中国可持续发展信息共享示范
2009年1月6日 星期二  
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标准化与规范化研究和公共基础地理信息共享平台建设97-925-01-02专题

技 术 报 告

一、攻关目标任务

二、关键技术、主要技术经济指标

三、取得的主要成果及应用

1、公共基础地理信息共享平台的建立和提供应用

2、基础地理信息网站设计、建立和发布

3、可持续发展共享信息标准化研究

4、本专题取得的主要科技成果:

5、推广应用情况及评价。

四、结语

1.综合评价

2.存在问题和建议

五、附件

1、中国可持续发展信息共享标准集

    • 可持续发展信息分类和编码框架方案(初稿)

    • 中国可持续发展信息共享元数据标准方案(修改稿)
    • 中国可持续发展信息共享数据库数据字典内容标准(修改稿)
    • 中国可持续发展信息共享空间数据交换格式(初步方案)
    • 地理信息系统基本名词术语方案
    • 国家基础地理信息数据分类与代码(修订稿)
    • 中国可持续发展信息共享数据质量控制(初稿)

2、文集:《中国地理信息元数据标准研究》

3:论文:

    • 可持续发展信息共享公共基础地理信息平台建立和应用
    • 可持续发展信息共享标准化研究和相关标准制订
    • 国际地理信息标准化进展

    • 国际元数据标准的发展和研究现状
    • 中国可持续发展信息共享元数据标准实施

国家重点科技攻关计划97-925-01-02专题

技术报告

中国的可持续发展是建立在资源的可持续利用和良好的生态环境基础上的,强调发展与环保并重,其前提与核心是经济发展。在实现可持续发展过程中,无论是资源开发与利用、环境保护、生态建设,还是灾害防治等,都需要利用各种信息资源,信息共享是实现可持续发展基本条件之一。信息共享可以为经济发展节约资金,提高速度,带来显著的社会、环境和经济效益。究其本质,信息共享是一种社会行为,为保证其良性发展,这种社会行为必须是规范的。在实现可持续发展信息共享的实践中,人们普遍认识到政策、法规、标准、信息本身及先进的技术手段是缺一不可、相辅相成的。本专题涉及的中国可持续发展公共基础地理信息共享平台的建立和可持续发展共享信息标准化研究准正是为规范共享行为所必需的。前者是实现信息共享的基础,后者是实现信息共享的“软”环境。

国家测绘局自80年代以来一直十分重视国家基础地理信息系统的研究、设计和开发建设。国家基础地理信息系统从80年代初开始建设,是国家经济信息系统网络体系中的一个基础子系统, 是对经济信息和国土资源信息进行空间分析、应用所必需的基础地理信息系统,对社会可持续发展、国土的合理开发和有效整治、资源的综合利用和有效管理、优化生产力的总体布局等,都具有重要的意义。国家基础地理信息系统是一个面向全社会各类用户、应用面最广的公益型地理信息系统。是一个实用化的、长期稳定运行的信息系统实体。该系统数据库是为适应多层次、多方位用户需求而设计的,是各种专题信息空间定位的载体,是地理信息共享的公共基础空间数据平台,不仅能为国家级应用部门包括为国务院各部委局提供快速有效的决策支持,而且能为省级机构和其他单位提供空间定位的依据。迄今,国家基础地理信息系统已先后建成全国1:400万、1:100万和1:25万数据库。在这些数据库的基础上建立公共基础地理信息共享平台是我国可持续发展信息共享必不可少的前提条件。

标准是对重复性事物和概念所做的统一规定,是以科学技术为依据制定的技术行为准则,可以对各项工作与活动进行有效的指导、监督和管理。标准化是在经济、技术、科学及管理等社会实践中,对重复性事务和概念通过制定、发布和实施标准,达到统一、化简、协调和选优,以获得最佳秩序和社会效益的过程。可持续发展信息共享标准化研究充分注意到上述标准化工作的普遍性,同时也注意到可持续发展信息共享的特殊性,即信息内容的特定性、共享方式的多样性以及信息源多是建立在不同计算机平台上、分布式的、异构的数据库等特点;注意到随着现代信息技术的发展,需要依托现代信息技术、在网络环境中实现信息的查询、调用、处理等共享操作。因此,与可持续发展信息共享密切相关的标准涉及很多方面,如信息直接与间接识别、信息表示、信息存储、信息处理及信息传递与交换等。若干年来,我国在地理信息标准化方面已经开展不少研究工作,对先进国家的有关标准进行了深入分析,积极参与了国际地理信息标准的研制,并已经制定和发布实施了许多与地理信息有关的国家标准。这些都是我国可持续发展信息共享需要的,可以遵照执行。然而,这些尚不能完全满足可持续发展信息共享的需要,还有许多标准,诸如元数据内容标准、可持续发展数据分类编码体系、数据字典内容标准、数据转换标准、数据质量控制标准等急待研究制定。

本专题即是在这一背景下立题,着重研究和建立我国可持续发展信息共享公共基础地理信息共享平台和制定若干项急需的地理信息标准,为本项目目标的实现提供基础。

一、攻关目标任务

本专题的主要攻关目标是在深入调查、搜集现有有关资源与环境等数据分类与编码标准的基础上,通过中国可持续发展信息共享标准化和规范化攻关研究,形成一套实现中国可持续发展信息共享所急需的标准,同时,建立参加中国可持续发展信息共享各专题信息统一的、比例尺为1:400万的空间定位公共基础地理信息共享平台。

后来,在滚动计划中补充规定将全国1:5万、1:10万以及1:100万地形图编目数据库在网上发布,进行共享,供用户查询。

本专题主要研究内容包括:

  • 数据分类及编码标准体系的框架研究

设计可持续发展信息数据分类及编码结构方案,编写数据分类及标准体系框架结构文本。设计、制定数据字典结构方案。

  • 信息共享的数据转换标准研究

研究分析参与本项目的各数据库的结构和数据格式,提出本项目统一的空间型矢量数据、空间定位型统计数据转换标准格式,为实现不同数据格式之间的转换,进行数据交流奠定基础。

  • 可持续发展共享信息标准化研究

除前述分类及编码标准体系的框架研究、信息共享的数据转换标准研究外,同时研究地理信息系统名词术语标准、元数据 (Metadata,立项时称描述数据)标准框架、基础地理数据分类与代码标准、地理信息质量控制标准等。形成《中国可持续发展信息共享标准集》(初稿)。

  • 公共基础地理信息共享平台元数据研究

研究元数据的概念,包括元数据的定义、主要术语、元数据的内容、结构等。公共基础地理信息共享平台元数据的数据项内容设计,建立全国1:400万地形数据库元数据,供国内、外用户通过网络实际查询。

同时,研究和设计将国家基础地理信息系统各种类型数据库的样本数据(矢量、栅格、图象、文字等),在主页上查询、访问的技术方法和用户查询界面,在国际互连网络上发布,供国内外用户访问,并定期进行维护更新。

  • 公共基础地理信息共享平台的建立

按照1:400万比例尺、1:100万精度要求,研究确定用于我国可持续发展数据信息共享的基础地理信息的内容,建立用于信息共享的基础地理信息数据集。根据我国可持续发展数据信息共享的需求和实际掌握的资料,负责对基础地理信息进行维护更新,保持信息的现势性。

  • 基础地理信息网络通讯系统设计和建立

设计和建立以SUN服务器为平台的局域网,通过数据专线与《中国21世纪议程》管理中心相连接,进入我国可持续发展数据信息共享网络。并确定基础地理信息的共享等级,实现基础地理数据公开、有偿、审批有偿三种形式的信息共享。

  • 全国1:5万、1:10万以及1:100万地形图编目数据库网上发布

有关1:5万、1:10万和1:100万地形图编目的各种信息,共60000多条记录,说明全国范围30000多幅1:5万1:10万和1:100万地形图的图名、图号、比例尺、出版单位、出版时间等内容,为空间定位型统计数据库,不仅可以查询每幅1:5万地形图的属性信息,而且可以显示图幅分布范围。无偿提供共享。

二、关键技术、主要技术经济指标

本专题的关键技术:

本专题旨在通过中国可持续发展信息共享标准化和规范化研究,形成一套标准,同时,建立公共基础地理信息共享平台,通过攻关研究,主要解决的关键技术有:

  • 公共基础地理信息共享平台数字标准国界的表示方法和审批;
  • 公共基础地理信息共享平台网上发布的一系列技术,包括数据组织、网站设计、功能开发等;
  • 全国1:5万、1:10万以及1:100万地形图索引图自动生成、与编目数据库自动连接和上网发布技术

  • 可持续发展信息共享的信息内容多种多样,在这样的基础上制定出符合理论的分类编码标准体系框架十分困。通过研究确定从实用角度出发,以现有可持续发展信息共享各类信息为主体,完成了分类及编码标准体系框架方案;
  • 由于国内外对元数据的概念、定义、内容、建立元数据库的方法等尚未完全形成共识,通过研究,提出了参加可持续发展信息共享的各种数据库通用的、必须包含的元数据公共项标准方案,并将其内容分解为两级分期研制;
  • 由于国内尚无数据库数据字典标准,国外资料对“数据字典”的理解也不一致。通过研究确定数据字典是以数据库中数据基本单元为对象,对其内容作详细说明并按一定顺序排列的数据集。基于这一理解制定了数据字典内容标准方案。

本专题的考核指标(主要技术经济指标):

  • 建立可持续发展数据分类与编码体系框架标准方案。
  • 制定出网上共享各类可持续发展数据的格式转换标准方案。
  • 编制《中国可持续发展数据信息共享地理信息标准集》,包括地理信息系统名词术语、元数据框架等标准方案。
  • 提交用于我国可持续发展数据信息共享的公共基础地理信息共享平台,其中1:400万基础平台数据约40MB,无偿提供给参加中国可持续发展信息共享项目的各专题(仅限于参加中国可持续发展信息共享的各专题)共享。1:100万及更大比例尺数据则实行有偿共享。
  • 建立基础地理信息数据共享系统,可通过中国21世纪议程管理中心网络服务器端和最终用户端进行检索,实现分级共享。
  • 建立并提供基础地理信息系统元数据库,供用户通过网络主页查询检索。

三、取得的主要成果及应用

根据批准的专题合同规定指标和总体组提出的具体要求,“标准化与规范化研究和公共基础地理信息共享平台建设”(97-925-01-02)专题组,几年来集中在如下几方面开展攻关研究,按预期攻关目标比较好地完成了全部任务。现总结如下:

1、公共基础地理信息共享平台的建立和提供应用

根据确定的用于我国可持续发展数据信息共享的基础地理信息内容,从已建国家基础地理信息系统全国1:100万数据库中提取所需信息、进行数据类型的转换、数据综合和重组,建立了用于可持续发展数据信息共享的全国1:400万基础地理信息数据集,即公共基础地理信息共享平台。

与国家地震局有关专题组合作,利用全国1:400万基础地理信息共享平台数据与其各种灾害数据叠加,进行集成试验,取得经验,并找出存在的问题,为在本项目负责单位中国21世纪议程管理中心和各参加共享单位的系统中进行集成取得了经验。

由于该数据库现势性为1990年12月,难以满足新的需求,因此1999年对其中境界、政区、居民地和交通信息,重点是境界和政区信息进行了可能的更新,如政区界线和居民地名称及其行政区划代码的现势性均达到1998年,在属性表中同时记录全国各个县(自治县、旗)1993年和1998年的行政区划代码,增加了“京九”、“南昆”等重要铁路。1999年请国家测绘局审图办公室对1:400万数据库国界和省界数据进行了3次审查,使之成为标准的国界和省界数据,为公开发布公共基础地理信息共享平台数据打下了良好基础。

已经向所有参加本项目研究的单位无偿提供了全国1:400万基础地理信息共享平台数据,向本项目主持单位中国21世纪议程管理中心无偿提供了全国1:100万基础地理信息共享平台数据。同时,向有关单位以特别优惠价格提供了全国1:100万基础地理信息共享平台数据。2000年5月向所有参加本项目研究的单位无偿提供了更新版全国1:400万基础地理信息共享平台数据。

全国1:400万比例尺公共基础平台系全国无缝拼接的分层数据。主要内容包括县和县级以上境界、县和县以上人民政府驻地、5级以上河流、主要公路和铁路等。与全国1:100万比例尺地形数据库数据比较,1:400万数据境界数据层属性数据增加了县的汉字名称,居民地数据层属性数据增加了该驻地名称所在的行政区划代码,河流数据层的属性数据增加了河流名称与河流、湖泊分级等内容。1:400万数据的精度符合1:100万地形图要求,要素的内容详细程度,或图面显示载负量符合1:400万比例尺地图要求。该平台可用于1:100万或更小比例尺可持续发展数据或专题地图的地理空间定位控制、显示或制图等。

全国1:400万公共基础平台总数据量约34MB(ARC/INFO的E00格式), 包括5类要素,分别存储在5个数据层中。每层(coverage)名称、主要内容、几何特征及数据量见表1。数据采用地理坐标,用单精度的以度为单位的经度和纬度表示,采用克拉索夫斯基椭球体参数。

 

表1 全国1:400万公共基础平台数据内容

几何特征

量(KB

RESPT

县和县以上政府驻地

477(E00)/361(coverage)

BOUNT

县级和县级以上行政区划界

面、线

6,881(E00)/2,551(coverage)

HYDNT

五级以上河流,四级以上湖泊

面、线

19,136(E00)/6,338(coverage)

ROALN

主要公路

线

5,724(E00)/1,954(coverage)

RAILN

铁路

线

1,607(E00)/516(coverage)

全国1:100万比例尺公共基础平台分13类要素17层,各层包括一个或多个属性表,以1:100万地形图分幅、分层存放(表2)。

 

表2 全国1:100万公共基础平台数据内容

政区

BOUNT

PAT

含政区界、海岸线、岛屿等

REGION

省、县级政区

AAT

县界

居民地

RESPY

PAT

500000人口以上城市及地名

REGION

城市

RESPT

PAT

居民地及地名

铁路

RAILN

AAT

铁路、铁路桥等

ROUTE

主要铁路路线

公路

ROALN

AAT

公路、小路、公路桥等

文化要素

CFENT

PAT

自然保护区

AAT

自然保护区外围线

CFELK

AAT

长城

PAT

庙、塔

水系

HYDNT

PAT

河流、湖泊、水库、渠道等

REGION

防洪区

AAT

河流、湖泊、水库、渠道等

HYDPT

PAT

井、泉等

地貌

HYPLK

AAT

等高线

PAT

高程点

植被

VEGPY

PAT

森林、草地等

VEGLK

AAT

不依比例尺防护林等

PAT

不依比例尺防护林等

土地覆盖

LANPY

PAT

沙漠、盐碱地等

其他自然要素

PHSPT

PAT

火山、溶斗等

海底地貌

BATLK

AAT

等深线

PAT

水深点

其他海洋要素

OFELK

AAT

航海线等

PAT

岩石

地理格网

GGDLN

AAT

经纬线、北回归线

全国1:25万公共基础平台按两种空间参照系统分别建库、存储。其中建库数据采用地理坐标,用单精度的以度为单位的经度和纬度表示,采用克拉索夫斯基椭球。高程采用1956年黄海高程系。海区采用的深度基准面是理论深度基准面。全国1:25万公共基础平台分14层,各层包括一个或多个属性表,以1:25万地形图分幅(见下图)、分层存放。

2、基础地理信息网站设计、建立和发布

  • 网站建立、主页设计和编写

按照项目的统一规定,设计了本专题的主页,与国家基础地理信息系统网站连接。其网址为:

http://nfgis.nsdi.gov.cn/sdinfo/

国家基础地理信息系统网站,网址为:

http://nfgis.nsdi.gov.cn/

国家基础地理信息系统网站的内容包括国家基础地理信息系统介绍、标准规范、空间数据库、产品与服务、数据下载等栏目,详细介绍了国家基础地理信息系统的构成、建设目标、完成状况等,提供国家基础地理信息系统中使用的有关标准查询,展示了数据可视化样品,利用WebGIS功能和www技术,开发了空间数据库查询、浏览功能,提供部分数据无偿下载服务。该网站是目前国内互连网上唯一提供全国范围空间矢量基础地理信息数据下载、内容最为详尽、空间查询浏览功能最全、最权威的网站。该网站还将继续开发,增加为信息共享服务的内容。

  • 基础地理信息数据网上发布方案选择

选择AutoCAD公司的MapGuide、ESRI公司的Map Object & IMS和MapInfo公司的MapXtreme进行对比试验,确定用MapInfo公司的MapXtreme发布基础地理信息,开发了一系列配套的应用程序,实现了全国1:400万数据网上浏览、查询和部分数据免费下载。

根据专题承担单位的实际情况,设计了分两步上网的方案,即先通过ISDN联网,然后通过DDN专线联网发布信息。1998年11月实现ISDN联网,电话拨入号码为:86851042;1999年元月实现了DDN联网。2000年4月,经过国家测绘局批准正式上网发布。

该网站开通7个月来,已有近9000人次访问,1000多人次、100多个单位无偿下载了不同格式的数据。

  • 国家基础地理信息网上发布

经国家测绘局批准,国家基础地理信息系统网站于2000年4月正式开通。主要发布与国家基础地理信息。2000年9月进行了第一次更新,在原有基础上增加了1:5万、1:10万、1:25万、1:50万和1:100万模拟地形图产品信息,2000年度收集整理的现势资料信息等。一些

功能进行了优化。该网站的主页见下图:

 

国家基础地理信息系统网站发布的主要信息内容有:

----提供国家基础地理信息系统数据库信息

介绍国家基础地理信息系统及其数据库类型,提供已经建成数据库的内容、数据分层、分布范围、数据可视化样品等信息;

----提供地理信息标准查询功能

介绍国家基础地理信息系统执行的各种国家标准,并提供按名称、代码或属性进行查询的功能,如下图;

 

 

 

----发布元数据

按照本项目制定的元数据标准方案,先建立和发布初版国家基础地理信息系统各数据库的一级元数据库(共70项元数据元素)。完成了全国1:400万、1:100万和1:25万一级元数据编写及上网发布。

----提供部分数据无偿下载服务

为方便用户使用国家基础地理信息系统数据,该网站向国内外用户提供多种格式的全国1:400万公共基础平台部分数据无偿下载服务,包括全国省界、国界、地区及以上居民地、三级及三级以上河流和湖泊、干线铁路和公路等。网上发布的国界和省界数据经国家测绘局审图办公室审查批准。

----提供数据浏览功能

在WebGIS支持下,国内外用户可以自由浏览全国1:400万数据库全部数据内容,包括全国政区和境界(县级和县级以上)、城市居民地(县级和县级以上)、地名(县级和县级以上)、河流(1~5级)、国道、主要铁路等。利用查询功能,点击图形可以查询到关于要素分类代码、汉字地名与拼音、国道编号与途经省份代码、主要铁路编号及起迄点、河流名称、流域及河流等级代码、大型湖泊名称等。反之通过上述内

容可以查询到地理位置。

----发布数字和模拟形式地形图产品编目信息

在网上提供1:25万和1:100万数字产品信息,供用户浏览、查询。并将目前已完成,或已形成产品的各种数据的目录,在网上发布。在WebGIS支持下,提供了浏览、查询1:5万、1:10万、1:25万、1:50万和1:100万各幅模拟地形图信息的功能,内容包括图名、新旧图号、版本、印色、等高距、坐标系等信息(其中1:25万、1:50万模拟地形图信息是超额完成部分)。下图是查询一幅1:5万模拟地形图(I-50-140-D)信息实例:


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