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摘要：地理信息数据库是数字城市建设的基础，对数据的现势性要求很高。本文详细探讨了城市地理信息系统的数据库设计、数据处理和数据入库的业务流程以及各项数据的更新要求。
关键词：地理信息数据库；数据入库；数据更新
中图分类号：B929文献标识码： A
引言
数据是数字地理空间框架建设的基础数据，是地理信息系统的核心组成部分，为满足数字城市建设、城市信息化建设乃至智慧城市建设的需要，刻不容缓的实时更新信息系统，数据的更新至关重要。
ArcGIS Server是一个基于Web Services技术之上用来构建企业级GIS应用的平台：GIS的功能在服务器端集中实现和管理，支持多用户负载均衡，提供高级的GIS功能，并构建于工业标准之上。同时，ArcGIS Server是一个服务器对象管理器，用来管理各种地理资源：比如地图、定位器以及运行在应用中的各种软件对象。ArcGIS Server的最大贡献在于将高级的GIS功能引入到网络环境中，既考虑了局域网内的高效访问，又考虑了广域网上的松散耦合集成。ArcGIS Server提供了创建和配置GIS应用和服务框架，使得基于它来构建地理信息服务变得十分简单。本文基于ArcGIS Server探讨城市地理信息系统中关于数据更新的各个方面。
一、城市基础地理信息更新的原则
由于城市基础地理数据对城市的规划和发展而言起着举足轻重的作用，因此应该有一定的原则和规范，来进行城市基础地理信息的更新。总结起来主要有以下原则和规范：
（一）、精度匹配原则
对于城市基础地理信息的更新一定要确保其精度要求，否则在进行叠加原有地理信息的时候会出现问题，因此在更新的时候对更新部分和未更新部分要注意精度匹配问题。
（二）、现势性原则
在更新城市基础地理信息时，一定要准确及时地进行基础数据更新，以确保基础数据的现势性。基础数据是对城市目前发展状况的一个很重要的反映，只有保证其现势性，城市基础地理信息系统的作用才能充分发挥出来。
（三）、一致性原则
在城市地理信息系统中，由于存在大量的图种，因此在更新的時候，各个图种之间数据的一致性如何保证是很重要的，同时还涉及到同一个图种内的坐标系统的一致性等问题，基础地理信息数据只有很好地保证一致性，才可以利用这些基础数据做出正确的决策和分析。
（四）、属性信息与空间信息同步更新原则
城市基础地理信息数据库内容较多，包含有十分复杂的空间数据和属性数据，因此在更新的时候，要对两种数据同时更新。如对原来的一个宗地而言，现在有可能变成了两个宗地，因此属性信息中都应该一起更新宗地面积、宗地所有者等信息。
二、地理信息系统数据的更新方法
由于城市基础地理信息的采集方式多种多样，因此其更新的模式也不一样，城市基础地理信息的更新应该在遵循前面提到的原则基础上进行，同时更新工作应该和竣工验收等结合起来进行，这样可以更好地保证城市基础地理信息更新的效率。
（一）、基于航空摄影测量技术的数据更新方法
利用航空摄影测量获得的航片数据，对于较大范围城市三维模型数据更新，作为控制资料以外业采集的像控点成果，进行空三加密原始数据；利用空三加密成果在数字摄影测量系统中进行模型框架数据的采集，制作真实的三维模型结合外业采集的建筑物侧面纹理(图1)。该方法获得的影像分辨率高，数据精度高，色彩更真实。
图1 基于航空摄影测量的三维模型生产技术流程
（二）、基于三维激光扫描技术的数据更新方法
对于较大范围或较精细的城市三维建筑模型数据的更新，可通过测距求算获取建筑的点云数据，使用地面激光扫描仪与GPS，经过数据精简、模型制作及纹理贴图、数据配准及城市三维建筑模型轮廓线提取等关键过程，实现对数据的更新。这种方式所获取几何信息精确，且获取速度较快。目前主要的数据采集方式有:移动测量车、机载激光Lidar、激光扫描仪。样例数据见图2。
图2基于三维激光扫描技术的数据处理流程图
（三）、丈量法更新城市基础地理信息
在变化不大的地方或者地形比较简单的地方，可以采取丈量法更新城市基础地理信息。该方法主要是量取基线的距离或待定点相对已知点距离来确定待定点的坐标，主要有内外点法、边长交会等。具体操作过程如下:
(1)内业计算点的坐标，在所有丈量数据完整后进行属性和空间信息的整理即可回到室内进行数据的处理，计算待测点的坐标可利用各种方法，有内外点法、边长交会法。
(2)野外丈量距离，并自动记录或者填入相应的表格到存储介质上。利用丈量法更新基础地理信息时，在野外首先丈量距离，应该采用手持式的激光测距仪或者钢卷尺，并且为了避免产生错误，严格按照规定填好相关数据并绘制草图。
三、数据库的逻辑设计
数据按照其生存的周期来分可以分为现状数据和历史数据。随着时间的推移，现状要素不断产生进入现状数据库，旧的要素不断被更新成为历史要素而进入历史数据库。为了实现对历史数据的回溯与现状数据库的更新，以及用户操作过程中临时产生的存储数据，需要设立本地数据库。对数据库用户在进行某项操作过程中，某些突发事件有一定几率引起原始数据的破坏，对现状数据库如果直接进行操作，可能会造成不可估量的损失。通过设立本地数据库，将用户操作中所需数据先转移到本地数据库，处理过程中所产生的数据也保存在本地数据库，处理结束后通过检核的数据才可以进入现状数据库，这样对原始数据的破坏可以减少到最低限度。
为了保证数据的完整性与正确性，不允许直接操作现状数据库，而是将待更新的数据迁出到本地数据库，在本地数据库中进行更新，当更新符合要求时再确认。历史数据回溯时也需要首先将历史数据和现状数据分别从现状数据库和历史数据库中提取出来，在本地数据库中进行历史的再现。
四、数据库的物理设计
可将现状数据库和历史数据库存放在同一个数据服务器上，且两个库的库体结构一致，包括了相应的图形数据和属性数据，每个数据库中包含相应的层表。这两个库对应了两个不同的存储空间，通过设置不同的SDE连接参数来访问这两个库。
当图层中发生了基于基础地理数据库数据的更新，某个要素的属性信息或图形信息发生了变化，就要删除该要素，并将更新后的新要素添加进来，包括属性信息的添加和图形信息的添加。为了建立历史数据与现状数据的联系，被删除的数据要存入历史数据库，采用ArcGIS的历史管理模块，对每一层现势库都建立一个历史图层，这个历史图层的数据有时间字段，记录的是起始时间和终止时间，用来表示该历史要素的生存周期。
五、基础地理信息数据库更新的实现
（一）、属性信息变化
属性信息的变化主要有两种情况，一种情况就是属性信息和空间信息都发生了变化，如进行重建一个地方，原有的空间实体在这个地方全都发生了变化，同时其属性信息一般也会变化；另一种是和该空间实体相关的属性发生了变化，而空间实体没有发生变化，如当房子转让后，对一栋房子而言，房子的产权就发生了变化，而其空间信息没有发生变化。因此在属性信息的变化中，最重要的是是保证属性信息和空间信息的一致性，否则很容易产生错误。
（二）、空间实体更新
对于城市基础地理信息系统来说，空间实体的变化是最基本的内容，空间实体包括的各种点、线、面特征是GIS的基本研究对象，在考虑实体变化的过程中，由于点、线相对来说要简单一些，因此重点应该是面信息的更新。
（三）、拓扑关系检查
基础地理信息系统中，当空间实体发生变化时，拓扑关系也发生变化，为了保证空间数据的质量，提高空间查询统计分析的正确性，采用程序根据实际的情况来进行拓扑关系的检查。
六、结束语
本文结合目前的各种更新方式进行了分析和比较，在总结其利弊的基础上，提出了一套有效的城市基础地理数据更新的解决方案。
参考文献
[1] 彭仪普，刘文熙．数字地球与三维空间数据模型研究［J］．铁路航测，2002，(4):1-4．
[2] 韩李涛．地下空间三维数据模型分析与设计［J］．计算机工程与应用，2005，(32):5-7．
[3] 梁子震．城市基础地理信息系统数据更新研究[J]．科技创新导报，2008，12：47．
关键词：地理信息数据库；数据入库；数据更新
中图分类号：B929文献标识码： A
引言
数据是数字地理空间框架建设的基础数据，是地理信息系统的核心组成部分，为满足数字城市建设、城市信息化建设乃至智慧城市建设的需要，刻不容缓的实时更新信息系统，数据的更新至关重要。
ArcGIS Server是一个基于Web Services技术之上用来构建企业级GIS应用的平台：GIS的功能在服务器端集中实现和管理，支持多用户负载均衡，提供高级的GIS功能，并构建于工业标准之上。同时，ArcGIS Server是一个服务器对象管理器，用来管理各种地理资源：比如地图、定位器以及运行在应用中的各种软件对象。ArcGIS Server的最大贡献在于将高级的GIS功能引入到网络环境中，既考虑了局域网内的高效访问，又考虑了广域网上的松散耦合集成。ArcGIS Server提供了创建和配置GIS应用和服务框架，使得基于它来构建地理信息服务变得十分简单。本文基于ArcGIS Server探讨城市地理信息系统中关于数据更新的各个方面。
一、城市基础地理信息更新的原则
由于城市基础地理数据对城市的规划和发展而言起着举足轻重的作用，因此应该有一定的原则和规范，来进行城市基础地理信息的更新。总结起来主要有以下原则和规范：
（一）、精度匹配原则
对于城市基础地理信息的更新一定要确保其精度要求，否则在进行叠加原有地理信息的时候会出现问题，因此在更新的时候对更新部分和未更新部分要注意精度匹配问题。
（二）、现势性原则
在更新城市基础地理信息时，一定要准确及时地进行基础数据更新，以确保基础数据的现势性。基础数据是对城市目前发展状况的一个很重要的反映，只有保证其现势性，城市基础地理信息系统的作用才能充分发挥出来。
（三）、一致性原则
在城市地理信息系统中，由于存在大量的图种，因此在更新的時候，各个图种之间数据的一致性如何保证是很重要的，同时还涉及到同一个图种内的坐标系统的一致性等问题，基础地理信息数据只有很好地保证一致性，才可以利用这些基础数据做出正确的决策和分析。
（四）、属性信息与空间信息同步更新原则
城市基础地理信息数据库内容较多，包含有十分复杂的空间数据和属性数据，因此在更新的时候，要对两种数据同时更新。如对原来的一个宗地而言，现在有可能变成了两个宗地，因此属性信息中都应该一起更新宗地面积、宗地所有者等信息。
二、地理信息系统数据的更新方法
由于城市基础地理信息的采集方式多种多样，因此其更新的模式也不一样，城市基础地理信息的更新应该在遵循前面提到的原则基础上进行，同时更新工作应该和竣工验收等结合起来进行，这样可以更好地保证城市基础地理信息更新的效率。
（一）、基于航空摄影测量技术的数据更新方法
利用航空摄影测量获得的航片数据，对于较大范围城市三维模型数据更新，作为控制资料以外业采集的像控点成果，进行空三加密原始数据；利用空三加密成果在数字摄影测量系统中进行模型框架数据的采集，制作真实的三维模型结合外业采集的建筑物侧面纹理(图1)。该方法获得的影像分辨率高，数据精度高，色彩更真实。
图1 基于航空摄影测量的三维模型生产技术流程
（二）、基于三维激光扫描技术的数据更新方法
对于较大范围或较精细的城市三维建筑模型数据的更新，可通过测距求算获取建筑的点云数据，使用地面激光扫描仪与GPS，经过数据精简、模型制作及纹理贴图、数据配准及城市三维建筑模型轮廓线提取等关键过程，实现对数据的更新。这种方式所获取几何信息精确，且获取速度较快。目前主要的数据采集方式有:移动测量车、机载激光Lidar、激光扫描仪。样例数据见图2。
图2基于三维激光扫描技术的数据处理流程图
（三）、丈量法更新城市基础地理信息
在变化不大的地方或者地形比较简单的地方，可以采取丈量法更新城市基础地理信息。该方法主要是量取基线的距离或待定点相对已知点距离来确定待定点的坐标，主要有内外点法、边长交会等。具体操作过程如下:
(1)内业计算点的坐标，在所有丈量数据完整后进行属性和空间信息的整理即可回到室内进行数据的处理，计算待测点的坐标可利用各种方法，有内外点法、边长交会法。
(2)野外丈量距离，并自动记录或者填入相应的表格到存储介质上。利用丈量法更新基础地理信息时，在野外首先丈量距离，应该采用手持式的激光测距仪或者钢卷尺，并且为了避免产生错误，严格按照规定填好相关数据并绘制草图。
三、数据库的逻辑设计
数据按照其生存的周期来分可以分为现状数据和历史数据。随着时间的推移，现状要素不断产生进入现状数据库，旧的要素不断被更新成为历史要素而进入历史数据库。为了实现对历史数据的回溯与现状数据库的更新，以及用户操作过程中临时产生的存储数据，需要设立本地数据库。对数据库用户在进行某项操作过程中，某些突发事件有一定几率引起原始数据的破坏，对现状数据库如果直接进行操作，可能会造成不可估量的损失。通过设立本地数据库，将用户操作中所需数据先转移到本地数据库，处理过程中所产生的数据也保存在本地数据库，处理结束后通过检核的数据才可以进入现状数据库，这样对原始数据的破坏可以减少到最低限度。
为了保证数据的完整性与正确性，不允许直接操作现状数据库，而是将待更新的数据迁出到本地数据库，在本地数据库中进行更新，当更新符合要求时再确认。历史数据回溯时也需要首先将历史数据和现状数据分别从现状数据库和历史数据库中提取出来，在本地数据库中进行历史的再现。
四、数据库的物理设计
可将现状数据库和历史数据库存放在同一个数据服务器上，且两个库的库体结构一致，包括了相应的图形数据和属性数据，每个数据库中包含相应的层表。这两个库对应了两个不同的存储空间，通过设置不同的SDE连接参数来访问这两个库。
当图层中发生了基于基础地理数据库数据的更新，某个要素的属性信息或图形信息发生了变化，就要删除该要素，并将更新后的新要素添加进来，包括属性信息的添加和图形信息的添加。为了建立历史数据与现状数据的联系，被删除的数据要存入历史数据库，采用ArcGIS的历史管理模块，对每一层现势库都建立一个历史图层，这个历史图层的数据有时间字段，记录的是起始时间和终止时间，用来表示该历史要素的生存周期。
五、基础地理信息数据库更新的实现
（一）、属性信息变化
属性信息的变化主要有两种情况，一种情况就是属性信息和空间信息都发生了变化，如进行重建一个地方，原有的空间实体在这个地方全都发生了变化，同时其属性信息一般也会变化；另一种是和该空间实体相关的属性发生了变化，而空间实体没有发生变化，如当房子转让后，对一栋房子而言，房子的产权就发生了变化，而其空间信息没有发生变化。因此在属性信息的变化中，最重要的是是保证属性信息和空间信息的一致性，否则很容易产生错误。
（二）、空间实体更新
对于城市基础地理信息系统来说，空间实体的变化是最基本的内容，空间实体包括的各种点、线、面特征是GIS的基本研究对象，在考虑实体变化的过程中，由于点、线相对来说要简单一些，因此重点应该是面信息的更新。
（三）、拓扑关系检查
基础地理信息系统中，当空间实体发生变化时，拓扑关系也发生变化，为了保证空间数据的质量，提高空间查询统计分析的正确性，采用程序根据实际的情况来进行拓扑关系的检查。
六、结束语
本文结合目前的各种更新方式进行了分析和比较，在总结其利弊的基础上，提出了一套有效的城市基础地理数据更新的解决方案。
参考文献
[1] 彭仪普，刘文熙．数字地球与三维空间数据模型研究［J］．铁路航测，2002，(4):1-4．
[2] 韩李涛．地下空间三维数据模型分析与设计［J］．计算机工程与应用，2005，(32):5-7．
[3] 梁子震．城市基础地理信息系统数据更新研究[J]．科技创新导报，2008，12：47．