摘要：本文結合基礎地理信息服務的現狀和存在的問題，針對當前基礎地理數據庫的使用情況，討論了一種基于GIS Web技術的服務系統，并提出采用GIS Web技術對基礎地理數據庫的要求，通過該系統能極大提高基礎地理數據庫的服務質量，效果良好。

　　關鍵詞： GIS Web技術;基礎地理信息;數據庫結構

　　Abstract: combining with geographic information service based on the current situation and existing problems, according to the use of the basic geographic database, discusses a technology based on GIS Web service system, and put forward the application of GIS Web technology based on the requirements of the geographic database, through the system can greatly improve the service quality of basic geographic database, and the result is good.

　　Keywords: GIS Web technology; The fundamental geographic information; Database structure

　　中圖分類號：V552+.3 文獻標識碼：A 文章編號：

　　0 引言

　　隨著計算機技術的發展，空間數據庫技術的普及，帶來了全新的面向數據庫的第二代地理信息共享模式。由于空間數據庫支持網絡上多用戶并發訪問，因此，空間數據庫很快就成為局域網內共享地理信息數據的技術平臺。同時地理信息系統結合全球導航衛星系統技術及遙感技術等，與各行業專業地理信息結合，在城市規劃與建設、農業、氣象、環保、資源調查、防災減災、公共安全、國防建設等領域和人們的日常生活中得到了廣泛的和不斷深化作用。這種基礎地理信息主要以面對面的形式提供應用服務，已不能滿足應用的要求。目前，主要的大型GIS應用項目在管理地理信息數據時，采用的都是空間數據庫。如何進一步提高支撐各專業地理信息應用平臺的基礎地理信息服務水平和服務質量，是基礎地理信息采集與建設單位目前的一項重要工作。

　　1 信息服務的現狀

　　隨著3S技術、信息技術在測繪中的應用和發展，基礎地理信息已經實現從“模擬”到“數字”的跨越，目前正在實施由“數字”向“信息”的發展。基礎地理數據庫的建成，其成果的應用正在不斷地深入。基礎地理數據庫按照“對象”和“要素”、相應國家標準以及用戶的需要進行分類和設計。實現對大比例尺(如1:500比例尺)區域實現面向數據庫的直接更新，而對于1;2000比例尺以下的區域實現了航測、縮編等多種方法更新。形成了較為完善和系統的更新手段。

　　根據城市規劃、建設與管理，城市信息化建設的需要不斷加快基礎地理信息的更新周期，按照本地區城市發展的實際情況不斷調整不同比例尺基礎地理信息覆蓋范圍，通過信息化數據處理手段，實現了自動化程度較高的地形圖縮編和公開版地圖制圖，使得生產管理和元數據管理的信息化得以順理成章地開展。

　　2 信息服務中存在的主要問題

　　盡管基礎地理信息在采集、加工處理、管理和應用服務方面形成了一定規模，滿足了部分應用需求。但是隨著技術的發展、人們對地理信息應用的深化、認識的提高，現有的基礎地理信息的服務形式已不能滿足用戶的應用。社會和公眾對基礎地理信息在提供服務形式、信息要素的內容、數據庫的結構等方面都提出了新的要求。

　　單一的、面對面的服務方式，無法保證現有的基礎地理信息的更新周期為用戶充分享受。為滿足各行業對基礎地理信息現實性的要求，我們不斷提高更新周期。面對面的服務形式，用戶需要一年，甚至更長的時間才能得到。再現實的基礎地理信息用戶也無法直接享用。

　　在基礎地理信息的要素內容上，目前的基礎地理信息數據庫的要素內容主要是根據原地形圖標準中的要素內容。有些要素的采集標準不符合用戶的需要，如：水涯線，水務專業需要的與現有的標準存在不小的差別。

　　在數據標準方面，各行業地理信息應用的標準與現有基礎地理數據庫標準間存在很多差別。用戶在獲得基礎地理數據后，需要經過大量的數據處理與轉換才能應用。特別是在數據更新時問題尤為突出，由于無法向用戶提供增量變更信息，與基礎地理信息要素掛接的用戶專業屬性數據要進行更為復雜的處理。

　　在數據庫設計方面，從滿足國家地形圖要求方面考慮較多，滿足地理信息應用要求方面考慮較少。如現有基礎地理數據庫是按比例尺不同而分別建庫的，而用戶應用不會應基礎地理信息的比例尺不同而分庫應用。

　　3 Web服務對GIS技術發展的影響

　　要實現基礎地理信息的高效、便捷、現實地應用，其出路就是要建立基于網絡的基礎地理信息分發服務體系。這一基礎地理信息網絡分發服務體系的關鍵是要建立一個連接基礎地理信息、分發服務單位、用戶的計算機網絡、能滿足社會各類用戶需求的、能基于網絡服務的、基礎地理信息數據庫。

　　所謂Web服務(Web Services)顧名思義就是可在Web上調用的服務。它是基于網絡的、分布式的模塊化組件，它執行特定的任務，遵守具體的技術規范，這些規范使得Web Service能與其他兼容的組件進行互操作。一個典型的Web服務是：用戶應用程序通過HTTP協議向位于特點URL的Web服務發出以特定格式編碼的XML請求消息;該服務受到請求后，進行處理，并以特定的格式返回應答消息。Web服務已在電子商務、物流企業的貨物配送等方面都有很好的應用實例。

　　Web服務具有完好的封裝性、松散耦合、使用標準協議規范、高度可執行能力等特點，一經發布，其他應用程序(Web服務)、即可發現、激活(調用)該服務。Web服務之所以為GIS業界所重視并且發展迅速，是因為它被應用于現有系統集成的一層，而不是重新提出全新的體系結構。盡管Web服務系統還是以客戶/服務器技術為基礎，Web服務使用的網絡層與C/S大不相同，可以是任何開放的或安全的網絡。Web服務采用了無狀態連接技術，使永久性網絡連接不再必須，網絡節點可以僅在必需時進行連接。這種結構對于分布式GIS系統的實施具有實用價值和現實意義，解決了GIS的互操作、跨平臺等問題，也有助于軟件代碼重用和降低成本。

　　Web服務為提高基礎地理信息服務水平解決了一個關鍵技術問題。利用該技術，用戶不但可以獲取基礎地理信息服務，而且可以獲其他用戶提供的專業信息服務，各自采集、管理和維護專業地理信息。可以最大限度地減少基礎與專業地理信息的各方的重復采集，減少數據加工整理中的人力、物力和財力的投入。最大限度地發揮各專業地理信息的作用和積極性。

　　為了滿足不同類型和不同層次用戶的需求，基礎地理信息分發服務端應提供空間數據庫引掣服務和Web服務兩種連入方式。

　　空間數據庫引掣服務：用戶使用ArcGIS Server、ArcGIS DesKtop或者ArcEngine通過專用的地址和參數連接數據庫服務，訪問或操作分發數據庫中的特征要素信息。一般來說這類用戶定義為內部用戶，比如數據管理人員，數據生產人員以及規劃與土地業務管理等特定部門的數據使用者。

　　分發服務體系GIS Web服務的實現可以基于ArcGIS Server技術體系，一般來說通過一定的工具配置就可以形成特定的服務，用戶通過Http協議就能夠直接訪問這些服務。ArcGIS Server目前的版本體系中提供了Soap Web服務和基于REST架構的Web服務，不同服務的適用對象和范圍有所不同，但后端數據資源的配置是一致的。因此平臺的服務體系應包括這兩種類型服務，在實現基礎地理信息發布的基礎上，逐步實現信息的互操作。

　　GIS Web服務只是Web服務概念的一個拓展，除了基于ArcGIS Server已有的技術體系外，其他一些輔助的Web服務也是必不可少的，例如目錄服務，查詢服務，用戶管理服務等等。因此在平臺服務端的構成需要把各種服務有機組織成一個整體，為用戶提供全方位的服務。

　　4 改善基礎地理信息內容和結構

　　提高基礎地理信息的服務水平不單要利用先進的技術，還要在數據結構和要素內容上更符合用戶應用的要求。基礎地理數據庫建設如何進一步適應用戶的地理信息應用需求，又能保證滿足國家地圖制圖規范的要求也一貫是我們追求的目標。如前所述，現有的基礎地理數據庫應用的政府單位有很多家。相關研究表明，人類活動的80%以上與地理信息相關，說明基礎地理信息的潛在用戶數量巨大。如此巨大的用戶數量，滿足其共同需要的調研工作是一項長期的、需要根據應用要求不斷深化的任務，不可能一蹴而就。應當區分輕重緩急，探尋一些地理信息應用較好的用戶單位進行深入調研，由簡而繁，逐步推進，提高基礎地理信息的服務水平。

　　4.1 弱化比例尺概念：現有基礎地理信息數據庫是按比例尺不同分別建庫管理的。比例尺概念是使地圖上的長度與相應實地的距離保持一定的比例關系。由于地圖的承載量有限，地圖比例尺越大、內容越詳細、幾何精度越高。而以數字形式存儲于計算機中的地理信息則幾乎可以不受承載量的限制。通過元數據實現的現代基礎地理信息的管理也可以突破這一傳統地理信息的管理概念，建立一個混合市域范圍最大比例尺基礎地理信息的多分辨率基礎地理(矢量)數據庫，使基礎地理信息的應用在比例尺限制方面得到極大釋放。

　　4.2 調整基礎地理數據庫結構和基礎地理信息要素內容：根據國家對基礎地理數據庫建設的規范要求，對現有基礎地理數據庫用戶在數據結構、要素內容等方面進行充分調查研究。用戶對基礎地理數據庫及其對要素內容的期望是不一樣的，應分清共同需求個個性需求，吸納大多數用戶的共同應用需求，改造數據庫結構，調整要素內容。

　　根據對目前基礎地理數據庫管理和基礎地理信息采集、更新的生產情況來看，新標準的基礎地理數據庫設計的總體原則就是把大比例尺地形數據統一到一個地理數據庫管理中去，同時對原有的特征分類和圖形要素作全面清理。據此，基礎地形數據新標準的設計應參照一下原則：

　　數據庫結構制定原則：現有基礎地理數據庫已運行數年，數據庫結構的調整應考慮最大限度保持現有野外數據更新模式和技術不變的基礎上進行。數據庫結構的調整除了依照最新頒布的國家標準等內容外還應根據應用需要對基礎地理信息進行必要的增加、修改。

　　體系的延續性原則：原有的基礎地形數據庫的設計通過實踐證明是遵守先進性與實用性相結合、規范性和兼容性相結合的，采用無縫的數據庫，按分類、分層的方法進行組織，有很強大的生命力。新標準的制定應沿用這一技術體系，并根據現有的技術條件進行體系的優化。

　　空間信息構架存儲原則：基礎地理數據庫應存儲有實際意義的骨干數據，去除冗余制圖圖形要素，例如臺階線和地下室入口符號線等等。骨干數據的空間特征應根據科學的制圖表達技術確定形態，應謹慎使用集合之類的空間實體表達方式，盡可能采用點、線、面等單一的空間實體。注記的空間表達可采用點、線面等實體類型。

　　要素分類和編碼制定原則：標準的分類與編碼應結合現在實際生產，從自動制圖角度分析原有基礎地理數據庫標準需要進行調整的特征分類和要素。應依照相關的基礎地理信息要素分類與代碼。

　　5 結束語

　　基礎地理信息是其他地理信息應用平臺的基礎，作為國民經濟、國防建設和社會發展的重要基礎信息資源，基礎地理信息成果的應用領域不斷擴大，廣泛應用于能源、交通、水利、礦產、城建等行業。GIS Web服務已成為改變基礎地理信息服務的重要手段之一。在沒有建立正常的和完善的共建共享機制前，現階段基礎地理信息應當不斷提高保障能力和服務水平的同時，應當努力構建完善的基礎地理信息服務共享平臺，成為建立地理信息共建共享機制的典范。

　　參考文獻：

　　[1]張超，陳強.基于Web Services跨平臺空間信息服務模型.華中科技大學學報，31(增刊)：355

　　[2]姚鶴嶺.GIS Web服務研究 ，黃河水利出版社 2007.