城市基础地理信息系统技术规范.docx
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城市基础地理信息系统技术规范
城市基础地理信息系统技术规范
(讨论稿)
《城市基础地理信息系统技术规范》编写组
二00二年八月
1总则
1.01为了统一城市基础地理信息系统的技术要求,及时、准确地为城市规划、建设与管理提供各种空间基础数据,以适应城市建设与社会发展的需要制定本规范。
1.0.2本规范适用于城市基础地理信息系统中空间基础数据的加工、建库、更新、维护、管理、分发服务及系统建设等工作。
1.0.3本规范所指城市空间基础数据由城市基础地理数据和城市基础地质数据组成。
1.0.4城市基础地理信息系统所使用的计算机、网络、软件和其他设备,应满足建设的要求,并保持良好的状态。
1.0.5建设城市基础地理信息系统的工作应积极采用先进技术和方法。
1.0.6建设城市基础地理信息系统除执行本规范外,还应符合国家及行业的有关技术标准。
2术语、符号和代号
2.1术语
数据存储单元:
分辨率:
质量元素:
穷举测试:
全盘备份:
将所有的文件或数据写入备份介质
增量备份:
只备份那些上次备份之后已经作过更改的文件或数据,即备份已更新的文件或数据。
差别备份:
备份上次全盘备份之后更新过的所有文件的一种方法。
它与增量备份类似,所不同的只是在全盘备份之后的每一天中它都备份在那次盘备份之后更新过的所有文件。
分发服务:
城市基础地理信息分发服务是指采用信息载体或计算机网络技术向社会或个人提供城市地理信息所进行的工作。
2.2符号
2.3代号
3城市基础地理数据集内容及质量要求
3.1一般规定
3.1.1城市基础地理数据集由基础控制数据、数字线划图、数字高程模型、数字正射影像图、数字栅格地图、三维城市模型数据、综合管线数据及相关数据等子集构成。
各城市可根据需要对基础地理数据的子集进行增减。
各数据子集见表3.1.1。
表3.1.1城市基础地理数据子集的名称及代号
序号
数据子集名称
代号
1
基础控制数据
FGC
2
数字线划图
DLG
3
数字高程模型
DEM
4
数字正射影像图
DOM
5
数字栅格地图
DRG
6
三维城市模型数据
DCM
7
综合管线数据
DPD
8
相关数据
ROD
3.1.2城市基础地理数据集的内容由各子集的名称及代号、标志信息、几何数据、属性数据和元数据组成,其中标志信息可作为属性信息的一部分,元数据的内容要求见5.3。
3.1.3城市基础地理数据集的质量通过数据的基本要求、几何精度、图形与影像质量、属性精度、逻辑一致性、完整性和现势性等质量元素来描述,各质量元素的内容及其与数据子集的对应关系见表3.1.3
表3.1.3城市基础地理数据的质量元素
数据子集代号
FGC
DLG
DOM
DEM
DRG
DCM
DPD
ROD
基本要求
空间参照系
比例尺与地面分辨率
数据格式
数据组织
文件名称
✓
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几何精度
平面精度
高程精度
接边精度
✓
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✓
✓
✓
✓
✓
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✓
✓
✓
✓
✓
图形或影像质量
图像(图形)分辨率
反差与灰度
清晰度
色彩一致性
外观质量
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
属性精度
要素分类与代码的正确性
要素属性的正确性及完整性
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
逻辑一致性
多边形闭和性
结点匹配关系
拓扑关系的正确性
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
完整性
要素的完整性
几何完整性
数据分层的正确性与完整性
注记完整性及正确性
✓
✓
✓
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✓
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✓
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✓
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✓
现势性
数据获取或更新时间
✓
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✓
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✓
其他
元数据正确性与完整性
文档资料正确性与完整性
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
✓
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✓
✓
✓
3.2基础控制数据
3.2.1城市基础控制数据用来描述城市测量控制点的位置及特征。
3.2.2城市测量控制点是一类特殊的点状要素,由平面控制点、高程控制点、重力控制点和其它控制点组成。
各类控制点按精度和控制幅度通常分为多个等级,见《城市测量规范》(CJJ8-99)。
控制点分类编码的原则见5.2。
控制点的标志信息由控制点点号及点名组成。
3.2.3基础控制数据的几何数据应通过控制点所在位置的三维坐标(X,Y,Z)或二维坐标(X,Y)来表示。
控制点的符号化描述应符合《1:
500、1:
1000、1:
2000地形图图式》(GB/T7929-1995)和《1:
5000、1:
10000地形图图式》(GB/T5791-93)的规定。
3.2.4基础控制数据的属性数据应包括以下内容:
1点名、点号;
2类型与等级;
3精确的控制数据值。
对不同类型控制点分别为:
1)平面控制点的平面坐标(X,Y,经度、纬度);
2)高程控制点的高程(Z,大地高、海拔高程等);
3)重力点的重力值;
4)天文点的天文方位角等。
4控制点点之记;
5空间参考系名称(平面坐标系统名称、高程系统名称、重力基准名称等);
6与其他空间参考系转换的参数;
7相邻控制点之间的通视关系;
8控制点的可用性;
9控制点标志、标石信息等。
3.2.5基础控制数据的质量应符合以下要求
1控制点的标识信息应具有唯一性;
2基础控制数据的空间参考系应正确;
3控制点的位置及其与相邻点位的关系应正确无误;
4控制点的分类代码及其它属性信息应完整、全面、准确。
基础控制等级和数据精度应相互匹配,数值精度应符合《城市测量规范》(CJJ8-99)的相应规定,数据取位应正确;
5基础控制数据的元数据应完整、全面、准确。
3.3数字线划图(DLG)
3.3.1城市数字线划图(DLG)数据的比例尺为1:
500、1:
1000、1:
2000、1:
5000和1:
10000,各城市可根据需要选择适合的比例尺,一般宜在1:
500~1:
2000之间选择1种或2种,在1:
5000和1:
10000中选择1种。
城市DLG数据的比例尺及产品代号如表3.3.1
表3.3.1城市数字线划图(DLG)的产品代号
比例尺
产品代号
1:
500
DLG500
1:
1000
DLG1000
1:
2000
DLG2000
1:
5000
DLG5000
1:
10000
DLG10000
3.3.2DLG数据包含的基础地理要素可分为测量控制点、房屋和垣栅、工矿建(构)筑物、交通及附属设施、水系及附属设施、境界、地貌、植被及其它等9大类。
其中,测量控制点见3.2。
基础地理要素分类编码的原则见5.2。
不同比例尺DLG数据包含的地理要素及其取舍规则应执行《城市测量规范》(CJJ8-99)和《1:
5000、1:
10000地形图航空摄影测量内业规范》(GB/T13990-92)的规定。
3.3.3基础地理要素的几何数据由描述要素的特征的点、线及多边形组成。
数据宜使用三维坐标(X、Y、Z),也可使用二维坐标(X、Y)。
几何数据的符号化表示应符合《1:
500、1:
1000、1:
2000地形图图式》(GB/T7929-1995)和《1:
5000、1:
10000地形图图式》(GB/T5791-93)的规定。
3.3.4基础地理要素的属性数据可分为基本属性数据和扩展属性数据。
基本属性数据应包括要素的分类代码、几何类型、地理名称及基本特征信息;扩展属性数据可根据需要进行设计和扩充。
3.3.5DLG数据一般以图幅为存储单元,其数据文件命名规则见5.1。
DLG数据应使用常用的图形和属性数据格式进行存储,数据交换格式应符合5.4的要求。
3.3.6DLG数据的质量应符合以下要求:
1基本要求:
1)DLG数据的空间参考系应正确;
2)DLG数据的比例尺应符合表3.3.1的规定;
3)DLG数据的存储格式及交换格式应正确;
4)DLG数据文件存储单元、命名格式及名称应正确。
2几何精度:
1)城市DLG数据的平面精度应满足表3.3.6-1的要求;
表3.3.6-1城市DLG数据的平面精度要求
产品代号
比例尺
平面位置中误差(m)
平地
丘陵
山地
高山地
DLG500
1:
500
0.25
0.25
0.375
0.375
DLG1000
1:
1000
0.5
0.5
0.75
0.75
DLG2000
1:
2000
1.0
1.0
1.5
1.5
DLG5000
1:
5000
2.5
2.5
3.75
3.75
DLG10000
1:
10000
5.0
5.0
7.5
7.5
注:
表中的精度要求针对明显地物点而言。
2)城市DLG数据的基本等高距和高程精度应满足表3.3.6-2的要求;
表3.3.6-2城市DLG数据的基本等高距和高程精度要求
产品代号
比例尺
高程类型
平面位置中误差(m)
平地
丘陵
山地
高山地
DLG500
1:
500
高程点
0.15
0.25
0.5
0.7
等高线
0.25
0.35
0.7
1.0
DLG1000
1:
1000
高程点
0.15
0.35
0.5
1.5
等高线
0.25
0.5
0.7
2.0
DLG2000
1:
2000
高程点
0.25
0.35
1.2
1.5
等高线
0.35
0.5
1.5
2.0
DLG5000
1:
5000
高程点
0.35
1.2
2.5
3.0
等高线
0.5
1.5
3.0
4.0
DLG10000
1:
10000
高程点
0.35
1.2
2.5
4.0
等高线
0.5
1.5
3.0
6.0
注:
在某些困难及隐蔽地区,高程精度可放宽50%
3)相邻存储单元要素的几何位置应接边,接边误差应大于2倍中误差。
3图形质量
1)DLG数据的图形表示应正确并符合图式的规定;
2)由DLG生成图形的注记质量、整饰质量及总体外观质量应整洁、清晰、美观。
4属性精度
1)地理要素的分类与代码应正确;
2)地理要素的属性数据应完整、正确;
3)相邻存储单元同一要素的属性应一致。
5逻辑一致性
1)面状区域应闭合;
2)节点匹配应准确,线段相交无悬挂点或过头现象;
3)要素应具有唯一性,几何类型和空间拓扑关系应正确。
6完整性
1)地理要素应全面完整,符合测量规范规定的取舍要求,无遗漏;
2)要素的几何描述应完整;
3)数据的分层应正确,不得有重复或漏层;
4)注记应完整、正确。
7现势性
1)DLG数据应现势地反映城市的地物、地貌状况;
2)地形变化信息应得到及时的更新。
8其它要求
1)DLG数据的元数据文件的内容应正确、完整;
2)关于DLG数据的相关文档资料应正确、完整。
3.4数字正射影像图(DOM)
3.4.1城市DOM数据的比例尺分为1:
1000、1:
2000、1:
5000和1:
10000,各城市可根据需要选择适合的比例尺,一般可在1:
1000和1:
2000之间选择1种,一般可在1:
5000和1:
10000之间选择1种。
城市DOM数据的比例尺、地面分辨率和产品代号见表3.4.1。
表3.4.1 城市正射影像图(DOM)的产品特征与代号
比例尺
地面分辨率(m)
产品代号
1:
1000
0.1
DOM1000
1:
2000
0.2
DOM2000
1:
5000
0.5
DOM5000
1:
10000
1.0
DOM10000
3.4.2DOM数据由数据子集名称及代号、影像数据、地理定位信息和元数据组成。
根据需要,DOM还应套合地名与高程注记并进行图幅整饰。
3.4.3影像数据是DOM的主体数据,应以标准TIFF格式或带有地理定位信息的GeoTIFF格式存储。
3.4.4DOM数据的地理定位信息除可以包括在GeoTIFF格式外,也可用地理编码数据文件来描述。
采用地理编码数据文件时,该文件应包括以下数据内容:
1 影像数据的地面分辨率;
2 数据的西南角地理坐标;
3 影像数据东西、南北方向的像元数。
3.4.5DOM图廓整饰内容宜参照同比例尺地形图图式确定。
图廓整饰部分应以矢量形式存储,并使用与DOM一致的空间参考系。
图内文字注记等内容应以矢量方式与图廓整饰数据同时存储,但应分层存放。
3.4.6DOM数据以图幅作为存储单元,不同比例尺DOM数据的分幅及编号规则应符合5.1的要求。
对于1:
5000或1:
10000比例尺DOM,宜采用矩形分幅。
3.4.7生成DOM1000,DOM2000,DOM5000 和DOM10000所使用的DEM数据的高程精度应分别不低于表3.5.6中DEM-B2、DEM-B3、DEM-A2及DEM-A3的精度。
3.4.8DOM数据的质量应符合如下要求:
1基本要求:
1)DOM数据的空间参考系应正确;
2)DOM数据的地面分辨率不得低于表3.4.1的规定;
3)DOM数据的存储单元及命名规则应符合5.1的要求;
4)DOM数据的存储格式应正确;
5)DOM数据文件的命名格式及名称应正确。
2几何精度
1)城市数据的平面精度应满足表3.4.8的要求;
产品代号
比例尺
平面位置中误差(m)
平地
丘陵
山地
高山地
DOM1000
1:
1000
0.5
0.5
0.75
0.75
DOM2000
1:
2000
1.0
1.0
1.5
1.5
DOM5000
1:
5000
2.5
2.5
3.75
3.75
DOM10000
1:
10000
5.0
5.0
7.5
7.5
2)相邻DOM存储单元的接边限差不应大于1倍中误差。
3影像质量
1)影像应清晰易读、反差适中、色调均匀。
对于彩色影像,色彩应真实;
2)相邻存储单元及相邻像片镶嵌处不得有重影、模糊或纹理断裂等现象,影像应连续完整,灰度无明显不同,对于彩色影像,色彩应平衡一致;
3)DOM上的地物地貌应真实,无扭曲变形,无噪声、云影等缺陷;
4)DOM的总体外观质量应整洁、美观。
4完整性
1)DOM覆盖范围内及相邻存储单元之间无影像漏洞;
2)合地名与高程注记及进行图幅整饰时,注记与整饰内容应完整、正确。
5现势性
DOM数据应现势地反映城市的地物、地貌状况。
6其它要求
1)DOM数据的元数据文件的内容应正确、完整;
2)关于DOM数据的相关文档资料应正确、完整。
3.5数字高程模型(DEM)
3.5.1城市数字高程模型(DEM)由地面规则格网点、特征点以及边界组成。
1对于不规则三角网(TIN)点,应使用适当的算法插值生成规则格网。
对于表征地面特征的关键部位可辅助以特征点;
2城市DEM的格网尺寸分为5mX5m和2.5mX2.5m两种,格网点的高程精度各分为3级,它们形成城市DEM数据的6个品种,见表3.5.1
表3.5.1城市数字高程模型(DEM)的产品代号
产品代码
格网尺寸
精度等级
DEM-A1
5mX5m
一级精度
DEM-A2
二级精度
DEM-A3
三级精度
DEM-B1
2.5mX2.5m
一级精度
DEM-B2
二级精度
DEM-B3
三级精度
3.5.2DEM数据应包含数据子集名称及代号、规则格网数据、特征点数据、边界线数据以及元数据等内容。
3.5.3应使用边界线来限定DEM规格网点的延伸范围。
边界线包括外边界线和内边界线。
DEM数据只应出现在外边界线以内。
DEM数据在内边界线构成的区域内中断,或与该区域外的数据不连续。
建筑物轮廓线、封闭的道路边界线、地形突变线、断裂线等都可以作为内边界线,它们可从数字线划图(DLG)中提取。
内、外边界线应使用相应的辨识符:
0(外边界线)和1(内边界线)。
3.5.4DEM数据的存储单元与文件命名规则如下:
1规则格网数据的存储单元,对于5mx5m格网,宜采用5kmx5km的矩形范围;对于2.5mx2.5m格网,宜采用1kmx1km的矩形范围。
存储单元的起始点宜为整公里数;
2特征点数据、边界线数据及元数据宜以一个测区为存储单元;
3DEM数据文件的命名应简洁明了,格网数据文件的名称宜与存储单元的起始点坐标有一定的换算关系,其它数据文件的名称可使用测区代号。
各数据文件的后缀宜使用数据子集代号。
即:
1)规则格网数据:
GRD;
2)特征点数据:
PNT;
3)边界线数据:
BLN。
3.5.5DEM数据文件的存储方式应符合如下规定:
1规格格网数据可使用两种方式存储:
其一是存储所有格网点的三维坐标(X,Y,Z);其二是只存储所有格网点的高程(Z)以及存储单元的左下角、右上角平面坐标(X,Y)和格网尺寸等说明参数,此种方式必须存储规则存储单元内的所有格网点。
数据文件的存储顺序应为:
自下而上、自左至右;
2特征点数据应存储各点的三维坐标(X、Y、Z),每个点占据文件的一行;
3边界线数据文件可以包含多个边界线数据,不同边界线数据之间以分隔符分开。
数据文件的首行应包含边界线总数。
每一边界线数据的首行应包含该边界线的点数及边界线辨识符,随后按顺序存储各边界线点的平面坐标(X、Y),一个点占据文件的一行,同一边界线的首尾应重合。
3.5.6DEM数据的质量应符合以下要求:
1基本要求:
1)DEM数据的空间参考系应正确;
2)DEM数据的网格尺寸应符合表3.5.1的规定;
3)DEM数据的存储单元、分幅及编号规则和存储格式应正确;
4)文件的命名格式及名称应正确。
2几何精度
1)规则网格点的高程精度应满足表3.5.6的要求;
表3.5.6DEM规则网格点的高程精度要求
产品代号
网格尺寸
精度等级
网格点高程中误差(m)
平地
丘陵
山地
高山地
DEM-A1
5m×5m
一级精度
0.5
1.2
2.5
5.0
DEM-A2
二级精度
0.7
1.7
3.3
6.7
DEM-A3
三级精度
1.0
2.5
5.0
10.0
DEM-B1
2.5m×2.5m
一级精度
0.35
0.5
1.2
2.5
DEM-B2
二级精度
0.5
0.7
1.8
3.0
DEM-B3
三级精度
0.7
1.0
2.5
3.0
2)特征点高程的精度要求与相应规则格网点的高程精度一致;
3)相邻存储单元的DEM数据应平滑衔接。
3属性精度:
边界线辨识符应正确无误。
4逻辑一致性:
1)边界线必须为封闭多边形。
一个DEM数据集,只能有一个外边界线,但可以有多个内边界线,不同的内边界线可以相邻,但不能相交;
2)静止水域内的DEM格网点高程应一致,流动水域的上下游DEM格网点高程应呈梯度下降,关系合理。
5完整性:
1)DEM格网数据的起始点平面坐标应正确无误;
2)除内边界线范围中格网数据可能存在中断外,存储单元内不得存在数据漏洞;
3)相邻存储单元之间不得出现漏洞,DEM数据应覆盖整个测区范围。
6现势性:
DEM数据应现势地描述城市地面高程的起伏情况。
7其它要求:
1)DEM数据的元数据文件的内容应正确、完整;
2)关于DEM数据的相关文档资料应正确、完整。
3.6数字栅格地图(DRG)
3.6.1城市数字栅格地图(DRG)数据的比例尺应与数字线划图(DRG)相对应。
各城市可根据需要选择适合的比例尺。
数字栅格地图的产品代号如表3.6.1
表3.6.1数字栅格地图(DRG)的产品代号
比例尺
产品代号
1:
500
DRG500
1:
1000
DRG1000
1:
2000
DRG2000
1:
5000
DRG5000
1:
10000
DRG10000
3.6.2DRG数据在内容上应与同比例尺DLG图面表达一致,并由数据子集名称及代号、栅格数据和元数据组成。
1栅格数据文件可采用TIFF格式加地理定位信息文件可直接采用GeoTIFF格式存储;
2DRG的分辨率不得低于300dpi;
3DRG存储单元与相应比例尺的线划地图一致,命名规则相同。
3.6.3数字栅格地图的质量应符合以下要求:
1基本要求:
1)DRG数据的空间参考系应正确;
2)DRG数据的比例尺应符合表3.6.2的规定;
3)DRG数据文件存储单元及命名规则应符合5.1的要求;
4)DRG数据的存储格式应正确;
5)DRG数据文件命名格式及名称应正确。
2精度要求:
1)DRG的图廓尺寸与理论值偏差不得大于图上0.2mm,对角线不得大于图上0.3mm;
2)利用现有图扫描生成的DRG,平地、丘陵地区地物点对最近野外控制点的图上点位中误差不大于0.5mm,山地、高山地地区地物点对最近野外控制点的图上点位中误差不大于0.75mm;
3)相邻存储单元的相邻点应平滑衔接,关系合理。
3影像质量:
1)图廓线、公里格网线影像完整清晰;
2)图像清晰、不粘连、无断续,无明显噪声、斑点;
3)对于彩色DRG,应进行色彩归化;
4)DRG的总体外观质量应整洁、美观。
4完整性
1)DRG覆盖范围内及相邻存储单元之间无图像漏洞;
2)注记应完整、正确。
5现势性:
DRG数据应现势地反映城市的地物、地貌状况;
6其它要求
1)DRG数据的元数据文件的内容应正确、完整;
2)关于DRG数据的相关文档资料应正确、完整。
3.7三维城市模型数据
3.7.1三维城市模型是对城市景观的三维表达,它反映景观对象的主要特征,并包含从各个方面观察景观对象的必要信息。
三维城市模型数据由三维建筑模型数据、数字正射影像图数据和数字高程模型数据组合而成。
3.7.2三维建筑模型是三维城市模型的主体,由几何数据、纹理(材质)数据和属性数据组成。
三维建筑模型数据应满足以下基本要求:
1模型数据对
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- 城市 基础 地理信息系统 技术规范