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摘要：本文根据目前城市地理信息使用部门对城市GIS数据获取、利用等不同层次的需求，在分析文件级、数据平台级、系统功能级以及Web服务级四种服务模式特点的基础上，提出作为城市基础地理信息采集、服务部门服务模式的信息共享，为更好地服务于地理信息系统提供一定的参考价值。
关键词：地理信息；数据服务；基础地理数据库
Abstract: based on the current urban geographical information used to city GIS data acquisition department, and use and different levels of demand, in the analysis file level, data platform level, system function level and Web service level four service based on the characteristics of the model, and puts forward the city as a fundamental geographic information acquisition, service department service mode of the information sharing, for better service to the geographic information system to provide certain reference value.
Keywords: geographic information; Data services; Basic geographic database
中圖分类号：C922文献标识码：A 文章编号：
0 引言
早期的GIS软件一般采用文件方式管理空间数据。因此，在空间数据库技术被广泛应用之前，通过共享文件实现地理信息共享，是唯一可行的方式。随着分布式网络技术以及空间数据库管理技术的日益成熟，构建中心数据库管理模式的城市地理信息数据共享平台和共享机制，成为行业部门GIS应用系统数据共享交换的主要方式，也成了作为地理信息采集的测绘、规划部门主要思考的问题。但是，目前的数据交换平台通常只为已建GIS系统提供文件级的数据共享交换功能，为满足众多行业部门不同层次的数据应用需求，以及普通大众对于基础地理信息的需求，数据共享交换平台还应提供数据平台级、系统功能级以及Web服务级等多种形式的服务模式。数据平台级模式主要为满足市政设施管理部门利用中心数据库的GIS数据，自行开发专业的管理GIS系统的需求；系统功能级模式针对只具有基本的数据共享需求，但不具备购买能力或不想购买大型GIS平台软件的用户；Web服务级模式为满足行业管理部门在原有的信息管理系统集成共享GIS数据管理功能的需求。
1 城市地理信息服务模式分析
1.1文件级
文件级数据交换是目前数据服务最为简单又经常使用的一种服务方式，其核心就是针对客户使用管理系统平台的不同进行不同数据格式之间的集成转换。
在数据格式的转换过程中需要注意的就是最大限度的减少信息丢失。通常采用两种方式：一是利用通用GIS平台提供的转换工具，直接读写其它软件的内部格式、外部格式或由其转出的某种标准格式，在系统内部建立格式的映射文件，然后转换输出特定格式的空间数据，当前市场主流GIS平台的数据格式都经常被使用，如ERSI的SHP格式、MapInfo的TAB格式，甚至Autodesk的DWG格式也经常使用；另一种是基于通用数据交换标准转换，国际OGC组织制定的基于XML的地理信息编码标准--地理标记语言GML，以及我国颁布的国家空间数据转换标准（CNSDTF）等已经成为采用的转换标准，随LBS的推广使用，GDF格式的数据也有了一定的需求。
1.2 数据平台级
数据平台级共享交换是通过开放中心数据库的数据访问接口，客户端应用程序按照接口规范，直接存取共享交换GIS数据的共享交换方式。为保证数据存取操作的一致性，数据访问接口通常采用国际标准化组织OGC制定的简单要素规范。OGC的简单要素规范包括要素几何体的抽象规范和针对CORBA，OLE/COM和SQL的实现规范。目前，空间数据的数据库存储主要有两种方式：一是传统的关系数据库厂商通过扩展支持抽象数据类型（ADT）表达复杂的空间对象，典型的有DB2、Informix以及Oracle等。为表达更加丰富的空间数据的需要，这些数据库系统均对OGC定义的简单要素类型进行扩展，并推出相应的空间数据管理插件（如Oracle的Spatial）。另一种是GIS平台开发商基于传统的关系数据库系统，按照OGC简单要素规范，开发独立存储管理的空间数据中间件系统。这一方式的典型：ESRI公司的ARCSDE、MapInfo的Spatial Ware等。限于当前网络系统的带宽和安全性考虑，这种模式多数在机构内部使用。
1.3 系统功能级
系统功能级数据交换是基于某种GIS平台软件，开发存取中心数据库GIS数据的客户应用系统，用户直接使用客户应用系统，进行城市GIS数据共享交互的方式。系统功能级数据交换模式要求应用系统的开发平台，必须要与中心数据库平台能够系统兼容，否则开发平台需提供多源无缝存取管理的功能。目前国内外大型的GIS平台厂商（ESRI的ArcGIS系列、SuperMap系列、MapGIS系列等）均推出了C/S、B/S两种架构模式的系列产品。两种架构模式各有利弊：基于C/S模式的数据共享交换，速度快、效率高，缺点是需要进行客户端软件的分发。
1.4 Web服务级
基于服务式GIS，基础地理信息供应部门把已经建立的基础地理信息库通过Web服务向各部门发布，从而使各部门可以直接通过访问这些Web服务，使用基础地理信息数据，实现与本单位的专题数据叠加集成，用于开发应用系统。利用Web Service技术进行城市GIS数据的共享交换，是当前数据共享交换方法研究的热点，通过Web服务级的数据共享，可以把GIS数据交换功能集成到行业部门的专业应用系统。新一代地理信息共享模式不仅具备降低重复建设成本、提高共享效率的特点，还具有数据共享与功能共享并举、支持异构GIS平台集成应用、带宽要求降低、更高的系统安全性等特点。目前，国际标准化组织OGC已经启动了专门研究，如何利用Web Service及其相关技术解决GIS数据共享交换的工程项目即OGC Web服务的启动项目（OGC Web Services Initiative）。该项目提出一个可进化、基于开放地理数据互操作规范的、能够无缝集成各种在线空间处理和位置服务的框架即OWS(OGC Web Services)，其中数据服务规范包括Web 地图服务(WMS，即Web Map Service)、Web要素规范（WFS，即Web Feature Service）等。
2 面向用户的城市地理信息服务模式提升
考虑到用户使用地理信息的方便性和当前技术条件、硬件环境等因素，根据实际情况在城市地理信息服务模式上具体进行以下的提升。
2.1 增量方式的文件级地理信息服务
基于常事务方式的采集、维护技术在地理信息采集机构的推广，地理信息采集机构是GIS技术的使用者，又是有力的推广者。在使用和建立基础地理数据库的过程中，逐渐认识到了各个不同阶段所采集的地理信息，这样在不知不觉中记载了城市发展的历史，对城市发展研究者提供了在空间上研究城市的最原始资料。同时在面向对象基础地理数据库的数据维护过程中，每次都记载了更新的增量信息，为获取不同历史时期的地理信息，提供了有力的数据基础保障。
地理信息系统技术在用户中的不断推广和成熟，近年来，在地理信息的用户中也逐渐使用GIS技术，有直接使用基礎地理信息的，也有在基础地理信息基础上获取各用户专业信息的，总体上采用的就是基础地理信息叠加专业信息的模式。在各用户的专业系统中，基础地理信息维护多采用文件级的地理信息服务，定期从信息采集机构或部门获取最新地理信息，并且用以替换系统中的基础地理信息，如果专业部门已经在基础地理信息上进行了不同程度的编辑或修饰，必将在以后的维护中带来很多不便，这样在用户中也逐渐提出了在基础地理信息方面采用增量方式维护的需求。
需要解决的问题，由于增量方式的文件级信息服务相对于简单文件服务有很大的区别，在技术、规范等方面有许多问题需要解决，如GIS建设中基础地理信息的标准、地理信息用户的稳定性、地理信息维护者和信息提供部门之间的协调等，各个GIS系统之间的标准不统一，也就没有推行增量服务的可能；相对稳定的地理信息用户才会有这样的需求，如果用户对于基础地理信息采取的是可以从不同部门获得这样的态度，也就没有推行增量服务的必要；只有地理信息的提供部门与维护部门的及时沟通，提供部门才能从维护部门及时、准确地获取用户所需要的地理信息。
2.2 基于API网络地理信息服务
网络环境的改善，随信息化进程的不断推进，网络环境不断得到改善，网络上传输速度不断提高，使得在网络上传输地理信息及网络GIS成为一种趋势，更多的地理信息用户在建设GIS系统时较多采用基于网络的C/S构架，以应变跨区域的办公及异构的数据结构。
GIS系统中基础地理信息的共同性用户对于基础信息要求的共性，才使得提供地理信息可以采用雷同的服务。
用户对地理信息使用的专业水平不断提升，用户在多年的GIS建设和使用中也不断提高了对GIS应用和开发的能力，甚至大量用户引进了专门的GIS人才，对于GIS不再是简单的提要求和使用，而是直接参与到规划、方案制定和建设的整个过程。
以Google Map API为代表的网络地图服务为地理信息的网络服务拓宽了思路，使得地理信息服务不再是简单的数据服务或地图浏览发布，而是将系统、功能、数据等整体封装，针对用户的不同层次定制不同的类、事件和属性，使用户得到不同的地理信息服务，在系统建设中更多的关注于系统功能以及系统专业需求，而不至于束缚与基础地理信息，从而大大缩短建设周期和提高系统的专业性。
3 结束语
城市GIS数据信息的服务是提高测绘成果利用的重要有效途径，数据标准的统一是实现信息共享的前提条件。只有统一的数据标准，才能保证数据的系统性和规范性，有利于数据的维护、分析、更新和利用。根据当前城市信息化建设的现状，针对基础地理信息的生产、使用、管理部门以及多层次用户的数据服务需求，充分利用Web技术的发展以及网络带宽的增加，基于API的网络地理信息服务将成为今后的主流模式，在当前网络条件不够成熟、文件级服务不够成熟，但基于对象的信息服务需求不断扩大的情况下，进行基于面向对象、增量方式的文件级数据服务模式将成为主流。
参考文献：
[1]张明波等.空间数据引掣关键技术与应用分析[J].地球信息科学，2004（12）第六卷第四期
[2]姚鹤岭.GIS Web服务研究 ，黄河水利出版社 2007.
[3]孔云峰，林珲.GIS 分析、设计与项目管理[M] ，北京：科学出版社 2008.
关键词：地理信息；数据服务；基础地理数据库
Abstract: based on the current urban geographical information used to city GIS data acquisition department, and use and different levels of demand, in the analysis file level, data platform level, system function level and Web service level four service based on the characteristics of the model, and puts forward the city as a fundamental geographic information acquisition, service department service mode of the information sharing, for better service to the geographic information system to provide certain reference value.
Keywords: geographic information; Data services; Basic geographic database
中圖分类号：C922文献标识码：A 文章编号：
0 引言
早期的GIS软件一般采用文件方式管理空间数据。因此，在空间数据库技术被广泛应用之前，通过共享文件实现地理信息共享，是唯一可行的方式。随着分布式网络技术以及空间数据库管理技术的日益成熟，构建中心数据库管理模式的城市地理信息数据共享平台和共享机制，成为行业部门GIS应用系统数据共享交换的主要方式，也成了作为地理信息采集的测绘、规划部门主要思考的问题。但是，目前的数据交换平台通常只为已建GIS系统提供文件级的数据共享交换功能，为满足众多行业部门不同层次的数据应用需求，以及普通大众对于基础地理信息的需求，数据共享交换平台还应提供数据平台级、系统功能级以及Web服务级等多种形式的服务模式。数据平台级模式主要为满足市政设施管理部门利用中心数据库的GIS数据，自行开发专业的管理GIS系统的需求；系统功能级模式针对只具有基本的数据共享需求，但不具备购买能力或不想购买大型GIS平台软件的用户；Web服务级模式为满足行业管理部门在原有的信息管理系统集成共享GIS数据管理功能的需求。
1 城市地理信息服务模式分析
1.1文件级
文件级数据交换是目前数据服务最为简单又经常使用的一种服务方式，其核心就是针对客户使用管理系统平台的不同进行不同数据格式之间的集成转换。
在数据格式的转换过程中需要注意的就是最大限度的减少信息丢失。通常采用两种方式：一是利用通用GIS平台提供的转换工具，直接读写其它软件的内部格式、外部格式或由其转出的某种标准格式，在系统内部建立格式的映射文件，然后转换输出特定格式的空间数据，当前市场主流GIS平台的数据格式都经常被使用，如ERSI的SHP格式、MapInfo的TAB格式，甚至Autodesk的DWG格式也经常使用；另一种是基于通用数据交换标准转换，国际OGC组织制定的基于XML的地理信息编码标准--地理标记语言GML，以及我国颁布的国家空间数据转换标准（CNSDTF）等已经成为采用的转换标准，随LBS的推广使用，GDF格式的数据也有了一定的需求。
1.2 数据平台级
数据平台级共享交换是通过开放中心数据库的数据访问接口，客户端应用程序按照接口规范，直接存取共享交换GIS数据的共享交换方式。为保证数据存取操作的一致性，数据访问接口通常采用国际标准化组织OGC制定的简单要素规范。OGC的简单要素规范包括要素几何体的抽象规范和针对CORBA，OLE/COM和SQL的实现规范。目前，空间数据的数据库存储主要有两种方式：一是传统的关系数据库厂商通过扩展支持抽象数据类型（ADT）表达复杂的空间对象，典型的有DB2、Informix以及Oracle等。为表达更加丰富的空间数据的需要，这些数据库系统均对OGC定义的简单要素类型进行扩展，并推出相应的空间数据管理插件（如Oracle的Spatial）。另一种是GIS平台开发商基于传统的关系数据库系统，按照OGC简单要素规范，开发独立存储管理的空间数据中间件系统。这一方式的典型：ESRI公司的ARCSDE、MapInfo的Spatial Ware等。限于当前网络系统的带宽和安全性考虑，这种模式多数在机构内部使用。
1.3 系统功能级
系统功能级数据交换是基于某种GIS平台软件，开发存取中心数据库GIS数据的客户应用系统，用户直接使用客户应用系统，进行城市GIS数据共享交互的方式。系统功能级数据交换模式要求应用系统的开发平台，必须要与中心数据库平台能够系统兼容，否则开发平台需提供多源无缝存取管理的功能。目前国内外大型的GIS平台厂商（ESRI的ArcGIS系列、SuperMap系列、MapGIS系列等）均推出了C/S、B/S两种架构模式的系列产品。两种架构模式各有利弊：基于C/S模式的数据共享交换，速度快、效率高，缺点是需要进行客户端软件的分发。
1.4 Web服务级
基于服务式GIS，基础地理信息供应部门把已经建立的基础地理信息库通过Web服务向各部门发布，从而使各部门可以直接通过访问这些Web服务，使用基础地理信息数据，实现与本单位的专题数据叠加集成，用于开发应用系统。利用Web Service技术进行城市GIS数据的共享交换，是当前数据共享交换方法研究的热点，通过Web服务级的数据共享，可以把GIS数据交换功能集成到行业部门的专业应用系统。新一代地理信息共享模式不仅具备降低重复建设成本、提高共享效率的特点，还具有数据共享与功能共享并举、支持异构GIS平台集成应用、带宽要求降低、更高的系统安全性等特点。目前，国际标准化组织OGC已经启动了专门研究，如何利用Web Service及其相关技术解决GIS数据共享交换的工程项目即OGC Web服务的启动项目（OGC Web Services Initiative）。该项目提出一个可进化、基于开放地理数据互操作规范的、能够无缝集成各种在线空间处理和位置服务的框架即OWS(OGC Web Services)，其中数据服务规范包括Web 地图服务(WMS，即Web Map Service)、Web要素规范（WFS，即Web Feature Service）等。
2 面向用户的城市地理信息服务模式提升
考虑到用户使用地理信息的方便性和当前技术条件、硬件环境等因素，根据实际情况在城市地理信息服务模式上具体进行以下的提升。
2.1 增量方式的文件级地理信息服务
基于常事务方式的采集、维护技术在地理信息采集机构的推广，地理信息采集机构是GIS技术的使用者，又是有力的推广者。在使用和建立基础地理数据库的过程中，逐渐认识到了各个不同阶段所采集的地理信息，这样在不知不觉中记载了城市发展的历史，对城市发展研究者提供了在空间上研究城市的最原始资料。同时在面向对象基础地理数据库的数据维护过程中，每次都记载了更新的增量信息，为获取不同历史时期的地理信息，提供了有力的数据基础保障。
地理信息系统技术在用户中的不断推广和成熟，近年来，在地理信息的用户中也逐渐使用GIS技术，有直接使用基礎地理信息的，也有在基础地理信息基础上获取各用户专业信息的，总体上采用的就是基础地理信息叠加专业信息的模式。在各用户的专业系统中，基础地理信息维护多采用文件级的地理信息服务，定期从信息采集机构或部门获取最新地理信息，并且用以替换系统中的基础地理信息，如果专业部门已经在基础地理信息上进行了不同程度的编辑或修饰，必将在以后的维护中带来很多不便，这样在用户中也逐渐提出了在基础地理信息方面采用增量方式维护的需求。
需要解决的问题，由于增量方式的文件级信息服务相对于简单文件服务有很大的区别，在技术、规范等方面有许多问题需要解决，如GIS建设中基础地理信息的标准、地理信息用户的稳定性、地理信息维护者和信息提供部门之间的协调等，各个GIS系统之间的标准不统一，也就没有推行增量服务的可能；相对稳定的地理信息用户才会有这样的需求，如果用户对于基础地理信息采取的是可以从不同部门获得这样的态度，也就没有推行增量服务的必要；只有地理信息的提供部门与维护部门的及时沟通，提供部门才能从维护部门及时、准确地获取用户所需要的地理信息。
2.2 基于API网络地理信息服务
网络环境的改善，随信息化进程的不断推进，网络环境不断得到改善，网络上传输速度不断提高，使得在网络上传输地理信息及网络GIS成为一种趋势，更多的地理信息用户在建设GIS系统时较多采用基于网络的C/S构架，以应变跨区域的办公及异构的数据结构。
GIS系统中基础地理信息的共同性用户对于基础信息要求的共性，才使得提供地理信息可以采用雷同的服务。
用户对地理信息使用的专业水平不断提升，用户在多年的GIS建设和使用中也不断提高了对GIS应用和开发的能力，甚至大量用户引进了专门的GIS人才，对于GIS不再是简单的提要求和使用，而是直接参与到规划、方案制定和建设的整个过程。
以Google Map API为代表的网络地图服务为地理信息的网络服务拓宽了思路，使得地理信息服务不再是简单的数据服务或地图浏览发布，而是将系统、功能、数据等整体封装，针对用户的不同层次定制不同的类、事件和属性，使用户得到不同的地理信息服务，在系统建设中更多的关注于系统功能以及系统专业需求，而不至于束缚与基础地理信息，从而大大缩短建设周期和提高系统的专业性。
3 结束语
城市GIS数据信息的服务是提高测绘成果利用的重要有效途径，数据标准的统一是实现信息共享的前提条件。只有统一的数据标准，才能保证数据的系统性和规范性，有利于数据的维护、分析、更新和利用。根据当前城市信息化建设的现状，针对基础地理信息的生产、使用、管理部门以及多层次用户的数据服务需求，充分利用Web技术的发展以及网络带宽的增加，基于API的网络地理信息服务将成为今后的主流模式，在当前网络条件不够成熟、文件级服务不够成熟，但基于对象的信息服务需求不断扩大的情况下，进行基于面向对象、增量方式的文件级数据服务模式将成为主流。
参考文献：
[1]张明波等.空间数据引掣关键技术与应用分析[J].地球信息科学，2004（12）第六卷第四期
[2]姚鹤岭.GIS Web服务研究 ，黄河水利出版社 2007.
[3]孔云峰，林珲.GIS 分析、设计与项目管理[M] ，北京：科学出版社 2008.