水利基礎(chǔ)電子地圖再擴(kuò)精度

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目前，水利部已完成了覆蓋全國陸地部分的1:25萬水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫，要素包括河流、湖泊、水庫、水閘、堤防、蓄滯洪區(qū)、報汛站、水系邊界等多個專題圖層。隨著地理空間數(shù)據(jù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用逐步深入，1:25萬比例尺電子地圖數(shù)據(jù)在實際應(yīng)用中逐漸不能滿足需求，迫切需要建設(shè)更大比例尺的水利基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫。與1:25萬數(shù)據(jù)庫相比，1:5萬數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容更加豐富、精確、直觀、詳盡。在其基礎(chǔ)上建設(shè)1:5萬水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫，將大大地提高水利行業(yè)地理空間數(shù)據(jù)的應(yīng)用水平。

水利基礎(chǔ)電子地圖為防汛抗旱、水資源、水環(huán)境、水土保持、水利工程管理等水利領(lǐng)域提供基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)。水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)作為水利公用信息平臺建設(shè)的一個重要內(nèi)容已經(jīng)納入《2001～2010年全國水利信息化規(guī)劃綱要》中。

數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)流程

1:5萬水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)分三步，具體技術(shù)流程如圖1所示。

1.資料收集

資料收集的內(nèi)容，包括1：5萬基礎(chǔ)電子地形圖數(shù)據(jù)、遙感影像、水利工程圖件、防洪工程圖件、數(shù)字化測圖資料和其它文字資料的收集。由于1：5萬基礎(chǔ)電子地形圖數(shù)據(jù)本身的限制，以及其作為通用性用途而非專門為水利應(yīng)用設(shè)計，所以必須收集水利專題相關(guān)資料，并進(jìn)行加工和補(bǔ)充，才能真正建成完善的水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫。

2.數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)預(yù)處理包括地圖數(shù)據(jù)和遙感影像數(shù)據(jù)預(yù)處理，重點(diǎn)是對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，搞清數(shù)據(jù)的測繪與外業(yè)調(diào)繪時間、坐標(biāo)系統(tǒng)、地圖投影、數(shù)據(jù)精度、數(shù)據(jù)分類體系和屬性編碼。針對不同的數(shù)據(jù)分類體系，進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換處理。對于收集到的水利相關(guān)專題信息，需按照要素類別進(jìn)行歸類，以便能夠從收集的資料中解析工作區(qū)域的各類水利工程的空間位置、類別屬性等信息。要素分類和編碼需要遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

遙感影像主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入、格式轉(zhuǎn)換、幾何校正、波段組合、色相調(diào)整、數(shù)據(jù)融合、圖像鑲嵌和圖像剪裁等預(yù)處理工作。遙感影像是水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫建設(shè)中基礎(chǔ)地理信息和水利專題空間數(shù)據(jù)修編和更新的重要信息源。

3.水利空間數(shù)據(jù)圖層加工與建設(shè)

水利空間數(shù)據(jù)圖層加工與建設(shè)包括以下內(nèi)容：

確定數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容列表   通過對區(qū)域資料的收集和處理，針對各個水利專題圖層，確定需要建設(shè)到水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫中的工程列表，明確工程空間位置和工程屬性的收集范圍。

公共數(shù)據(jù)圖層建設(shè)    主要是在基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)重新分級分類，部分要素根據(jù)遙感影像進(jìn)行修測，完成圖形要素拓?fù)潢P(guān)系重建、分幅數(shù)據(jù)接邊拼接和數(shù)據(jù)剪裁工作。

水利專題圖層建設(shè)    依據(jù)水利專題數(shù)據(jù)要素分類，根據(jù)基礎(chǔ)地形圖、專題地圖和遙感影像進(jìn)行工程對象的位置形狀標(biāo)注和屬性添加。同時，還需要進(jìn)行圖形要素空間拓?fù)潢P(guān)系重建、分幅數(shù)據(jù)接邊拼接，數(shù)據(jù)剪裁等操作。

4，數(shù)據(jù)庫建立和數(shù)據(jù)導(dǎo)入

設(shè)計水利基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫，包括數(shù)據(jù)分層、屬性字段結(jié)構(gòu)，然后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中，以數(shù)據(jù)庫方式對水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

數(shù)據(jù)庫管理與服務(wù)

通過設(shè)計和開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理與服務(wù)平臺，來實現(xiàn)水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù)以及數(shù)據(jù)服務(wù)功能，具體功能描述如下：

1.數(shù)據(jù)庫管理與維護(hù)

數(shù)據(jù)庫綜合管理主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出、管理、查詢、瀏覽和更新維護(hù)，同時通過用戶、權(quán)限等數(shù)據(jù)庫安全機(jī)制確保數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)庫管理維護(hù)系統(tǒng)采用SuperMap Deskpro和SuperMap Objects組件構(gòu)建開發(fā)，主要對數(shù)據(jù)本身進(jìn)行維護(hù)管理、更新、增加、刪除等操作，同時用于維護(hù)數(shù)據(jù)的安全、權(quán)限認(rèn)證、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)分類等。具體管理功能如下：

數(shù)據(jù)目錄管理  數(shù)據(jù)源和地圖采用分級管理的模式，便于用戶容易找到其關(guān)心的數(shù)據(jù)源或地圖，并且不會發(fā)生誤操作。

數(shù)據(jù)管理  對數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)集屬性和數(shù)據(jù)集要素進(jìn)行管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集重建空間范圍、重建空間索引、復(fù)制和追加等功能。

元數(shù)據(jù)管理  為數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)集、地圖、圖層提供元數(shù)據(jù)，提供元數(shù)據(jù)子元素的添加、替換、和刪除等功能。

數(shù)據(jù)輸入輸出   通過系統(tǒng)輸入輸出工具，完成常用數(shù)據(jù)交換格式之間的輸入輸出，從而充分利用已有數(shù)據(jù)成果，為水利數(shù)據(jù)共享、交換提供友好的服務(wù)接口。

數(shù)據(jù)檢查  實現(xiàn)數(shù)據(jù)的打折、自相交、懸掛點(diǎn)、小銳角、對象相交、公共邊重復(fù)、對象包含、對象重合檢查等數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查功能。

數(shù)據(jù)維護(hù)  數(shù)據(jù)維護(hù)主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)，數(shù)據(jù)一致性檢查、日志管理等功能。

數(shù)據(jù)更新  提供數(shù)據(jù)入庫、歷史版本管理、元數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)目錄更新、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)編輯等功能。

2.數(shù)據(jù)服務(wù)

在數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計和開發(fā)各類服務(wù)，進(jìn)行多種數(shù)據(jù)服務(wù)，主要包括以下幾個方面：

目錄服務(wù)  通過目錄服務(wù)獲取系統(tǒng)提供的空間數(shù)據(jù)分類信息和數(shù)據(jù)描述信息，并提供按一定條件的圖層元數(shù)據(jù)查詢。目錄服務(wù)有兩個層面的功能，一個是返回數(shù)據(jù)分類目錄，另一個是返回相應(yīng)的元數(shù)據(jù)的屬性信息。

網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)（WMS）  網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)為外部應(yīng)用系統(tǒng)提供訪問水利電子地圖數(shù)據(jù)的接口，該服務(wù)接口包括開放地理信息系統(tǒng)（OpenGIS）執(zhí)行規(guī)范中的獲取矢量地圖、獲取矢量地圖、獲取點(diǎn)屬性信息、模糊查詢、緩沖區(qū)查詢等 。

影像數(shù)據(jù)服務(wù)  遙感影像服務(wù)為外部系統(tǒng)提供指定坐標(biāo)范圍、指定分辨率、指定數(shù)據(jù)源的遙感影像數(shù)據(jù)，用戶獲得影像數(shù)據(jù)后可以將遙感影像圖片和水利電子地圖數(shù)據(jù)疊加顯示。

建設(shè)完善的1:5萬水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫，可以大大提高水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)中的信息量，并為防汛抗旱、水資源、水環(huán)境、水土保持、水利工程管理等水利領(lǐng)域服務(wù)提供重要的數(shù)據(jù)支撐。同時，下一步工作中需要進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)庫中的水利專題內(nèi)容，提高數(shù)據(jù)庫詳細(xì)程度，并建立數(shù)據(jù)庫持久的維護(hù)更新機(jī)制。

圖1  1：5萬水利基礎(chǔ)電子地圖數(shù)據(jù)庫建庫流程