广东省区划地名数据库二期建设方案1127.docx
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广东省区划地名数据库二期建设方案1127
广东省地名数据库系统二期
建设方案
2013年11月·
正文目录
1.项目概述
1.1.项目建设的背景
为了加快地名信息化建设,用信息化手段来改造我省的地名管理工作,我处在2008年启动了《广东地名数据库系统》一期工程项目(以下简称一期工程)建设,使得信息化成为地名管理工作的一项重要内容。
一期工程系统从地名管理工作的实际出发,以服务为中心,充分利用信息技术,改革传统的地名管理模式,建立适应信息时代要求的、全新的地名管理的工作机制、管理手段、工作方式和理念,提高工作效率、管理水平和服务质量。
一期工程项目全面实施,标志着我省地名管理进入了信息化时代,使得地名管理迈向了现代化。
随着科学技术的迅猛发展和管理的不断创新,一期工程系统越来越不能满足我省地名工作的管理要求,需要启动《广东省地名数据库系统》二期工程(以下简称二期工程)项目建设。
1.2.项目建设的必要性和迫切性
1.2.1.一期工程系统已不能满足当前我省地名管理工作的需要
一期工程自2008年建设和运行以来,由于国家对地名管理的要求不断地提高和地名共享服务的需求日益强烈,已不能满足我省地名工作的管理要求,具体体现以下几个方面:
(1)基础地图更新机制没有建立,基础地图是地名信息化管理的基础,决定了地名管理信息化应用的水平。
目前,基础地图不能反映我省地形地貌的现状,地图的现势性不能满足地名管理的要求;
(2)相关部根据技术和信息化地名管理不断完善的要求,对地名数据库的标准规范不断地进行调整,目前已升级到3.0版本,一期工程系统依据的数据库1.0版本已与当前版本有很大的出入,本次全省沿海43区县的地名普查数据是按照3.0版本标准采集和建库的,使得普查数据无法进入一期工程系统的数据库;
(3)一期工程项目建设中也存在着不足和缺憾,需要进行改进和升级;
1.2.2.地名理论研究需要完善的地名数据库系统
地名理论研究目前还基本上仍停留在考证、描述、推理、个案分析、局部归纳的传统水平上,地名普查和实际工作中积累的大量宝贵的地名资料,因一期工程的数据库结构不完善,导致普查的部分信息没有进入数据库,而无法利用,致使至今对地名带有全局性的内在规律,如地名的地域分布规律、地名通名使用频率、地名命名和更名规律等,缺乏定量分析,了解不深、研究不透。
离开正确理论的指导、缺乏科学的依据,地名管理就无法走上科学化的轨道。
这是地名宏观管理水平上不去、制定的法规不严密、微观管理不深入的深层次原因之一。
此外,在编辑出版地名图、录、典、志和行政区划图、表、手册等,主要依靠传统的手工作业,效率低、周期长、成本高,还没有有效地利用已建立的地名数据库。
1.2.3.其他部门的信息化建设迫切需要地名信息化和权威性
地名数据是政府其他部门信息化建设中迫切需要的公共基础数据,也是数字城市和智慧城市建设中的一项重要的信息资源,因此,通过地名数据的共享和服务,提高我省政务信息化的水平。
测绘、城市建设和规划、国土等部门的数字化、信息化建设已取得很大的成绩。
但由于没有地名信息化的支持,与空间有关的信息系统的实用价值大大降低。
正是因为地名信息化在数字城市和智慧城市建设中具有如此重要地位,公安、国土、城建、交通、邮电、通讯、新闻出版、测绘等部门迫切希望地名主管部门尽早建立地名数据库系统。
1.3.项目建设的目标
总体目标:
探索地名现代化管理和应用模式,促进地名数据的高效管理和广泛、深层次的应用。
二期工程的目标是:
在一期工程项目的基础上,充分利用已有资源,全面升级广东省地名数据库系统,具体目标如下:
(1)制定全省地名数据库系统建设统一的标准和规范,实现省市县三级地名数据的共享与交换。
(2)更新完善地名管理依赖的基础地图数据,二期工程项目的核心任务之一是建立基础地图更新的长效机制,特别是采取与国土部门共享基础地图的方式,用最少的成本建立地图更新机制,做到每隔一至两年更新一次基础地图数据。
(3)建立可伸缩、可扩展、自适应、全面完善的地名数据库系统。
解决一期工程中地名数据库系统扩展性不强,不能满足和适应相关部对地名数据库标准不断调整和升级的问题,当国家地名数据库标准和规范发生变化,系统不需要升级改造,可通过系统配置来扩充或调整数据库结构,使得我省地名数据库保持与国家地名数据库结构的兼容。
(4)进一步加强对公众的地名服务,升级完善企划地名网站,在满足保密的要求下,实现地名对外服务。
(5)进一步完善地名信息和数据的采集、存储、管理、交换、统计、分析的可视化决策支持。
1.4.项目建设任务与内容
二期工程的建设任务和内容包括以下几个方面的内容:
1.4.1.充分利用一期工程已有资源
充分利用一期工程已有资源和成果,避免重复建设,利用资源如下:
●两台服务器
●关系型数据库平台(Oracle)
●GIS开发与运行平台(SuperMap)
●其他一期工程资源
1.4.2.建立全省地名数据库系统建设的标准规范
建立全省地名数据库系统建设的标准规范,编写地名数据数据库系统建设指引,规范和指导各地地名数据库建设,解决由于标准不一导致的省市县地名数据库不兼容的问题。
●编制全省地名数据库系统建设指引
1.4.3.更新完善基础地图数据库并建立更新机制
全省基础数据库是地名数据库的应用基础,其他好坏直接影响到地名数据可视化程度,本期项目实现对一期工程的基础地图进行更新,并建立基础地图更新机制。
根据一期项目中基础地图存在的质量问题,二期项目需要更新全省基础地图,同时,为了更好地展示地名数据以及更好地反映地名与地形地貌的位置关系,需要建设遥感影像建库,包括:
✧全省1:
10000基础地图数据更新(有两种方法对基础地图进行更新,一种是从省国土部门免费获取原始资料,经加工后形成基础地图,第二种是从社会中购买,加工处理后形成基础地图,最理想的是每年从省国土部门获取资料,实现基础地图持续更新),基础地图如下所示:
✧
✧
✧全省2.5米分辨率以上精度卫星影像图建库(由于省国土厅每年投入500-600万实现卫星影像图的更新,如果能实现共享,可以建立地名管理基础地图的更新机制,每年只需投入少许的处理费用),卫星影像图如下所示:
✧
✧
1.4.4.沿海地名普查数据入库和一期项目地名数据库调整和迁移
地名数据库是项目建设的重点和核心,由于一期项目地名数据库与国家3.0版本地名数据库从内容到结构上都有较大的不同,国家3.0版本地名数据库要求地名数据项更多和更详细,因此,需要对一期项目已建地名数据库进行结构调整,使其与国家地名数据库3.0版本保持一致。
一期项目地名数据库中的地名数据约有20万条,需要把这20万条数据迁移到3.0版本的地名数据库中。
近年来,全省43沿海区县的地名普查数据(约10万条地名数据)已获得相关部的审核,需要按照3.0版本数据库要求建库。
这10万条数据迁移到3.0版本地名数据库的工作量非常大,主要是因为这10万条数据在地名普查中已经录入到总参系统,总参系统对地名数据库进项加密,没有办法导出公开格式,需要登录到总参系统中对每条地名数据逐项拷贝地名数据项到3.0版本地名数据库中。
1.4.5.地名勘界成果数据建库
区划勘界成果数据是地名管理中一项重要工作,二期项目建设中增加区划勘界成果数据库建库,以方便今后区划勘界成果数据的管理,数据建库工作主要包括:
✧全省县级及以上行政区划勘界图资料扫描、纠正与建库(对行政区划勘界图进行扫描、纠正、建库。
该成果是采用北京54坐标系,共300幅1:
10000行政区划界限勘界图,需要按照北京54坐标系建立接图表库,以便通过图符号查询,同时把扫描和纠正后的勘界图建立GIS数据库。
)
✧全省县级及以上行政界线和桩点数字化与建库(对行政区划勘界图进行扫描纠正后,把每幅勘界图上的行政界限和桩点进行矢量化并建立GIS数据库。
行政区划界限包括省、地级市、区县)
✧全省行政区划勘文字资料数据录入以及建库(对行政区划勘界成果的文字资料进行进行录入并建立数据库。
)
1.4.6.提高地名数据的可视化效果和显示速度
在一期项目中没有对地名数据进行可视化分类,没有区分大地名和小地名,当打开地图时所有地名数据同时显示在地图上,造成了地名标注相互重叠和显示速度非常缓慢。
为了解决这个问题,必须对地名数据进行可视化级别分类,例如,当看全省范围的地图时候,地图只显示地级市名称和高速公路和国道等大地名,小地名隐藏掉,如下所示:
当地图放大到一个城市,更多的地名显示出来,例如,放大到广州市如图所示:
如果继续放大地图,会有更多的小地名出来,如图所示:
为了更好地实现地名可视化的可读性和现实性能,需要对地名数据按照可视化的要求分类,分类级数应该和地图显示分类级数一致,应该在15-20级左右,为了实现地名可视化展示效果,需要对一期项目的地名数据和全省沿海区县地名普查的数据按照地名可视化要求分成不同的级别,这两部分数据约30万条地名数据,这个分类的工作非常大,需要较多的投入。
为了更好地对不同专题的地名进行管理,需要对按照省、市、县三级对不同专题的地名进行配图,例如,针对旅游地名数据制作一套旅游地图专题,诸如此类,等等。
根据估算大约有60张专题图,有较大的工作量。
✧省级各项专题地名数据配图
✧市级各项专题地名数据配图
✧县级各项专题地名数据配图
1.4.7.一期项目系统升级改造
根据相关部对地名数据库最新的要求,需要对一期项目系统的数据库结构进行调整,按照国家3.0版本地名数据库要求进行重新设计。
由于一期项目系统设计上的缺陷,数据库结构的调整会导致系统无法使用,因此,需要升级改造地名数据库系统和区划地名网站。
同时,一期项目系统经过6年的使用,也有新的需求产生和功能性能优化的需求,这些新的需求一并在二期项目中解决。
2.项目建设需求
全省地名数据库包含基础地图更新、地名数据迁移和建库以及地名管理系统和地名服务应用的开发等。
2.1.现状分析
2.1.1.一期工程建设成果
一期项目建设成果包括一下几个部分:
1)搭建了系统运行所需要的软硬件环境
项目完成了SuperMapGIS平台、Oracle关系型数据库系统、HPrx6600小型机和HPDL360服务器等软硬件的采购,经过安装调试,地名数据库系统所需要的运行环境已建立,目前这些系统和设备运行良好。
2)地名数据库系统和区划地名网站系统开发
系统开发包括两个方面的应用,一个是地名数据库系统,另一个是区划地名网站系统。
3)全省各地级市网上发布基础地图加工、整理建库
所谓基础地图是为了满足地名管理的需要,从1:
10000地形图中抽取框架性地图要素而形成,删除地名管理不需要的细节性地图,通俗点说就是类似目前网上的电子地图。
网上发布基础地图加工整理和建库就是从省国土部门的全省1:
10000地形图上抽取框架性要素后制作而成。
4)东莞、佛山、中山、江门和珠海五市交汇来的地名数据整理入库。
主要工作是对东莞、佛山、中山、江门和珠海五市提交的数据按照一期系统的标准和要求对其进行加工处理和建库。
2.1.2.应用现状
一期项目建设标志我省省级地名管理从传统的管理模式进入现代信息化时代,迈出重要的一步。
随着城市化进程的日益加快和信息化网络技术的迅速发展,国家对地名管理管理的要求越来越高,传统的地名管理手段和管理理念及相应的管理效率已无法适应当前的形势。
因此,一期项目建设,标志着用信息化手段来改造区划地名管理工作,建立适应信息时代要求的新的工作机制、管理手段、工作方式和理念,提高工作效率、管理水平和服务质量。
通过一期项目的建设,搭建了地名数据库系统运行所需要的软硬件网路系统环境;建立系统所需要的全省基础地图;把多个地级市汇交的地名数据已经过加工处理,进入到省级地名数据库系统中;建立地名数据库系统,已实现地名数据的更新、共享交换、查询、统计等功能。
但在应用中存在诸多问题,使得应用效果不理想,同时由于地图涉密限制了地名数据应用和服务,如何在保证密级的条件开展应用是未来需要突破的地方。
2.1.3.存在问题
一期项目建设虽然在地名管理信息化迈出了重要一步,但经过五六年的运行也暴露了一些问题,这些问题甚至严重影响系统的使用和管理工作的开展,主要体现在以下几个方面:
2.1.3.1.系统所需的基础地图存在时效性较差,已完全不能反映当前全省的地形地貌现状,不能满足地名管理的要求。
基础地图是地名数据库系统必要的基础数据,是实现地名信息化管理和应用的基础,也是地名数据库系统重要的组成部分。
地名数据库在一期项目建设时期,由于我省基础测绘存在投入不够(由于基础测绘投资巨大),全省1:
10000地形图数据存在参差不齐的现象,珠三角地区地图更新较为及时,粤东、粤西、粤北地区地图数据还停留在80年代的水平,一期项目基础地图是从省国土部门的1:
10000地形图中抽取,这样造成部分地区的基础地图太陈旧不能满足地名管理的要求,同时,系统运行了五六年,基础地图数据没有更新,珠三角地区也存在已陈旧的现象,因此,基础地图更新是地名数据库系统运行必须解决的问题。
随着近几年我省对基础测绘和数字城市建设的重视,加上卫星和航空遥感技术应用的迅猛发展,已经很大程度地解决地图更新问题,特别是由于遥感技术的低成本对实现粤东、粤西、粤北偏远地图的更新提供了条件。
目前有两种方法解决地名管理所需的基础地图,一个是从省国土厅共享获取原始数据后加工处理和建库,二是从社会上购买电子地图,经加工处理和建库。
最好的方式是从省国土厅共享获取,不但能免费获取,而且可以实现基础地图的每年更新,但可能存在协调难度。
2.1.3.2.一期项目的地名数据库与国家地名数据库存在加大差异,必须对一期项目系统和数据库进行改造,才能满足普查数据入库和相关部对地名管理的要求。
一期项目是在五六年前提出和建设,当时按照国家地名数据库的要求设计,但随着这些年国家对地名管理要求不断的变化,相应地推出更高的地名数据库标准版本。
一期项目的地名数据库在内容和结构上与国家地名数据库3.0版本存在不同,3.0版本增加地名中信息栏目要求(系统中称作地名的属性数据),如果不对系统改造升级,本次全省沿海43区县的地名普查数据导入到一期项目系统中会有很多地名的信息栏目(属性数据)数据丢失。
需要对一期项目系统和地名数据库同时改造才能解决上述问题,针对一期项目的系统缺陷,二期项目建设要求系统必须能适应地名数据库的调整,这样就不会因国家调整了地名数据库的标准而导致系统不能满足要求。
2.1.3.3.系统在使用过程中不断有新的需求出现,需要对系统升级以满足更高的应用要求。
一期项目系统在使用过程中发现有没考虑到的需求和低估某些工作,使得系统应用效果不够理想,具体体现以下几个方面:
1)忽视了地图和地名数据更好地可视化表达工作(也就是配图工作),低估了地图和地名数据可视化所需要的工作量和成本,造成地名数据在地图上表达不理想,严重影响了使用效果。
2)应用中一些新的功能需求不断产生,例如,可以按照省、市、县不同级别现实只属于该地的地名地图,其他地区的地图和地名不显示,诸如此类等一些功能型的要求。
3)系统性能需要优化和提高,随着地名数据不断增多,地名数据的显示速度越来越慢,需要对地名空间数据进行优化,提高系统运行的性能。
针对系统新的需求不断产生问题,二期项目建设要求系统需要具有较高的可扩展性和灵活性,以满足未来新的需求,同时需要重视系统的维护投入(每年投入一些维护经费),满足当前技术条件无法满足新需求的问题。
2.2.数据需求分析
2.2.1.数据组成与建库总体要求
(1)数据组成
数据建库是二期工程建设的重要内容也是占项目投资较大部分,包括基础地图数据更新、地名数据库迁移建库、区划勘界成果数据建库三大类数据。
(2)数据库在设计时的总体要求如下:
序号
技术要求
详细内容
1
数据分类及编码方案要求(包括电子地图、地名、区划勘界等所有数据)
Ø要求给出各类数据的完整分类及编码方案。
Ø数据分类及编码方案满足与地名数据整合集成的要求,实现数据集成不受各数据尺度的影响。
2
数据库设计方案要求
Ø要求包含数据实体、数据字典、数据结构描述方案,以及数据库分布及配置方案。
Ø要求包含地理元数据方案。
3
数据库方案设计要求
Ø要求给出各类数据的具体建库方案,以及数据集成方案。
在数据采集、整理及建库中,如需要现有系统及开发系统以外的工具或系统,在本方案必须明确,并且需要发生的费用应在方案总报价中给出明细。
Ø要求给出各类数据的建库质量控制方案,以及数据集成质量控制方案。
Ø要求给与地名数据整合集成的方案。
4
数据库空间索引优化方案要求
Ø数据库空间索引及数据引擎,是关系到海量空间数据有效应用的核心问题,要求提出数据优化组织及空间索引等数据层面的系统性方案。
5
数据表示方案要求
Ø由于采用了关系数据库存储了地理空间数据,因此需要给出完整的地理信息数据制图、符号化等界面表示方案。
2.2.2.基础地理数据库建库需求分析
在一期工程项目建设时期由于我省国土部门的基础测绘相对薄弱,部分地区1:
1万地形图还停留在80年代,加上2008年以来我省地形地貌的变化,一期工程的基础地图已不能反映当前的地形地貌,而基础地图又是地名数据库系统应用的基础,因此,二期工程必须对基础地图进行更新,同时随着遥感技术的应用日益广泛,卫星影像图给地图更新带来极大地方便,二期工程基础地理数据更新和建设包括:
序号
建设内容
范围
数据获取
建库方法
1
城区部分1:
5000和其他地区1:
10000电子地图
我省全境范围
最好的途径从省国土厅免费获得
GIS建库
2
高分辨率卫星影像图
我省全境范围
最好的途径从省国土厅免费获得
瓦片技术建库
2.2.3.地名勘界成果数据建库需求分析
区划勘界成果资料目前是处在纸质文档管理的状态,需要对区划勘界成果数字化并建库,勘界成果数据库具体建设要求如下:
序号
建设内容
范围
数据获取
建库方法
1
行政区划勘界图资料扫描、纠正与建库
全省县级及以上
我厅提供
对图纸进行扫描、纠正、建库,并且建立接图表库。
2
行政界线和桩点数字化与建库
全省县级及以上
我厅提供
对行政界线和桩点进行矢量化
3
区划勘文字资料数据录入以及建库
全省县级及以上
我厅提供
文字资料进行进行录入并建立数据库
2.2.4.地名数据建库结构调整与迁移及普查数据入库需求分析
一期工程的地名数据库结构与最新国家地名数据库结构有较大差异,需要对一期数据库的结构进行调整并把已有数据迁移到新的地名数据库中,同时前两年我省沿海43个县地名普查数据资料需要录入到新的数据库中,需求如下:
序号
建设内容
范围
数据获取
建库方法
1
已有地名数据库结构调整和迁移
全省范围
一期工程已有地名数据库
按照最新国家地名数据库要求进行数据库调整和数据迁移工作
2
地名普查资料数据建库
全省沿海43个区县
地名普查
地名普查资料录入建库
2.3.系统需求分析
2.3.1.总体功能的需求
地理信息技术的引入,可有效挖掘地名数据中“地”这一空间信息的使用价值,弥补常规MIS管理信息系统的不足,其建设目的是解决传统的IT技术无法满足基于空间的可视化、空间查询统计、空间分析功能需求以及能让GIS系统正常运行的管理功能需求。
总体上来说,需要满足下面主要系统功能需求:
(1)提供快速的空间定位参考的需求
地名业务信息与“地”息息相关。
例如:
建筑物地名、单位地名、山峰地名、居民点地名、道路地名等。
但在传统的MIS业务管理信息系统中,这些信息都是作为一项属性信息项保存在数据库中。
由于它只提供对地址的文字性描述,并不能直接通过它迅速进行空间定位,这显然无法满足快速反应对信息快速定位的迫切要求。
而GIS与电子地图引入后,将各类地名业务信息在地图上直观定位展示。
业务人员可以根据所查询到的目标在电子地图上的空间定位,迅速找到其实际位置。
(2)提供全新的展示平台的需求
常规的业务MIS管理信息系统,地名信息入库后,只能进行简单的查询和统计分析,并以查询结果表或统计报表等方式进行展示,信息表达和展现形式有限。
借助电子地图、遥感影像、多媒体、三维仿真和虚拟现实等信息可视化技术,可以将各种动态的与静态的,历史的与现实的信息,以及反应实时地名发展变化状况的地名态势等进行多样化的可视化展示。
管理人员在直观的地图可视化环境下,方便地完成日常管理和决策任务,大大提高工作效率。
(3)提供空间辅助决策分析工具的需求
一般的MIS系统只是一些面向日常事物处理和信息统计的业务管理系统,除进行简单的数字统计分析外,并不具备空间分析的能力。
而引入地理信息技术后,就可以实现对信息的空间定位,直观了解各类信息所在的空间位置分布情况及其分布规律,并借助GIS空间分析工具,有效地对地名信息进行各类空间分析和专题统计,为地名管理与决策服务。
(4)GIS系统管理的需求
GIS系统能正常运行所需的地理信息数据管理功能、更新维护功能、数据权限功能等系统管理的需求。
2.3.2.详细功能需求
系统名称
功能需求
结构
地名数据库系统
包括对属性库和地图库中的数据进行输入、管理。
包括输入新的数据,建立新的数据库;更新已有的数据库,在已有的数据库中对信息有变化的地名数据进行修改、更新;输入新的数据,对已有的数据库进行扩充;读取其他格式的数据库,并将其转换为本系统格式的数据库;将本系统格式的数据库转换为其他格式的数据库。
对用户的管理和权限的分配
C/S
区划地名网站
系统的功能主要包括地名排序、查询与分析、统计分析等功能,具体功能包括操作帮助、地名查询。
B/S
2.3.3.系统架构的需求
由于地名数据库主要分为管理和地名服务两种,地名数据库管理主要是对地名数据更新维护和查询统计,地名服务主要是针对社会公众,大多以查询、统计和分析为多,为了方便系统的部署,需要采用B/S和C/S相结合的模式,在地名数据库管理由于实时性要求较高的应用采用C/S模式,例如,空间地理数据管理与维护更新子系统等。
区划地名网站采用B/S,本期项目的体系架构采用.NET系统架构。
2.3.4.系统的可扩充和灵活性需求
主要体现在数据库和系统功能的可扩充性和灵活性。
在数据库方面,要求在不改动代码的情况实现地名数据库的调整,主要满足由于国家地名数据库标准改变时,通过系统的配置而不是编写代码,保持与国家地名数据库的兼容性的需求。
在系统功能方面,可以通过配置新增的功能模块达到系统的功能扩展。
2.3.5.系统性能指标的需求
地名数据库对系统稳定性和性能的要求较高,如何保证系统的高性能是本性的关键需求。
要求50个用户并发获取地图请求,每个地图请求的显示响应时间≤3秒。
进行地名信息查询要求查询时间≤5秒。
2.3.6.系统安全性的需求
系统应建立一个合理、实用、先进、可靠、综合统一的安全保障体系和共享授权机制,确保信息安全。
其系统安全要求主要有:
(1)身份认证,提供与全省相关厅CA认证中心集成方案
(2)数据等级及访问权限方案
(3)容错容灾方案
(4)数据安全交换
(5)系统日志管理
2.4.项目实施要求
2.4.1.标准和规范的要求
按《国家软件工程规范》要求管理和实施该项目,系统质量和技术要求符合国家、部、省、市有关的技术规程、规范。
建立符合有关标准的地名地理信息空间数据的分类编码体系。
这些空间数据的编码原则
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