空间数据基础

中国数字地球战略中的国家空间数据基础设施建设【关键字】国家空间数据基础设施(NSDI 中国数字地球数字化测绘国家测绘局 )摘要：本文阐述了中国空间数据基础设施(CNSDI)在中国数字地球发展战略中的地位，介绍了国家测绘局致力于建设CNSDI已采取的措施，提出了发展CNSDI必须考虑解决的几个关键问题。

Construction of the National Spatial Data Infrastructure under China′s DigitalEarth Development StrategyJIN Xiang-wen▲当今世界正进入信息时代，以信息技术为代表的当代新技术革命正使人们以前所未有的能力去获得有关地球和人类社会的巨量信息，并对他们进行有机集成和分析，从而主动面对全球变化的挑战，积极地解决资源、环境、人口、灾害等全球共同关注的问题。

在这个过程中，作为全球信息总资源重要组成部分的“地理空间信息”倍受重视并得到日趋广泛的应用。

同时，如何充分实现信息共享的问题也愈来愈被人们所关注。

相应地，一个新的产业——“地理信息产业”和一个新的基础设施——“空间数据基础设施”(SDI)也在世界各地蓬勃兴起和发展起来了。

一、建设国家空间数据基础设施在中国数字地球发展战略中的地位“数字地球”是信息高速公路和国家空间数据基础设施(NSDI)计划的自然延伸，从其所描述的在智能化网络界面体系和虚拟现实空间下利用巨量地理信息数据对我们所赖以生存的星球作多分辨率和3维数字化整体表达中我们不难看出，“数字地球”是在空间数据基础设施充分发展的前提下实现的。

空间数据基础设施(SDI)是“数字地球”的核心和基础，是发展“数字地球”不可逾越的重要阶段。

中国数字地球战略的首要任务是建设中国的国家空间数据基础设施(CNSDI)。

国家测绘局致力建设的CNSDI由以下几个主要部分组成：一是机构体系，包括领导并组织实施国家空间数据基础设施建设的权威领导机构，从事数据获取和加工的数字化测绘生产基地，专门从事空间数据维护更新和提供服务的单位等；二是基础数据集，包括空间定位控制数据、地形框架数据、航空航天遥感影像数据、土地覆盖数据、地籍测绘数据以及其他与空间位置相关的基本自然人文数据，这是CNSDI建设的框架和核心；三是法规和标准，包括有关信息共享机制的法规和政策、地理信息技术标准等；四是数据交换网络，包括作为网络结点的基础地理信息系统(含软、硬件，空间数据库系统)，由国家测绘局、地方测绘局和中央及地方其他机构组成的四边形数字化空间数据通讯网络。

部将对提交的规划数据库进行数据完整性、空间数学基础与数据格式正确性、标准符合性、空间拓扑、图数一致性等方面的质量检查，未通过检查的需修改完善后重新报送。

部将发布《市、县、乡（镇）土地利用总体规划数据质量检查细则》，并根据该细则要求开发规划数据库质量检查软件。

各地应利用部统一下发的数据库质量检查软件对拟提交的规划数据库成果进行自检，并保留检查软件自动生成的检查结果记录。

附件：土地利用总体规划数据库成果汇交要求根据市（地）级、县级、乡（镇）土地利用总体规划数据库标准（TD/T1026～1028，以下简称《标准》），结合当前市（地）级、县级、乡（镇）土地利用总体规划数据库建设的实际情况，对各地提交到部的土地利用规划数据库（以下简称规划数据库）成果提出以下要求：一、数据内容和数据格式报部审查或备案的各级规划数据库材料应包括纸质报送公文1份、电子成果数据2份、加盖省级国土资源主管部门公章的纸质资料清单1份。

电子成果数据内容包括数据库成果和数据库说明文档。

其中数据库成果内容按照相适用的规划数据库标准的规定内容报送，包括空间要素、非空间要素和元数据等，具体参见《标准》中的数据库要素与代码表和相关数据库结构定义。

数据库说明文档包括数据库有关情况说明、栅格图-图层对照说明、规划数据库成果报送资料清单、规划数据库质量检查结果记录等文档。

（一）数据库空间要素空间要素包括原始建库格式的矢量数据、标准交换格式的矢量数据和规划栅格图数据。

原始建库格式的矢量数据，各层一般按照“县级以上行政区划代码+图层名称.扩展名”的规则命名，中心城区按照“县级以上行政区划代码+downtown+图层名称.扩展名”的规则命名。

标准交换格式的矢量数据采用VCT格式或Shapefile格式（包括主文件*.shp、索引文件*.shx和dBASE表文件*.dbf）。

VCT格式文件名称一般按照《标准》规定的命名规则命名，中心城区规划的文件名称将命名规则中乡级行政区划代码改为“downtown”。

空间地理信息大数据基础支撑及服务系统建设方案近年来，随着信息技术的迅猛发展和大数据时代的到来，空间地理信息大数据的应用已经越来越广泛。

在城市规划、交通出行、环境保护等领域，空间地理信息大数据已经成为决策和规划的重要依据。

因此，建设一个空间地理信息大数据基础支撑及服务系统是十分必要的。

一、系统框架该空间地理信息大数据基础支撑及服务系统的框架可以分为四个部分：数据采集、数据存储、数据处理和数据服务。

1.数据采集在空间地理信息大数据系统中，数据采集是基础的环节。

可以通过多种方式进行数据采集，包括卫星遥感、无人机遥感、手机定位、传感器等。

通过这些手段采集的数据可以包括地图、影像、位置数据、环境数据等，这些数据将用于后续的存储、处理和服务。

2.数据存储数据存储是空间地理信息大数据系统的核心。

大量的数据需要进行存储和管理，因此需要建立一个高效、可扩展的数据存储系统。

可以使用分布式存储技术和云存储技术，确保数据的安全性和可靠性。

3.数据处理数据处理是将采集到的原始数据进行处理和分析的过程。

在空间地理信息大数据系统中，可以利用机器学习、图像识别、数据挖掘等技术对数据进行处理和分析，以提取出有价值的信息和知识。

同时，还可以通过数据的可视化技术，将处理后的数据呈现给用户。

4.数据服务数据服务是将处理后的数据提供给用户使用的环节。

可以通过构建各种数据服务接口和应用程序接口，将数据展示给用户，并提供丰富的功能。

用户可以通过这些接口和应用程序获取到他们需要的地理信息数据，并进行进一步的分析和应用。

二、系统功能1.数据采集功能：支持多种数据采集方式，包括卫星遥感、无人机遥感、手机定位、传感器等。

2.数据存储功能：建立高效、可扩展的数据存储系统，确保数据的安全性和可靠性。

3.数据处理功能：利用机器学习、图像识别、数据挖掘等技术对数据进行处理和分析，提取有价值的信息和知识。

4.数据服务功能：构建各种数据服务接口和应用程序接口，将数据展示给用户，并提供丰富的功能。

空间数据分析的基本方法与技巧空间数据分析是现代科学与技术的重要方法之一，它通过对地理空间相关数据的收集、整理、分析和可视化，帮助我们更好地理解和利用空间信息。

本文将介绍空间数据分析的基本方法与技巧，包括数据收集、数据预处理、空间统计方法和空间可视化等方面。

数据收集是空间数据分析的第一步，它是构建分析模型的基础。

合理的数据收集能够为后续分析提供可信的数据支持。

常见的数据收集渠道包括传感器、卫星遥感、测量调查和地理信息系统等。

例如，通过卫星遥感技术可以获取地球表面的高分辨率影像，用于土地利用、环境监测等研究。

测量调查则可以获取一些实地数据，如道路线路、建筑高度等。

在数据收集过程中，需要注意确保数据的准确性和完整性，以避免对后续分析造成误导。

数据预处理是空间数据分析中不可或缺的环节。

由于数据源的多样性和不确定性，原始数据往往存在一些缺失值、异常值和重复值等问题，需要通过数据预处理进行清洗和修复。

常见的数据预处理方法包括数据清洗、缺失值填补、异常值检测和数据集成等。

数据清洗是指删除或纠正错误的数据，以确保数据的可靠性；缺失值填补则是使用适当的方法补充缺失数据，如均值填补、插值法等；异常值检测可以排除数据中的异常值，以保证分析结果的准确性；数据集成则是将来自不同数据源的数据整合在一起，以获取更全面和多样化的信息。

空间统计方法是空间数据分析的核心内容之一，它通过统计学原理和方法对空间数据进行建模和分析。

常见的空间统计方法包括地理加权回归、空间插值、空间聚类和空间自相关等。

例如，地理加权回归可以在考虑空间相关性的情况下，探索地理空间因素对某一现象的影响；空间插值可以根据有限的采样点，预测和模拟不同区域的未知值；空间聚类可以发现空间数据中的群组模式，揭示区域性差异；空间自相关则可以评估空间数据变量之间的相关程度和空间分布的特征。

空间可视化是将分析结果以可视化形式展示的重要手段，它通过图表、地图和动画等方式，将抽象的数据转化为直观的图像，帮助我们更直观地理解和解释空间模式和空间关系。

基于激光通讯的空间数据传输技术基础空间数据传输技术已成为现代通信领域的重要组成部分。

激光通讯作为一项重要的空间数据传输技术，具有高速、高带宽和高精度等优点。

本文将从基本原理、系统组成、应用前景三个方面对基于激光通讯的空间数据传输技术进行分析和探讨。

一、基本原理激光通讯是利用激光光束在空气、水、光纤等媒介中传输信息的技术。

其基本原理是利用激光光束作为信息载体，通过调制激光光束的强度、相位和频率等参数来传输数字信息。

激光通讯的传输速度和可靠性取决于激光器的性能、激光光束的稳定性、光探测器的灵敏度和通讯链路的环境等因素。

激光通讯还有一个重要的特点，就是其传输距离较长。

传统的无线通讯技术由于受到大气衰减、地球曲率和信号干扰等因素的影响，难以在长距离范围内实现高速数据传输。

而激光通讯采用的是红外激光光束，其波长跟大气中水蒸气的吸收峰相对独立，能够在长距离范围内实现高速数据传输，从而为高速宽带空间数据传输创造了条件。

二、系统组成激光通讯系统主要由三个部分组成：激光器、光探测器和调制与解调电路。

（1）激光器：激光器是激光通讯系统的核心设备，其主要作用是通过产生激光光束来传输信息。

激光器的性能对激光通讯系统的传输速率、传输距离和数据质量等方面都有着重要的影响。

目前，常用的激光器有二极管激光器、气体激光器和半导体激光器等。

（2）光探测器：光探测器是激光通讯系统中的另一核心部件，主要用于将激光光束转换成电信号以便于处理和分析。

其性能对于激光通讯系统的传输速率、可靠性和精度等都有着重要的影响。

常用的光探测器有光电导探测器、半导体光探测器和光学接收机等。

（3）调制与解调电路：调制与解调电路是激光通讯系统中的另一个重要部件，主要用于将原始数据转换成与激光光束相适应的信号，并将接收到的激光信号转换成原始数据。

常用的调制与解调电路有放大器、滤波器、频率混合器和数字信号处理器等。

三、应用前景激光通讯技术具有高速、高带宽、高精度和长传输距离等优点，在空间数据传输、空间通讯、地球探测和科学研究等领域具有广泛的应用前景。