1、    智慧城市云平臺(tái)時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與研究    雷歡+胡惠菱摘要：數(shù)據(jù)是建設(shè)云平臺(tái)的重點(diǎn)，整合各類專題數(shù)據(jù)、主題數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和平臺(tái)運(yùn)行支撐數(shù)據(jù)統(tǒng)一為時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)為智慧云平臺(tái)提供決策分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文主要研究時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中空間與屬性的關(guān)聯(lián)、現(xiàn)狀與歷史的關(guān)聯(lián)、二維與三維的關(guān)聯(lián)等特性，建設(shè)時(shí)空基礎(chǔ)庫(kù)、時(shí)空專題庫(kù)、時(shí)空主題庫(kù)和時(shí)空運(yùn)行支撐庫(kù)等四大庫(kù)。關(guān)鍵詞：時(shí)空數(shù)據(jù)；二維與三維；主題數(shù)據(jù)；專題數(shù)據(jù)：p208 ：a ：1007-9416（2017）03-0177-02信息資源的整合共享與開發(fā)利用，是智慧城市建設(shè)的基礎(chǔ)，也是最終體現(xiàn)。在智慧云平臺(tái)建設(shè)中，以信息

2、資源整合為核心的城市公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、以及以信息資源共享應(yīng)用為核心的城市公共信息平臺(tái)，是兩大基礎(chǔ)性工程，也是國(guó)家住建部智慧城市試點(diǎn)考核指標(biāo)中必須建設(shè)的內(nèi)容。在公共數(shù)據(jù)層面，為了實(shí)現(xiàn)更為深入、智能、科學(xué)的分析決策，智慧云平臺(tái)公共數(shù)據(jù)建設(shè)的重點(diǎn)是地理空間信息、建筑物信息、人口、等基礎(chǔ)庫(kù)以及其他專題信息的整合，從而為智慧云平臺(tái)奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。1 時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)思路1.1 空間與屬性關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理都是地理空間數(shù)據(jù)，即地理實(shí)體，地理實(shí)體的空間和屬性如何關(guān)聯(lián)，是時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)首先要考慮的，尤其是要考慮如何將描述同一空間尺度的各類業(yè)務(wù)屬性進(jìn)行整合，如基于房屋的人口數(shù)據(jù)、基于房屋的企業(yè)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)，基于房屋的

3、產(chǎn)權(quán)信息，這三類數(shù)據(jù)如何整合、展現(xiàn)在統(tǒng)一空間上，并能關(guān)聯(lián)分析房屋各類屬性的關(guān)系。地理實(shí)體空間與屬性的關(guān)聯(lián)可以通過對(duì)地理實(shí)體進(jìn)行統(tǒng)一編碼，實(shí)現(xiàn)其空間信息一屬性的關(guān)聯(lián)，可以對(duì)房屋進(jìn)行統(tǒng)一編碼，實(shí)現(xiàn)基于房屋的人口數(shù)據(jù)專題、基于房屋的企業(yè)經(jīng)營(yíng)專題、基于房屋的產(chǎn)權(quán)專題三個(gè)圖層中的房屋編碼一致，變能將三個(gè)專題進(jìn)行統(tǒng)一展示和關(guān)聯(lián)分析，為時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)打下基礎(chǔ)。1.2 現(xiàn)狀與歷史關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)在空間數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，如何加入時(shí)間信息，描述地理實(shí)體的空間和屬性隨時(shí)間的變化情況，是構(gòu)建時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵1。解決此問題可以通過對(duì)數(shù)據(jù)添加時(shí)間描述信息，通過時(shí)序來組織和編排地理空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)狀與歷史數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)時(shí)間信息的

4、添加包括三個(gè)層級(jí)，即數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)別、圖層級(jí)別和對(duì)象級(jí)別，添加的時(shí)間信息包括數(shù)據(jù)采集更新時(shí)間和數(shù)據(jù)內(nèi)容時(shí)間，數(shù)據(jù)的時(shí)間信息通過其對(duì)應(yīng)的元數(shù)據(jù)來描述，如描述影像數(shù)據(jù)需在數(shù)據(jù)庫(kù)元數(shù)據(jù)中加上數(shù)據(jù)更新時(shí)間、數(shù)據(jù)拍攝時(shí)間等時(shí)間屬性；描述行政區(qū)劃專題，需在圖層元數(shù)據(jù)中加入數(shù)據(jù)更新時(shí)間、區(qū)劃形成時(shí)間等時(shí)間屬性；描述房屋數(shù)據(jù)，需在房屋屬性表添加房屋更新時(shí)間、房屋建設(shè)時(shí)間等時(shí)間屬性，實(shí)現(xiàn)基于元數(shù)據(jù)的時(shí)序數(shù)據(jù)組織。1.3 二維與三維關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)構(gòu)建的時(shí)空信息數(shù)據(jù)，除了二維數(shù)據(jù)外，還有三維數(shù)據(jù)，因此，需考慮二維與三維數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)二三維一體化。本項(xiàng)目所構(gòu)建的三維模型包括建筑物、道路、水系、植被等，需要開展業(yè)務(wù)應(yīng)用的主要是建

5、筑物，因此，本章節(jié)以建筑物模型為例，介紹如何實(shí)現(xiàn)二維與三維的關(guān)聯(lián)。本項(xiàng)目建筑物涉及到的二維數(shù)據(jù)包括建筑物面數(shù)據(jù)、建筑物點(diǎn)（興趣點(diǎn)）數(shù)據(jù)，建筑物涉及到的三維數(shù)據(jù)包括傳統(tǒng)建模的精細(xì)化三維模型以及傾斜攝影建立三維模型數(shù)據(jù)，精細(xì)化三維模型與二維建筑物數(shù)據(jù)通過建筑物編碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)、與地名地址數(shù)據(jù)進(jìn)行空間坐標(biāo)關(guān)聯(lián)，傾斜攝影三維模型與二維建筑物數(shù)據(jù)和地名地名地址數(shù)據(jù)都通過空間坐標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。2 時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)方案時(shí)空信息數(shù)據(jù)庫(kù)總體上分為平臺(tái)運(yùn)行支撐庫(kù)、時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、時(shí)空專題數(shù)據(jù)庫(kù)、時(shí)空主題數(shù)據(jù)庫(kù)等四部分，如圖1所示。2.1 時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)原有的公共地理框架數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充更新、數(shù)據(jù)時(shí)間信息添加、數(shù)據(jù)重組而來，包括大比

6、例尺矢量數(shù)據(jù)、高分辨率影像數(shù)據(jù)、精細(xì)地名地址數(shù)據(jù)和傾斜攝影三維模型數(shù)據(jù)時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)采用集中式管理，統(tǒng)一存儲(chǔ)在平臺(tái)中心端。2.2 時(shí)空專題數(shù)據(jù)是針對(duì)某一部門業(yè)務(wù)或某一行業(yè)業(yè)務(wù)，基于單個(gè)或多個(gè)部門數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)加工、時(shí)間信息添加、數(shù)據(jù)重組而來，包括物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、精細(xì)化三維模型數(shù)據(jù)、建筑物數(shù)據(jù)、人口空間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、地下管線數(shù)據(jù)、地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)等，時(shí)空專題數(shù)據(jù)采取分布式管理，可存儲(chǔ)平臺(tái)中心端或部門應(yīng)用端2。2.3 時(shí)空主題數(shù)據(jù)庫(kù)是在時(shí)空基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和時(shí)空專題數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)應(yīng)用所需，進(jìn)行邏輯上的重新組織和編排而得，如面向綜合分析應(yīng)用的決策分析庫(kù)、面向國(guó)情監(jiān)測(cè)的綜合市情數(shù)據(jù)庫(kù)、面向應(yīng)

7、急的城市應(yīng)急數(shù)據(jù)庫(kù)等，由各應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，本期項(xiàng)目需要構(gòu)建決策分析庫(kù)、時(shí)空主題數(shù)據(jù)庫(kù)物理上不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，是對(duì)時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)的邏輯組織，通過元數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)3。2.4 平臺(tái)運(yùn)行支撐庫(kù)包括元數(shù)據(jù)庫(kù)、組織機(jī)構(gòu)和權(quán)限庫(kù)、日志數(shù)據(jù)等。元數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)描述數(shù)據(jù)屬性的數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)分為資源位置元數(shù)據(jù)、服務(wù)元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)元數(shù)據(jù)、文件元數(shù)據(jù)四大類。其中資源位置元數(shù)據(jù)主要描述信息資源所在位置，以信息系統(tǒng)為基本單元，包含服務(wù)器和數(shù)據(jù)源；服務(wù)元數(shù)據(jù)主要描述信息系統(tǒng)中服務(wù)器可以提供的服務(wù)，如web service；數(shù)據(jù)庫(kù)元數(shù)據(jù)主要描述數(shù)據(jù)庫(kù)的組成結(jié)構(gòu)及其相互關(guān)系；文件元數(shù)據(jù)主要描述文件數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，如類型、所有者、創(chuàng)

8、建時(shí)間。其中文件元數(shù)據(jù)中的描述信息可以擴(kuò)展增加所屬區(qū)劃、文件時(shí)間。用于對(duì)文件數(shù)據(jù)時(shí)間和空間位置信息的描述，以元數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)專題信息的時(shí)間和空間屬性，實(shí)現(xiàn)時(shí)空信息一體化。組織機(jī)構(gòu)和權(quán)限數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)綜合市情系統(tǒng)的用戶組和角色權(quán)限信息，用于識(shí)別用戶身份，判斷登錄用戶所屬的組織和所具有的訪問、操作權(quán)限。該數(shù)據(jù)庫(kù)是運(yùn)維管理中權(quán)限管理的基礎(chǔ)庫(kù)，與統(tǒng)一身份驗(yàn)證相結(jié)合，共同維護(hù)系統(tǒng)安全。日志數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行以及用戶操作所產(chǎn)生的各類日志記錄，重點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)發(fā)布整個(gè)流程的全部操作節(jié)點(diǎn)進(jìn)行記錄，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以隨時(shí)回溯整個(gè)過程，為系統(tǒng)問題排查和故障恢復(fù)提供信息支撐。3 結(jié)語本文整合各類時(shí)空數(shù)據(jù)構(gòu)建時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)，通過建立地理信息服務(wù)總線，將時(shí)空信息資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，并對(duì)外提供全面無縫集成、自動(dòng)智能化的公共基礎(chǔ)服務(wù)，形成統(tǒng)一的時(shí)空信息數(shù)據(jù)中心、服務(wù)中心、共享交換中心與云管理中心，實(shí)現(xiàn)城市不同部門異構(gòu)系統(tǒng)間的資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同，促進(jìn)部門間信息資源的互聯(lián)、互通、共享與集成。參考文獻(xiàn)1林秀玉，廖磊.基于arcgis的時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)j.現(xiàn)代測(cè)繪，2007，30（5）：11-12.2肖建華.智慧城市時(shí)空信息云平臺(tái)及協(xié)同城鄉(xiāng)規(guī)劃研究j.規(guī)劃師，2013，29（2）：11-15.3龔健雅，李小龍，吳華意.實(shí)時(shí)gis時(shí)空數(shù)據(jù)模型j.測(cè)繪學(xué)報(bào)，2014（3）：226-23