油站、寺庙、雷达监控室、变压器、通风设备、亭台楼阁、走廊、钟楼等等，在这些地理要素的关键部位要用点状图形来说明；江河等线型水系、栅栏、层次低的单线道路等等线型地理要素可按照所规定的长度进行选择。三要设定相关规定对地理信息要素较为密集的位置在地形图上进行取舍，例如市区繁华地段、旗杆点、交通发达点等。
在建设大比例尺基础的地理信息数据库的时候，对地理信息要素进行整合处理，可将不用区别的地理信息要素在数据库中进行整合，不需要其他形式的处理。以1:2000的比例尺向1:10000转换时，将栅栏、铁丝网以及篱笆进行整合。
三、建立数据库的过程
在建设大比例尺基础的地理信息数据库的时候，先要对所建数据库的城市进行地理调查研究，做出相应地形数据的整理分析。不少城市缺少大比例尺基础地形的数据，对建设数据库的目的性不强。所以要想建设好数字城市，相关工作人士应按照其地理信息数据形成情况做好研究，在满足国家相关制度、区域标准和本行业有关规定的基础上，设立一套数据体系，按照预先方案对数据库图层、结构、文件等进行规划，确保数据库的质量，完成大比例尺基础的地理信息数据库基本建设。其建设流程如下：对已有的数据分析研究制定数据标准规范整理相关数据检测数据转换数据入库交换数据共享数据应用数据。
（一）研究数据
由于现有的城市大比例基础地理信息数据具有存在年限的不同、搜集来源、格式多种化、质量不统一、管理不集中等现象，因此在这些数据入库之间，要经过详细的分析研究、整理。
（二）标准的设立
其关键部分就是数据库的规划，对整理数据的有关要求、数据保存的措施以及以后数据应用有着重要的影响。因此在设定相关数据库的标准时，要按照国家、区域、行业的相关说明和规定进行操作。
（三）数据的整合
不但要进行原有数据的处理，还要对收集后的数据按照标准进行有效的处理措施。
（四）数据的检测
对整理后的数据进行加测，如果存在缺陷，就应该重新进行检测。主要有地理图形的检测和数据属性方面的检测。其中存在的难点是由数据量巨大，对于为细小的问题认为难以及时发现，可采用人工与相关专业检测软件配合来对数据进行检测。
（五）数据经转换后进库
经过整理与检测的数据并不能直接入库，还需用相关工具进行格式上面的转换，保持转换前后地理信息在各个方面数据一一对应，并没有地理图形和数据属性方面的差异。
四、建立完成的数据库应具有特点
（一）实用性：能够满足用户的需要，便于使用、管理和维护。
（二）适用性：系统的结构能够满足各种类型用户的需要，运作方便、灵活，方便对数据进行更新。
（三）标准化：数据库的内容、数据分类、格式编码、相关精度等方面应采用国家所规定的标准、行业的相关规定、地方的有关制度。
（四）扩充性：数据编码、应用范围以及软硬件设施可进行扩从，以适应未来技术水平的更新。
（五）领先性：应用先进的技术、方法、设备等，提升数据库的技术水平；最大程度地节约资金。
（六）开放与共享性：促使基础地理信息数据库能够成为综合性地理信息资源。
五、加强建设过程中质量
数据库相关产品的质量方面控制难于数字线划图方面的质量控制，因此在建设大比例尺基础的地理信息数据库的时候应制定先进有效的质量控制措施来保证数据库的建设质量，对地理信息数据作出数据精度、数据属性、地理图形统一性、良好的数据完备性进行控制，主要有检测数据的完整程度；检查地形图图层中的空地物类；确保数据库没有遗漏要素。对建设设计方案进行检测，检测结果数据和相关规范。无效数据排除，在数据库建设过程会产生一小部分无效的或者重复的数据，需及时进行排查。
六、结论
基于以上分析论述，为加强城市宏观管理以及规划的需求，建设数字城市可以通过建设大比例尺基础的地理信息数据库来实现。随着比例尺的进一步加大，地形图所覆盖的信息更为广泛，其应用范围也会进一步扩展，如卫星运行图片、航空飞行轨迹等等。因此，对于城市地理信息数据库的建设，应作为城市建设基础设施的重要内容之一。
参考文献：
[1]叶海波,吴遇文.大比例尺基础地形数据的建库与应用[J].测绘,2012(4)
基础地理信息要素范文2
关键词：信息化测绘；数据库；GIS；数据采集
Abstract: in the surveying and mapping technology development today, surveying and mapping subject has completed by traditional analog to digital surveying and mapping of surveying and mapping process of change, is now surveying and mapping to new phase transformation and information across. Surveying and mapping results are not features of the landscape and simple accumulation, in addition has a load information for city planning, production, life, tourism, transportation, finance, energy and so on various aspects are of significance. For the definition and management of surveying and mapping results are constantly changing, all kinds of data maintenance and continuous updating the constantly increasing demand, keep the space database processing.along also appears more and more important. Summarized and analyzed the different management mode and method was put forward on the basis of how to maintain and manage urban geographical information system database, to improve the urban modernization management level. Combining with the actual work, and on this are discussed.
Key words: surveying and mapping information; Database; GIS; Data acquisition
中图分类号： P25 文献标识码：A文章编号：
0 引言
随着科学技术的迅猛发展、信息技术的迅猛普及和地理信息系统进入实用化阶段，市场出现大规模的基础地理数据的需求，这对城市地理信息系统数据库的建设和采集维护机制提出了很高的要求，如在基础地理数据的时效性、准确性上提出了更高的要求。基础地理信息的采集维护部门采用了数据库和GIS等的新技术对地理信息进行管理和维护，在技术的各个发展阶段采用了不同的管理方式和建库模式。
1 一般建库方法及模式
1.1 基于文件方式的管理数据库
在基础地理信息应用的初期，应用系统所需要的基础地理信息，多数向测绘部门购买，而测绘部分有固定的行业标准，所拥有的地理信息采用各种图形文件存储，例如cad图形，而这些信息的使用者为了方便对数据的查询、提取和维护等管理工作，大部分采用数据库的方式将地理信息的相关信息进行有效的管理。即地形图和数据库是分别维护的。它的特点就是数据库与基础地理图形数据相对独立，数据库存在一定的安全性和局限性，时效性差。
1.2 基于地形图幅的建库模式
为了减少地理信息使用部门后端使用过程中的数据处理量，将地图上的内容按照GIS的数据要求，即点线面注记按要求转换成GIS的数据格式，而且利用GIS的一些数据库存储技术，将基础地理信息以数据库的形式保存起来。
1.3 独立于地形图的建库模式
为了保证GIS用户对基础数据库数据的最大效益使用，在建库过程中最大考虑GIS用户的需求，建立了一种完全独立于基础地形图测量的建库模式，测绘成果基础地形图只是作为数据库更新维护的一种数据源，但是对于目前数据资源共享机制尚没有得到保证的情况下地形图仍然是数据库更新维护的主要数据源，这样在数据库的更新维护和建设中就具有以下特点：数据库能完全满足GIS用户的需要，因为在建库过程中考虑的就是最大满足GIS用户的需要，数据库中数据要素分类就是当前GIS用户所需要的地理要素，如行政区划、道路要素、河流要素，即通常所说的三线一区划，外加使用频率较高的建筑物、绿化等要素。数据库的时效性较前两种模式有了很大的提高；同时数据库的更新维护工作比较复杂，由于基础地形图仍然是数据库进行更新维护的主要数据源，而数据库的设计室直接针对GIS用户使用并没有考虑基础测绘的成果标准，这样在数据库的更新维护中就势必增加了一些不必要的工作量。
2 基于测绘的面向对象建库模式及实现
为了最大化地克服以上建库模式的缺点，在建库过程中既考虑GIS应用的需要，也考虑到最大更新手段测绘的具体要求，建立了面向地理实体对象并以测绘作为主要更新手段的基础地理数据库建库模式，具体过程如下：
2.1 库结构中要素分类时对测绘过程、标准的考虑
根据在城市基础数据库中的作用不同分成三大类：
a. GIS需要但是基础测绘不可能实地采集的数据，如行政区划、街坊面、邮政区划等要素，这些要素在基础测绘中虽然不可能直接采集得到，但是可以借助基础测绘得到的基础地理要素或者其它形式的信息获取。
b. GIS需要而且是基础测绘能实地采集的要素，如建筑物的结构、用途、楼层、门牌号等，道路要素的材料、宽度、车道数等，河流要素的流量、流向等，绿化要素的面积、植物种类等，各种管线要素的分类等等。这些要素针对GIS用户数据使用的情况分析和基础测绘的方便考虑，不同的要素区别对待，建筑物在GIS分析使用要求其整体完整性，在基础测绘也能保证其完整性，所以在测绘更新维护中就要求超越图幅的范围保证实体的完整性；绿化在GIS分析中使用大多数是用来显示物种和统计面积，一般绿化面积都比较大，这样在测绘更新维护中可按照图幅的要求，在图幅范围内保证绿化的完整性，必要时可以与图幅边界构成封闭绿化面。
c. GIS用户不常用但是基础地形修测必须表示的地理要素或文字注记类，这些要素可以按照实地地物的大小区别表示，在比例尺范围内不能表示的就采用点状要素的形式来表示，在比例尺范围内能表示就按比例来表示，如漏斗、电线塔等实体；文字注记的内容除了按照地形图的注记要求外在实体的属性中同时输入，这样就能同时保证地形图的出图和GIS的查询分析。
2.2 建库过程中测绘成果的利用
为了利用已有的测绘成果，可以利用一定的工具将这些数据转换成数据库要求的格式。在转换过程中需要加强一定的质量控制，以保证没有信息损失和信息转换误差。需要特别注意的一些问题是：
a 符号库的统一在地形图中不依比例尺的地物多以符号块表示，本数据库的建设过程中考虑到不同时期的地形图由于采用的标准不一致可能存在相同类型地物采用不同符号块的情况，在采用工具转换之前必须将这些同样类型不同符号块的实体采用统一的符号块来表示。
b 线状地物的同类连接和共边的处理在CAD环境中存在较大的灵活性，在线状地物表示时可能存在同一实体多段表示的情况，为了地物表示的合理性和不影响GIS分析，需要将这种类型的实体加以连接处理，如栅栏、围墙等起境界作用的地物；在地形图中为了图面的美观，对于共边的地物进行了人为的处理，但在地理实体的逻辑关系表示上可能缺乏科学性，为了减少这种误差，需要进行处理，如围墙和建筑物相交时，在地形图表示上扩大了围墙的表示，压缩了建筑物的真实范围，我们处理时，取围墙的中间位置作为围墙的位置和建筑物的边界。
c 面状地物的封闭性检查 为了提高工具的处理效率和保证入库过程的顺利，对于建筑物、河流、绿化等面状地物必须检查封闭情况，以保证面状地物的完整性。
d 注记位置的调整为了能自动化提取地形图中某些注记作为地物实体属性转换进来，如楼层信息，在地形图中自动注记的楼层，为了图面的美观，注记的插入点可能在较小面积或不规则建筑物的外面，这样在处理的过程中需要把注记移到建筑物内，以保证处理时能准确识别。
2.3 测绘工作对数据库时效性的保障作用
数据库在设计过程中充分考虑了测绘过程的结构要求和要素分类，在基础测绘的同时就可以直接利用的数据，采用特定的编辑软件对数据进行修改，经比较后取得对原始数据的修改状态信息，直接加以利用。于是基础测绘的现实性有了保障，这样也就保证了基础数据库的现实性要求。
2.4 数据库成果的利用及过程质量监控
在数据库中不仅保留了基础地理信息，同时保存了有关维护的信息，即数据的维护者、维护日期、最新版本、维护手段、质量情况等信息，通过完整的管理系统在过程上保证了数据库成果的合理使用和质量控制。
3 城市地理信息系统数据库的构成
3.1 城市基础线划图（DLG）
矢量数据库是传统空间地理信息的主要表现形式，也是目前应用最广泛的空间信息产品。空间信息矢量图数据库包括了各种基本比例尺地形图数据库：1：500、1：1000、1：2000、1：1：1万、1：2.5万、1：5万、1：10万等多种比例尺地形图数据库，根据社会需要和具体情况，采用分步建库的原则。
3.2 综合地下管线数据库
是在城市管线普查和竣工测量档案资料的基础上，对城市各种地下管线及其它地物的空间分布信息进行数据采集、处理、存储、分析和输出的综合性空间信息。
3.3 城市基础正射影像图（DOM）
是由航空摄影或其它遥感数据经过传感器取向纠正和地形影响的消除后形成的图像。许多地理要素，包括框架中的有些部分，可以从正射影像中解析出来。
3.4 元数据库
是对地理空间数据的描述，包括数据集的数据分类名称、比例尺、数据生产时间和生产者等，以利于用户了解使用数据库，提高数据库的共享度和利用价值。
3.5 区划与地名数据库
这些地名主要是自然地理实体的名称、市政设施以及公园、风景旅游区、自然保护区、名胜古迹、纪念地，各级政府所在地、企、事业单位等，建立的地名数据库。同时根据具体情况又采集了道路名称、铺设材料、宽度等属性信息，还采集了道路两侧有现实意义兴趣点门牌号信息，如银行、医院、超市、宾馆、车站等等。
4 结束语
使用基于测绘生产的基础数据库管理实现了测绘生产和基础地理信息应用的和谐统一，在时效性、准确性方面满足了地理信息用户对地理信息采集维护的高要求，从而在很大程度上也保证了数据库的有效性运行，并且极大地推动了地理信息系统在各行各业的使用和城市的可持续发展。
参考文献：
[1] 承继成等编.《数字城市理论、方法与应用》科学出版社.2003年.
[2] 承继成.《国家空间信息基础设施与数字地球》〔M〕.清华大学出版社.1999年.
[3] 张新长 张青年.《地理信息系统数据库》. 科学出版社. 2010年.
基础地理信息要素范文3
abstract: This river City 1:500 foundation geography information database construction is originally a number river geography space frame to constuct one of the core contentses of engineering.The article elaborated this river City in detail 1:500 foundation geography information database data sortings with set up a database work, introduce 1:the contents and method and homologous check procedure of 500 foundation geography information database quality checks.
关键词：数字本溪基础地理信息数据库质量检查
Keyword: he number this river foundation geography information database quality checks
Abstract: Benxi 1:500 scale fundamental geographic information database construction is one of the main contents of Digital Benxi Geospatial Framework Construction. The paper describes data processing and database construction of Benxi city 1:500 fundamental geographic information database and introduces data quality examination items, method and relevant programs.
Key Words: Digital Benxi; Fundamental geographic information; Database quality examination
中图分类号：U212.22文献标识码：A文章编号：
1 引言
2006年，国家测绘局开展了数字城市地理空间框架建设，据不完全统计，全国已有30个省份近230个城市开展了数字城市建设工作。数字城市建设成果已在包括政府机关，企事业单位在内的几十个领域取得广泛应用，开发的各种典型应用系统多达1000个以上，有力地推动了城市管理和服务的空间化、精细化、动态化和可视化，为城市战略研究、决策形成、规划制定、应急响应等重大战略举措提供了支持，提升了城市整体经营水平。
本溪市在2009年成为数字城市地理空间框架建设试点城市之一，主要建设内容包括：基础地理信息数据建设、地理信息公共平台建设、典型应用示范建设和支撑环境建设等。本溪市1:500基础地理信息数据库建设是本工程的核心内容之一，它为本溪市各种城市信息提供统一的、权威的地理空间数据平台，在信息资源按地理空间进行整合和共享中具有基础性作用。本文详细阐述了本溪市1:500基础地理信息数据库数据整理与建库工作，介绍了1:500基础地理信息数据库质量检查的内容与方法及相应的检查程序。可为其他数字城市大比例尺数据的建库工作提供借鉴。
2 原始数据的分析与利用
2.1 CAD数据
该项目CAD数据分别由3家单位制作，共计有1:500数据2149幅。该批数据分别于2001、2002年生产。采用1980本溪市城市坐标系，高斯-克吕格投影，3°分带，中央经线为123°45′；1985国家高程基准，高于基准高程160m，等高距为0.5m和1m。由于各单位的数据采集标准并不完全一致，因此在数据整理时需要补充或删除部分要素，以求统一。
2.2 地籍数据
本溪市的城镇地籍调查数据为1:500比例尺，坐标系采用1980西安坐标系，1985国家高程基准，高斯-克吕格投影，3°分带，包含41带号。通过对地籍数据的分析整理，我们主要利用其中的房屋、围墙、行政区和行政区界线要素更新地形图，宗地注记可以用来更新单位名称，其他要素仅供参考。
3 作业流程
1）提取城镇地籍调查数据中的房屋、围墙、道路、水系等可利用要素。
2）将上述数据进行投影变换，变化到城市坐标系下。
3）将DLG数据导入EPS 2008地理信息工作站中，进行各类要素类的编辑和重新划分。
4）利用提取的城镇地籍数据进行地形图相关要素的更新及编辑，对各要素进行属性连接。
5）对设计中要求建立拓扑关系的要素进行拓扑处理。
6）对数据进行属性、空间、接边等方面的质量检查。
7）数据接边融合。
8）数据的输出处理及格式转换。
4 检查内容
1）坐标系、完整性、数据版本、数据结构是否正确；
2）要素内容是否有丢漏；
3）要素处理是否到位；
4）数据结构（分层、属性项）是否符合设计要求，属性是否完整与正确，是否存在属性异常值；
5）是否存在数据异常情况，如大片小区房屋的层数全为1，大片高程点高程相矛盾等；
6）要素归属是否符合规定；
7）有向线、有向点方向是否正确；
8）等高线、高程点高程属性是否正确；
9）要素是否经过接边融合处理，包括图幅内部间要素；
10）是否存在重复数据、拓扑关系、自相交等。
5 检查方法
检查主要采用人工核对检查、程序与人工交互检查等方法。
5.1 人工核对检查
1）要素处理检查：按照要素分类，逐类检查要素表达是否达到设计书要求及有无错漏，例如：面状水系、居民地、植被等需要构面的是否构面，构面是否构到位；阳台、门廊、门顶、檐廊、柱廊、雨罩；龙门吊、天吊；工矿设施范围线等相类似的要素区分是否正确；交通要素中的公路、街道表示是否正确；管线类连线、各类检修井归类是否正确；要素关系处理是否正确等。
2）属性检查：检查数据的属性完整性与正确性、检查代码归属，对需手工赋的如有名称的水系、交通等要素的属性要着重检查；
3）查漏：与原来的矢量地形图数据进行核对，是否有遗漏。
4）查接边：检查各要素的接边融合情况。
5.2 程序检查
检查程序是利用空间数据的图形与图形、图形与属性、属性与属性之间存在的拓扑关系、逻辑关系和规律，检查和发现数据中存在的问题，下面列举主要的检查项目和修复工具的功能。
1）检查项目
“层名合法性检查“——按照模板检查出不符合要求的层。
“空间逻辑检查“——检查出不符合逻辑的相交重叠情况。
“悬挂点检查“——标注出悬挂点。
“等高线矛盾检查“——根据等高线高度，将不符合等高距的曲线列举出来。
“高程点与等高线匹配检查“——可检查出点线矛盾。
“房屋属性检查“——可检查出房屋属性填写错误的数据。
“必填项空值检查“——如必填项为空则被标记出来。
2）修复工具
“重叠对象修复“——可将完全重叠的同类数据删除至只保留一组。
“空间逻辑修复“——经此工具修复，可以大大降低空间逻辑错误。
“断线修复“——将相连的同种属性线划连成一条线。
6 结束语
基础地理信息要素范文4
关键词：城市基础地理信息数据库 系统组成 存储管理
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0017-02
数据是数字城市构建的“血液”。同时，数字城市需要的数据主要是包含大量的图形的空间数据，它包括栅格图形数据、矢量数据以及关联的属性数据。面向数字城市的城市基础地理信息系统更是涉及到多种空间数据库的管理和互操作问题，顾及空间数据本身海量数据和复杂结构的特点，基础地理信息系统中数据组织的好坏直接关系到系统的效率。我们把城市不同部门数字化建设都要用到的基础数据称为城市基础地理信息数据。
1 城市基础地理信息数据类型
基础地理信息数据分类有很多方法，例如按数据结构来分，有矢量数据、栅格数据、矢量栅格一体化数据；按产品形式分，有数字高程模型数据（DEM）、数字正射影像数据（DOM）、数字栅格地图数据（DRG），数字线划地图数据（DLG）。狭义上，城市基础地理信息数据库的核心任务是4D数据库的建立，这里简单地介绍一下4D产品的概念。
1.1 数字高程模型
DEM是区域地形的数字表示，它由规则水平间隔处地面点的抽样高程矩阵组成。DEM的水平间隔应随地貌类型不同而改变。为控制地表形态，可配套提供离散高程点数据。由于格网的规则性，其X，Y或B，L的交点坐标被省略，通过对应的2值在矩阵中的行列号隐含表示。DEM数据通过一定的算法，能转换为等高线图、透视图、坡度图、断面图、晕渲图，以及与其他数字产品复合形成各种专题图产品；还可计算体积、空间距离、表面积等工程数据。
1.2 数字正射影像（DOM）
DOM是由航空摄影或其他遥感数据经纠正和消除地形影响后形成的数字图像，是地表信息的真实反映，信息量极其丰富。数字正射影像图叠加专题信息之后，摆脱了传统专业线划图过于抽象，非专业人员不易理解的局限，使城市信息更加直观、内容更加丰富多彩，便于政府对城市的管理。数字正射影像数据库可以作为基础地理信息系统建设的重要的背景，可供规划、设计和广大用户直接查询、量算使用。
1.3 数字栅格地图（DRG）
DRG是现有模拟地形图的数字形式。它是由模拟地图经扫描、几何纠正及色彩归化后，形成在内容、几何精度和色彩等方面与地形图基本保持一致的栅格数据文件。可以较为方便的进行放大、漫游、查询等。本产品可作为背景，用于数据参照或修测其他与地理相关的信息，适用于DLG的数据采集、评价和更新；也可与D伽，DEM等数据集成使用，派生新的可视信息，从而提取、更新地图要素；还可以绘制纸质地图，改变地图存储和印制的传统方式。
1.4 数字线划地图（DLG）
DLG是地形图或专题图经过扫描后，对一种或多种地图要素进行跟踪矢量化，再进行矢量纠正形成的一种矢量数据文件。其数据量小、便于分层，能快速生成专题地图。这种数据满足GIS进行各种空间分析要求，被视为带有智能的数据，可随机地进行数据选取和显示，与其它几种产品叠加，便于分析、决策。各种以矢量为基础的地图均可视为DLG。
2 城市基础地理信息数据库的内容
城市基础地理信息数据库主要应包括以下7个数据库：控制测量成果库（CSP）；数字线划地形数据库（DLG）；数字正射影像数据库（DOM）；数字高程模型数据库（DEM）；数字栅格图数据库（DRG）；地名数据库（PN）；元数据库（MD）。基础地理信息数据库还可包括管线、规划、地质等相关数据。基础地理信息数据库的组成结构图如图1所示。
3 城市基础地理信息数据库的逻辑设计
城市基础地理信息数据库必须面对不同的用户或应用群体，系统的主要需求表现在各类数据的快速检索查询、数据的更新与维护以及数据的安全等等多个方面，所以我们必须对数据库中的数据进行合理的组织和分类来满足上述需求。
数据库的逻辑设计主要是根据数据的不同应用对数据进行分类组织。下面以矢量地形图为例阐述数据库的逻辑设计。
矢量地形图数据作为数字线划图的主要组成部分，用以表示城市的基本面貌并作为各种专题数据统一的空间定位载体，包括测量控制点和城市地形、交通、水系、境界、居民地、植被等核心地理要素。在基础地理信息数据库的逻辑设计中，可以设计如下。
（1）矢量地形图数据子库。
矢量地形图数据子库的划分可以依据城市在建立城市基础地理信息系统时使用的矢量地形图数据的比例尺来进行，如有的城市有1∶500、1∶2000和1∶10000的矢量地形数据，就可划分为3个子库，分别为1∶500地形图子库、1∶2000地形图子库、1∶10000地形图子库；而有的城市可能只有1∶500和1∶10000的矢量地形数据，那其地形图子库就有1∶500地形图子库和1∶10000地形图子库两种了。
（2）矢量地形图数据大类。
根据通常应用的需要，将基础数据库中的矢量地形数据按地形实体的大类进行逻辑分组，每一个逻辑组就是一个矢量地形图数据大类。矢量地形数据按照国标可以分为控制点、居民地、交通、水系等几个大类。一个大类中的空间实体数据在逻辑上被看作属于同一范围，其代码的第一位都相同，往往被同时应用。
（3）矢量地形数据图层。
一个矢量地形图数据大类通常包含多个空间实体类型，可以再根据实体的类型（点、线、面）和实体在数据中的意义（辅助信息、主要信息）划分出具体的逻辑层，一个逻辑层还可以含有一个注记层。
（4）矢量地形数据实体。
矢量地形数据实体作为单个图层中的独立单元，包含图形数据（几何属性）和非图形数据（非几何属性）。图形数据一般指实体的地理位置和形状，非图形数据包括标量属性（如：高程、面积、长度的数据及实体的编码数据等）和名称属性（如：道路名称、河流名称等）。地理实体按几何形状分为点、线、面三种基本类型，这种分类法对于地理实体的特征描述和编码表示很合适。例如点类有控制点、独立地物点等，线类有道路、地类分界线、管线等，而面类有行政区域、建筑物、绿化带等。
4 城市基础地理信息数据库的详细设计
4.1 控制成果数据库
4.1.1 控制成果库系统设计
建立控制成果库主要是对测区基础控制点、像片控制点、空三加密成果、控制概况资料、空三加密概况资料等进行有效组织与管理。控制成果库系统由控制点成果录入、查询两个主要模块组成。
（1）控制点成果录入：控制点成果数据录入模块是对测区的概况资料、基础控制点成果、像片控制点成果、空三加密成果组织入库。（2）控制点成果检索查询：对于基础控制成果、像片控制成果，通过点号进行查询；根据摄区代号对像片控制概况资料、加密成果等资料进行查询。
4.1.2 控制成果数据内容
控制成果库由基础控制成果（内容为城市基础控制点成果）、像片控制概况（内容为像片控制测量的基本情况）、像片控制成果（内容为像片控制点成果）、空三加密概况（内容为航测内业空三加密的基本情况）、空三加密成果组成。
4.2 正射影像库
4.2.1 正射影像库系统设计
正射影像数据库系统由数据入库、数据查询两个主要模块组成。
（1）数据入库模块：正射影像数据入库模块是要把TIFF格式的正射影像导入数据库；二是要把正射影像对应的元数据录入数据库。（2）正射影像数据检索查询：正射影像数据检索查询模块主要是根据图幅号对正射影像元数据进行检索查询。
4.2.2 正射影像库数据内容
正射影像库包括正射影像库成果（内容为正射影像成果）和正射影像元数据。
4.3 数字高程模型库
4.3.1 数字高程模型库系统设计
DEM数据库系统由数据入库、数据查询两个模块组成。
（1）DEM数据入库：数字高程模型的入库包括BLI格式的数据入库及元数据入库两部分。（2）数据查询：数据查询模块指对DEM元数据信息进行查询。
4.3.2 数字高程模型数据内容
数字高程模型数据为拼成一体的济南市DEM数据。
4.4 基本要素数据库
4.4.1 基本要素数据库系统设计
基本要素数据库包括境界、道路、水系、地名及土地利用等五大类基础的空间数据。系统由数据入库、数据查询两个模块组成。
（1）基本要素数据入库模块：由数据库软件提供的矢量数据入库工具把Acr/Info的E00数据导入到数据库中，并用开发的元数据录入模块完成元数据录入。
（2）基本要素数据的检索查询：建立以图号为索引的数据查询机制，根据图号对元数据进行查询。
4.4.2 基本要素数据内容
基本要素数据库主要包括境界、道路、水系、地名及土地利用五大类基础数据及元数据信息。
根据具体的入库需求，在境界、道路、水系、地名及土地利用五类数据中，按照不同的内容进一步细化，共分为12层数据（如表1）。
5 城市基础地理信息数据库的存储管理
随着数据库技术的发展，通常采用数据库（包括关系数据库、对象关系数据库）管理空间数据，使空间数据与非空间数据真正实现一体化的无缝集成，这是当今Gls发展的趋势。采用数据库管理空间数据能够支持海量空间数据存储、数据查询检索灵活、易于数据动态分析、采用开放的Client/Server技术，真正解决数据共享和多用户操作问题，而且它具有强大灵活的开发环境。
目前，在空间数据存储和管理方面应用最为广泛的是支持空间数据存储的数据库技术和能够实现在关系数据库中存储和管理空间数据的中间件技术。能够支持空间几何对象存储和操作的对象关系型数据库管理系统主要有oracle，Microsoft SQL Server，Informix，IBMDBZ等，其中oracle是国际上许多地理信息系统用来管理海量空间对象数据的首选数据库管理系统。在大型地理信息系统的应用中，通常是通过ESRI公司（Environmental systems Research Institute，ESRI）的空间数据引擎ArcSDE结合大型关系数据库（例如oracle，SQL Server）或者Oracle公司针对oracle数据库开发的OracleSpatial来存放和处理空间数据。
5.1 空间数据引擎
空间数据引擎是一种处于应用程序和数据库管理系统之间的开放且基于标准的中间件技术。使用不同GIS厂商数据的客户可以通过空间数据引擎将自身的数据提交给大型关系型DBMS，由DBMS统一管理；同样，客户也可以通过空间数据引擎提供的用户和异种空间数据库之间的数据接口，从关系型DBMS中获取其它类型的GIS数据，并转化成客户可以使用的方式。
于是，空间数据引擎就成为各种格式的空间数据出入大型关系型DBMS的转换通道。空间数据引擎ArcSDE是GIS软件生产商ESRI公司生产的中间件，它是利用关系数据库管理系统（RDB略）的先进特性和真正的客户/服务器（Client/Server）计算模式来管理大型企业海量地理数据的。ArcSDE将空间数据及其相关的属性数据统一地放到商业化程度较高的标准关系数据库中进行管理，同时采用开放策略，提供了开放、灵活、健全的API，开发人员可将空间数据检索和分析功能集成到他们的应用工程中去。这就使得海量空间数据的管理获得了一种比较理想的模式，并且使得在广域网上以真正的Client/Server计算模式提供空间数据访问服务、面向多用户环境成为可能。
ArcSDE的优点：数据库连接配置选择多样性、空间数据表述、数据库可移植性、应用程序可移植性、数据完整性、提供应用编程接口、应用软件和开发工具；ArcSDE是允许通过ESRI公司的GIS软件——ArcInfo，ArcEditor，ArcView，和ArcIMS直接连接空间数据库的标准接口。这些应用软件和它们的综合开发工具提供了一个创建、管理和使用空间信息的完整框架。ArcSDE也支持直接从AutoCAD和Microstation到空间数据库的接口。
5.2 城市基础地理信息数据库的存储方案
城市基础地理信息数据库是空间型的数据库，数据量大，数据类型复杂，必须采用大型商用的关系数据库管理系统。根据国内现状和类似工程的实例，推荐使用Oracle关系数据库管理系统；一方面使用oracle关系数据库管理空间数据库成功的案例较多；另一方面国内在使用。Oracle关系数据库管理空间数据库方面积累了许多经验，这有助于城市基础地理信息数据库的建库和管理。
ArcSDE能够与RDBMS协同工作，提供了空间数据的存储、查询和管理的解决方案。其中，RDBMS负责在关系表中物理地存储数据，ArcSDE则负责为前端的GIS解释数据表中的这些数据。因此，采用ArcSDE与oracle相结合的方式，是城市基础地理信息数据库存储与管理的合适方案。用ArcSDE管理空间数据，数据库实体存放于关系型数据库Oracle中，由Oracle实现对数据库的管理。在此基础上，通过空间数据引擎ArcSDE访问数据库，并提供相应的客户端应用。
参考文献
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基础地理信息要素范文5
摘要:丝绸之路历史地理信息开放平台是国家社科基金重大项目以及国家文化产业支持项目双重支持、重点建设的重大工程，以服务“一带一路”国家基础建设为目标，针对二千年陆上丝绸之路地理信息进行采集、储存、分析、管理。它的设计定位是:开放的，服务于科研、教学与政府咨询的综合性基础历史地理信息平台;设计理念为开放、便捷、易管理、好操作。对历史地理学研究的意义在于:(一)方便学者利用丝路沿线综合的历史地理数据资源。(二)为丝绸之路历史地理长时段、综合性问题研究提供平台。(三)利用平台资源，方便学者开发自己的个性化专题研究内容。
关键词:丝绸之路;历史地理;GIS;设计理念
GIS用于历史地理学研究是近年来历史地理研究手段的革命，这种革命不仅拓展了历史地理学的研究内容，同时也带来了研究理念与思维方式的变革。然而，利用GIS进行历史研究，需要计算机、软件系统、地图资源等辅助工具，方便的平台系统是推动其发展的基础条件，因此，近年来各国政府与科研院所大都投入人力、物力，致力于本国的历史地理信息平台建设，分门别类的历史地理信息平台年年增加。［1］由复旦大学历史地理研究中心与哈佛大学联合开发的中国历史地理信息系统(CHGIS)也是其中重要的历史地理信息平台。中国历史悠久，历史地理信息丰富，如何挖掘历史资源，利用大数据理念进行历史研究，建设多要素、多专题历史地理信息系统尤为重要，而综合的历史地理信息平台搭建就更加迫切，丝绸之路历史地理信息平台就是在这样的契机与时代背景之下建立起来的。丝绸之路历史地理信息系统(SRHGIS)是受国家社科基金重大项目支持，围绕国家“一带一路”倡议而建设的有关陆上丝绸之路的历史地理信息系统，其目的是根据现有的研究内容，建立一套自汉代张骞打通西域以来至1949年以前丝绸之路沿线逐年连续变化的、开放的基础历史地理数据库，内容包括二千年丝绸之路沿线自然环境、土地利用、交通、商贸、民族、宗教、文物遗址、文化传播等要素的数据集，为丝路沿线综合性学术研究提供历史地理基础数据。［2］作为丝绸之路历史地理信息系统建设，该数据集内容丰富，涉及目前丝绸之路沿线自然与人文要素的方方面面，需要系统平台进行存储、管理、分析与输出。丝绸之路历史地理数字化应用平台主要针对以上系统数据而建，旨在借助现代计算机技术、3S技术(RS、GPS、GIS技术)，搭建一套集丝绸之路历史地理时空数据存储、管理、应用、分析和共享的时空大数据科研服务平台(以下简称“平台”)，目前已试用上线。①本文主要介绍这一平台的理念、架构、特色与价值，以方便历史地理学者了解、利用及科研服务。
一、丝绸之路历史地理信息平台的结构设计理念与技术优势
作为历史地理信息平台，最关键的要素不外乎对数据的采集、管理、分析与共享功能的实现。由于历史地理信息系统有别于地理信息系统，它所涉及的数据时间跨度长，历史资料采集困难，数据开发与管理相对复杂;同时，它所服务的学者领域也非常广泛，包括历史学者、地理学者、考古工作者等，这其中要求历史学者需要熟悉地理信息系统的理念，地理学者也要明了历史数据的提取。作为跨学科的应用平台，为了能更好地服务于各学科学者的需求，平台设计的总体理念定位在开放、便捷、易管理和好操作上。开放:丝绸之路历史地理信息平台是集数据集与分析应用于一体的开放平台，平台与用户数据分离，使用方便。一般的GIS应用系统多是封闭的专用系统，这种系统的GIS部分需要特殊定制，GIS系统与用户数据集成在一起，不可分离。这样的封闭系统需要GIS专业人员做特殊开发，虽然功能强大，但费时费力，应用面窄。本系统的设计是将系统平台与基础地理数据以及用户数据分开，平台只提供基本、通用的系统功能，可以独立操作。用户自己可以利用平台建立专题数据，平台则自动实现用户专题数据和丝路专题数据的链接，自动生成各种专题历史地图和专题历史地理信息系统。便捷:系统设计时突出了平台的通用性，平台可适应多种学科的需要:历史学、考古学、地理学、经济学乃至文学等。可以利用平台的各种功能，生成具有各自学科特点的GIS系统。考虑到从事人文学科的学者通常对于计算机和应用软件比较陌生，系统设计还考虑到方便使用，多利用鼠标进行选择，尽量减少直接输入。易管理、好操作:平台设计较为简捷，数据中心与门户可以实现一站式丝绸之路沿线历史地理数据资源的、搜索、浏览、申请、审核、评价、收藏、下载等功能。利用元数据进行数据统一组织和，不同类型数据支持多种操作，如在线浏览、查询、下载，且支持多种数据格式，转换方便。技术系统直接决定平台运转的速度与操作程序，为方便广大用户在不同尺度地图与不同水平的计算机上进行系统操作，西安云图信息技术有限公司在开发该平台时，大量参考与综合目前国内外最先进的技术系统，其优势表现在以下四个方面。首先，平台构建于云服务和时空大数据技术之上，能够实现大规模时空数据的存储、、共享和可视化展示，同时还支持多种基于“云模式”的空间分析模型，可以对平台数据和用户贡献数据进行空间叠加、在线制图和数据分析，方便进行多源数据的探查、叠加和知识发现。相比目前业内其他相关公开的系统，该平台不但提供了开放的用户数据、在线制图和上传数据共享的功能，还具备强大的在线可视化和分析建模能力。其次，平台融合了多种主流技术及其框架，商业组件和开源技术并存。第三，平台接入了大量第三方服务，极大丰富了平台的数据和功能，如天地图、高德、Google、OSM、百度等地图服务、哈佛CHGIS地名数据服务以及台湾中央研究院中国历史地图数据服务等。此外，平台本身所有数据和在线模型分析功能都以标准REST服务方式对外提供，以方便其他系统对接调用，扩展了平台应用领域。第四，基础数据数量大也是本平台的一个特色。基础数据包括多比例尺基础地理数据(行政、地名、水系、交通等)、历史地图数据、影像数据、高程数据等。如1∶100万基础地理数据，实现丝路沿线比例尺尺度1∶100万地理数据建设，包括交通、地名、水系、境界、铁路、湖泊、居民地等常用基本要素。高程数据:进行丝路沿线90米分辨率和境内30米，重点区域达到15米分辨率高程数据库建设。开展了丝路沿线影像数据库的建设，下载、匀色、拼接、裁剪，搭建了丝路沿线中高分辨率影像数据库。
二、丝绸之路历史地理信息平台的结构与组成
丝绸之路历史地理信息平台具备时态GIS、三维虚拟展示、WebGIS、云GIS、空间建模和分析功能。平台的组成大体包括三个部分:1.基础设施。包括计算机硬件、软件以及部署环境的建设，数据库、虚拟化环境、集群环境、GIS平台、操作系统、Web服务等。2.数据中心。数据中心主要负责对历史地理时空数据库的建设与管理，包括基础地理和影像数据、历史地名数据、历史专题数据(生态环境、土地利用、交通商贸、城址城市、民族宗教、文化传播等)、资源和目录数据、运维管理数据。同时融入数据的采集和ETL工具、数据的运维管理子系统，实现一站式丝绸之路沿线历史地理数据资源、搜索、浏览、申请、审核、评价、收藏、下载等功能，是本平台的核心。3.平台系统。平台系统包括科研数据集共享和门户子系统、时空数据框架子系统、科研模型分析子系统、智能推荐和统计分析子系统、运维管理子系统。其中时空数据框架与空间模型分析最具操作性。时空数据框架是基于ArcGISGeodatabase模型设计实现的一套时空数据库，采用Post-greSQL和ArcSDE进行存储和管理，内容包括丝路时态基础地理、影像、高程等数据，还包括各个科研专题数据库，各个专题数据和基础数据通过统一的定位、编码和时态框架进行集成，数据格式为gdb。在本平台，它是地图的入口，实现“丝绸之路”各类资源数据分目录导航、定位、叠加、浏览、查询和统计分析应用，基于HTML5和Javascript技术实现，是一个集成系统，整合7个专题(自然环境、土地利用、交通商贸、民族宗教、文化传播、城址城镇、文化遗产)和基础数据，提供基本GIS功能、图层操作功能、资源目录查询和导航功能、时态推演功能、变化分析功能、多时态对比功能等。且通过二三维Web方式对丝绸之路基础和专题要素进行综合展示、查询、分析和应用。空间模型分析子系统建立在丝路几个专题系统分析基础上，采用Web的方式对科研分析模型进行集成、Web、动态运算和展示。实现模型创建、和Web集成调用，将GIS分析模型搬到云端，实现在Web端的参数调整、动态分析和结果展示。是基于Python、GP和SOE所进行的扩展开发。
三、丝绸之路历史地理信息平台的基本功能
1.历史地名查询功能:作为历史地理信息系统，历史地名的转换是非常重要的。由于中国历史跨度长，地名变更的频率高，一地多名或多地重名的现象经常出现，因此，地名数据库就成为历史地理信息平台不可或缺的组成部分，也成为查询地理信息最重要的环境，丝绸之路历史地理信息平台专门设计了强大的历史地名数据库，吸收目前国内相关平台的优点，保留CHGIS所创造的历史地名“生存期”概念，同时在地名的辨识方面又有所创新。地名点包括政区地名、自然地物名称、交通驿站名称、历史民族聚落点、国家名称等，层级与类别较以往更加复杂，平台的搜索功能也非常强大。
2.地图的叠加与分析功能:时空框架综合了平台所有的空间数据，以目录的形式呈现，支持多要素的空间叠加，进行区域的多要素综合分析，为进行丝绸之路沿线区域综合研究提供方便。另外，在时空框架中实现内置模型，包括可视区域分析、地形分析、成本距离计算、动态插值分析、水文分析、网格分析、趋势分布分析、剖面分析、加权叠加分析、热度分析、社交网络分析等。这些分析模型的植入，大大方便了历史地理学长时段、综合性的运算与处理能力，也是进行可视化研究的一个捷径。
3.强大的制图功能:地图制作与输出是本平台最重要的功能之一，平台专门在时空框架中设置了绘图工具，可以直接进行点、线、面的绘制，地图要素丰富，图库符号齐全，操作系统简单。操作者可以任意添加数据，制作自己所需的地图，也可利用丝绸之路网络平台内的数据进行重新编辑。同时接入了天地图、高德、Google、OSM、EsriOcean等多种格式的底图图层，支持多种底图切换，并设置了无底图模块。另外，我们与台湾中央研究院计算中心合作，接入由其开发的中国历史地图集数字化成果，历史政区底图齐备。
4.地图在线配准功能:历史地图时代早，包含丰富的历史地理信息，河流、水文、交通、聚落信息量非常大，传统历史文献中很难找到这样的记载。但由于受测绘技术与水平限制，与今天的地图信息进行比照、提取较为困难，因此，历史地理学者多方探求历史地图数字化的方法，进行相关数据的提取。而历史地图数字化的第一步就需要进行地图配准。丝绸之路历史地理信息平台建有丝路地图数据库，同时配备了地图在线配准软件，将图库中的地图或自已的地图上传到平台之上，可以进行在线配准，为地图信息的提取、利用提供了便利条件。
5.三维动画演示功能:历史河流水量变化、湖泊伸缩、水利工程利用、交通道路走向的可视复原，可以形象地帮助我们理解历史时期自然与人文要素在空间的变动过程，丝绸之路历史地理信息平台在三维动画演示功能上也做了相应的尝试，更直观地显示出历史要素的空间动态过程。
6.地图的卷帘、对比功能:丝绸之路历史地理信息平台设计了地图的卷帘与三窗口对比功能，随意选择两种格式的底图都可以进行卷帘查看。三窗口对比可以选择任意三个不同时期的水系图或湖泊分布图等，在同一页面上比对，这对于历史变迁的显示一目了然，非常适合历史地图的对照与比较研究。
7.历史地图数据库及利用:平台为实现历史地图的网络和共享，定义了历史地图元数据项，包括贡献者、单位、数据时间、主题词、描述、学科类别、数据类型、空间位置等。可以根据空间和属性条件对历史地图进行检索和浏览，为提高图像网络浏览速度，采用深度缩放技术进行实现。
8.地图故事呈现:地图故事模块采用图文并茂的方式对历史事件进行可视化，该模块完全开放给注册用户，用户可以利用个人中心，根据时间、地点、人物、事件等要素地图故事。地图故事中集成了强大的制图功能，可以进行点、线、面、文字和标记绘制，除了这些简单的制图功能，还可以绘制复杂的军事符号和曲线符号，用于表达诸如古代战争、人口迁移等带有动态过程的可视化分析。
四、平台对历史地理研究的价值与意义
1.平台建设对于丝路沿线综合历史地理信息资源的利用具有重要价值。丝绸之路历史地理信息平台首先是相关历史地理信息资源管理的系统，它将目前国内外各种类型的历史地理数据分别存储，包括文献资料、地图资源、图像资料、考古文物信息、声频音频资料全部纳入到系统当中，利用平台方便的查询系统，随时调用，数字化地图也可以实现部分在线配准功能，方便了历史地理信息的提取，历史地理学者在这个平台之上，可以方便地找到自己所需的各种数据资源，从而大大提高了资料的使用效率，是丝绸之路研究不可或缺的资源宝库。
2.平台建设为丝绸之路历史地理问题综合研究提供方便。平台是在丝绸之路历史地理信息系统开发基础之上搭建的，丝绸之路专题数据库是它的基础，七个专题子系统中融合了大量历史地理数据，都是经过细致考证、考察、定位而形成的系统数据集。［3］利用这些数据，配合平台的地图开发功能、分析软件以及地图在线配准功能，将数据、地图、分析融为一体，大大方便了历史地理工作者的科研需求，无论进行丝路沿线的历史、考古还是针对区域研究，都可以在线使用，将丝绸之路沿线专题历史问题的研究进一步加强与深化，特别是对于丝路沿线长时段、综合要素的历史分析具有得天独厚的优势，因此，对历史地理工作者来讲，它是一个非常方便的科研基础平台。
3.开放信息系统也是方便学者开发个性专题研究内容的数据平台。丝绸之路历史地理信息平台是一个开放的工作平台，该平台是基于丝路时空框架数据库和相关服务体系，用于实现面向科研和服务的大数据平台。用户通过该平台可以进行丝路时空框架专题数据查询、浏览、分析、统计、研究和制图，也可以共享自己的科研成果，对于平台的科研成果还可以进行申请、下载，利用平台提供的模型分析功能，基于丝路数据进行时空分析，且根据自己的需求，生成新的研究数据与成果，可以用于科研与教学，也可以在平台上形成共享。因此，该平台也是科研工作者与爱好者进行个性化产品开发的一个很好的工作系统。
总之，在信息化时代，地理学研究手段不断更新，服务于历史地理研究的专题性、开放的历史地理信息系统应用面越来越广，开放的历史地理基础平台尤其需要。因此，建设共享的丝绸之路历史地理信息平台，可以助力历史地理研究，推动历史地理学科的信息化建设，提高历史地理专题研究的精度，增加历史地理学研究手段，为历史地理学在新的历史时期打开更广阔的学术前景。
参考文献:
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基础地理信息要素范文6
关键词 三维地理信息系统 三维可视化 SketchUp ArcEngine 产业园区
中图分类号：P209 文献标识码：A
0 引言
20世纪90年代后，由于三维可视化与虚拟现实技术的迅猛发展使得三维地理信息系统成为了可能，随着“数字地球”的提出，对建立三维地理信息系统提出了更为迫切的要求。三维地理信息系统（3DGIS）能对区域空间内的对象进行三维描述、展示和分析，水城县猕猴桃现代农业产业园区为加快推进产业合理规划建设，提高科学管理的水平急需构建一个基于三维的地理信息系统，以便能够对产业园区各地理要素空间信息进行更好地规划和管理，传统的二维地理信息系统已无法满足实际需要。本文将SketchUp强大的建模功能与ArcEngine简洁、灵活、易用的嵌入式GIS组件库有机结合起来，在二、三维地理信息系统的查询、漫游等方面做了一些有益的探索。
1 相关软件的介绍
1.1 Google SketchUp 软件
SketchUp是一套直接面向设计方案创作过程的设计工具，是三维建模设计的优秀工具，相比其他建模软件，SketchUp操作简便，功能强大，利用方便的贴图工具，可以做出逼真的三维模型。而且SketchUp还提供对ArcGIS的支持，弥补了ArcGIS在建模方面的不足。
1.2 ArcEngine软件
ArcGIS Engine是ArcObjects组件跨平台应用的核心集合，是用于构建定制应用的一个完整的嵌入式的GIS组件库。本文利用ArcEngine提供的组件在Microsoft Visual Studio 2008开发环境下进行集成和二次开发，实现一个脱离ArcGIS平台而独立运行的应用程序。
2 研究思路
三维地理信息系统的构建过程主要包括数据采集和处理，三维模型构建，GeoDatabase数据库构建和系统的集成与现实等四个主要步骤。技术路线如图1所示。
3 三维地理信息系统的设计与实现
3.1 数据采集与处理
空间数据是构建三维地理信息系统的主要基础，主要包括产业园区0.5m航拍影像；1：1000地形图；建筑物AutoCAD平面数据、地理属性及表面纹理数据等。
首先对航拍影像进行矫正处理，以1：1000地形图为标准，利用对已经地面控制点的位置，运用ArcMap中的地理配准工具，使航拍影像各个像元在地面上精确定位，误差控制在0.5个像元以内。
利用R2V等工具对1：1000地形图进行矢量化，拼接，矫正，为下一步制作DEM做准备。
AutoCAD平面数据主要包括建筑物的轮廓、坐标、高程等信息，将CAD文件另保存成.dxf格式，通过ArcMap处理优化，转化为Shapefile数据，提取建筑物长宽高等信息，并根据实际建模需要添加属性字段，为后续SketchUp三维建模做数据准备。
建筑物的表面纹理数据一般使用数码相机进行采集，利用Photoshop对采集的数据进行加工处理，满足SketchUp贴图的需求。
3.2 地物建模
三维模型构建主要是利用SketchUp 8来完成，它可以极其快速和方便地对三维模型进行创建、修改和渲染。在进行三维模型构建时，地物模型的建立是三维地理信息系统构建的重要环节和基础，根据地物模型的不同可以分为以下三类：
3.2.1点状要素建模
对于树木、路灯等辅助点缀设施，可以利用SketchUp中3D模型库中常见的几种树或路灯的三维模型，如果有需要还可以通过对模型进行修改，确保三维模型的真实性。
3.2.2线状要素建模
在对于小路、河流等线状要素进行建模时，可以将其看成具有宽度的立体面，再根据实际需要对宽度进行扩展。然后再进行纹理贴图，这样可以制作出逼真的三维模型，使浏览者感受真实的层次感，具有很高的仿真性。
3.2.3面状要素建模
在三维地理信息系统中，对于建筑物等面状要素文件建模时，可以根据建筑物AutoCAD平面数据获取长宽高等信息，利用SketchUp的推拉工具，对建筑物进行快速三维建模。对于关键建筑物需要精细建模的，需要用数码相机对建筑物四周进行拍照，照片经过 Photoshop处理后，利用SketchUp中的贴图工具，将处理好的材质贴附于建筑物模型表面，使模型更贴近于真实效果。
3.3地形建模
地形作为构建三维场景的基础，是所有其它空间地物的载体、地物都是建立在地形基础上的，特别是地形起伏较大的山区地区，要实现相对真实的三维场景，地形的三维构建是十分重要的。本文采用在ArcGIS中叠加相同地区的数字高程模型（DEM）和航拍影像图，运用地理配准工具，纠正航拍影像图的地理坐标，将航拍影像图叠加到DEM上，生成三维地形。
3.4 ArcScene创建三维场景
三维场景是在ArcScene中生成的，首先将处理好的三维地形，包括DEM和航拍影像图加载到ArcScene中，叠加构建三维场景的底图。然后把制作好的三维模型导入到ArcScene的GeoDatabase中，把建筑面状数据利用ArcToolbox中的要素转点工具转换为点状要素，在符号属性管理器中将点状要素的属性修改为该建筑物的三维模型，根据实际建筑物的大小、方位来调整模型的大小、角度、位置等参数。将制作好的场景在ArcScene中保存为.sxd格式，为后面利用ArcEngine平台进行系统开发打下数据基础。
3.5 三维地理信息系统的实现
三维地理信息系统以水城县猕猴桃现代农业产业园区为研究区，建立起逼真的虚拟三维可视化平台，以ArcEngine9.3为系统开发平台，利用VS2008为开发工具，并通过GeoDatabase数据模型有效地组织和管理包括三维模型数据在内的各种空间数据，实现了三维模型数据的可视化，并在可视化基础上，实现了各类三维空间查询、漫游等功能。系统功能模块主要包括二维应用模块、三维应用模块、数据库模块等三个功能模块，主要利用ArcEngine的MapControl、TOCControl、ToolbarControl、PageLayoutControl、LicenseControl和menuStrip等控件来实现，空间数据库通过GeoDatabase数据模型来统一管理二维和三维数据，GeoDatabase使用了面向对象的方法、使得要素可以有自己的行为和属性，另外要素具有继承性、多态性和封装性。这样，以更加符合自然的行为和人的思维方式去组织数据，更精确的模拟真实世界。三维地理信息系统效果图如图2：
4 结束语
在当前传统地理信息系统发展的基础上，研究通过运用SketchUp与ArcEngine相结合的方法来构建三维地理信息系统，充分利用SketchUp快速建模和ArcEngine灵活的GIS部署特点，实现了三维浏览、显示、属性查询、漫游等基本功能，在实际应用中相比较传统二维信息系统，三维地理信息系统更加直观真实，提高了管理的效率，它为用户提供了实时交互的三维场景，以全新的表现方式，将产业园区的现代化管理推上一个新的台阶。另外三维地理信息系统在智能化、科学化和网络化方面还有很多地方需要提高和完善，需要进一步深入研究。
参考文献
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