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国家基础地理信息数据库及地图数据库产品

[ 来源:互联网 | 时间:2007年10月15日 | 收藏本文 ] 【

国家基础地理信息中心围绕构建“数字中国”地理空间基础框架这一国家目标,主要从事全国基础地理信息数据资料的汇集与处理、建库与维护、分发与服务、应用与开发以及重大测绘工程项目的规划、设计、实施等。其职责是负责管理全国测绘成果资料和档案资料;负责国家级基础地理信息系统建设、维护、更新、开发,以及国家测绘局下达的专题数据库的建库;承办国家测绘局交办的基础测绘和重大测绘项目;负责航空摄影的组织实施;负责中国测绘网的应用和维护。

具有建设和维护国家级地图数据库、遥感影像数据库、大地测量数据库、专题数据库和测绘档案资料馆等“四库一馆”,建设和运行地图数据库管理系统、大地测量数据库管理系统、国家遥感基础地理信息分发服务系统和业务信息化系统等八个业务运行系统的功能。目前,国家基础地理信息中心基本上形成或具有向社会提供基础地理信息服务总窗口,国家基础测绘成果集成管理、设计和实施国家空间数据基础设施项目、进入国家信息高速公路网络主节点的功能,是基础地理信息工程建设、技术研究、应用开发代表国家水平的国家队,实现了以卫星定位系统、遥感、地理信息系统和网络通信等为主体的数字化测绘技术对传统模拟测绘技术的改造,正在向信息化测绘体系的方向发展。

一、概况

传统的纸质型地图作为基本图件和基础地学信息,在国民经济建设、科学研究、文化、教育、国防军事等行业部门和领域发挥着重要的作用,并将在今后相当长的时间内持续得到应用。但面对新世纪信息社会的到来,随着计算机技术、信息传输技术、对地观测技术、互联网技术、信息共享技术等的飞速发展,纸质型地图作用的发挥在一定程度上受到限制。如查询检索、快速量测、有效阅读、模拟表达、空间分析、知识挖掘、科学决策等,借助计算机技术更能高效、科学的进行。为此,国家在上世纪末加快了对国家基础地理信息数字化的研究,成立了国家基础地理信息中心,旨在科学地进行国家基础地理信息的汇集、建库、更新、维护、分发等,方便、高效地为用户服务;其基本任务是建设和维护国家基础地理信息地图数据库、影像数据库、大地数据库和专题应用数据库,提供数字和模拟产品的管理和服务等。

地图数据库包括:线划地图数据库、数字高程模型数据库、数字栅格地图数据库、数字正射影像数据库和地名数据库。

影像数据库包括:基础航空摄影数据库和卫星遥感影像数据库。航空摄影是获取基础地理信息的主要手段,可用来测制和更新国家基本比例尺地形图,成为建立和更新国家基础地理信息系统数据库的主要数据源,也是一种重要的基础测绘成果。目前基础航空摄影数据库的数字产品主要有:航片扫描数据,彩色、黑白数字影像图等。卫星遥感影像数据实时性强,覆盖面宽,随着其几何分辨率和光谱分辨率的不断提高,已成为获取和更新基础地理信息的重要手段。“九五”期间,我国已获取了全色波段地面分辨率为15m、多光谱波段地面分辨率为30m的卫星影像和全色波段地面分辨率为10m,多光谱波段地面分辨率为20m的卫星影像,可提供遥感影像数据信息。

大地(测绘基准)数据库包括:

国家平面控制网:它是确定地表的地形、地物平面位置的坐标体系,按控制等级和施测精度可分为1、2、3、4等网。目前分为1954北京坐标系和1980西安坐标系两套成果。

国家高程控制网:它是确定地表的地形、地物海拔高程的坐标体系,按控制等级和施测精度分为1、2、3、4等4级网。目前使用的是1985年国家高程基准(国家水准原点设在山东青岛黄海验潮站)。

国家重力基本网:它是确定我国重力加速度数值的坐标体系。该成果在研究地球形状、精确处理大地测量观测数据、发展空间技术等方面有着广泛的应用。目前使用的是1985年国家重力基本网。

国家高精度卫星定位基本网:它是利用卫星定位技术建立起来的新一代精确定位和导航的空间定位坐标体系。目前使用的是国家高精度卫星定位控制网,包括A级、B级网和用于动态导航服务系统的地球定位系统(GPS)跟踪站。

专题应用数据库主要为满足国民经济建设、生产、生活、科研、教学、商业等各行业部门和领域对专题性地理信息需求而建立的数据库,提供专题影像数据、电子地图等。

二、国家基础地理信息系统地图数据库产品

1.数字线划地图

数字线划地图(DLG.Digital Line Graphic)是现有地形图基础地理要素的矢量数据集,且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息以及位置坐标等(彩图5-1)。

该图种可通过:地形图或专题地图经扫描矢量化,后进行编码、编辑处理;计算机数字测图;数字摄影测量工作站测图;影像跟踪矢量化等4种方法得到。数字线划地图可用来分别提取属性数据、分层叠加地理要素信息、据矢量对象查询属性、据属性查询矢量对象、创建专题属性、绘制专题地图等,并具有易于更新、编辑的特点。我国目前已完成全国1∶400万、1∶100万、1∶25万数字线划地图和局部地区1∶5万数字线划地图。

2.数字栅格地图

数字栅格地图(DRG.Digital Raster Graphic)是纸质地形图的数字化产品。每幅图经扫描、几何纠正、图幅处理及数据压缩处理后,形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格文件(彩图5-2)。

该图种是将纸质模拟地图经扫描仪数字化后,通过图幅度定向、几何纠正(仪器误差、图纸变形等)、灰度或色彩统一、坐标变换、整饰处理等过程,最终变成数字栅格地图。

利用数字栅格地图可查询点位坐标、元数据信息和偏角信息,据坐标确定目标点,量算任意折线距离和任意多边形面积,量测坡度、行程,进行图幅拼接和裁切处理,统计图幅中各种颜色(区域)所占比例等。我国目前已完成全国1∶10万、1∶5万和局部区域1∶1万数字栅格地图。

3.数字正射影像图

数字正射影像图(DOM.Digital Orthophoto Map)是利用数字高程模型,对扫描处理后的数字化航空像片或遥感影像(单色、彩色),经逐像元纠正,再进行影像镶嵌,按图幅范围剪裁生成影像数据,该图大都带有公里网、图廓整饰和注记的平面图(彩图5-3)。

该图种可利用数字摄影测量工作站直接获得,也可利用基于数字高程模型的单像片数字微分纠正法得到。我国目前已完成局部区域1∶1万数字正射影像图,正在建设全国1∶5万数字正射影像数据库。

4.数字高程模型

数字高程模型(DEM.Digtal Elevation Model)是用于显示区域地面高程建立在高斯投影平面上规则格网点平面坐标(x,y)及其高程(z)的数据集(彩图5-4)。其水平间隔可随地貌类型的不同而改变,根据不同的高程精度可分为不同的等级产品。该图种可用航空立体像片或航天立体影像作为信息源,通过解析摄影测量或数字摄影测量处理直接生成DEM;还可用地形图作为原始信息,通过等高线扫描数字化、扫描误差纠正(括图纸变形)、等高线矢量化,经高程赋值、三角网生成、内插计算后建成DEM。

利用数字高程模型可进行高程、坡度、坡向分析、量测坐标、距离、面积、体积,进行通视性判别,生成剖面图、等高线,叠加相关矢量数据和影像数据等。由于其三维立体效果好,成为地貌表示的最好方法之一,受到世界各国的普遍重视。我国目前已完成全国1∶100万、1∶25万DEM和80%区域1∶5万DEM以及局部地区1∶1万DEM。

以上4种产品统称为地图4D产品。在生产制作过程中,地图扫描误差纠正、图纸线划矢量化、影像正射纠正与拼接、多重数据叠加分析与信息提取等为其技术重点。

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