GIS数据的标准化与数据共享范志坚1，2,方源敏1,汪虹2(1.昆明理工大学国土资源工程学院昆明 650093;2.云南省基础地理信息中心昆明 650034)摘要：地理信息系统的核心是数据。

数据的标准化是实现数据共享的关键，也是促进地理信息产业形成和发展的必要条件；数据共享是国家空间数据基础设施建设需要解决的核心问题，数据的标准化和数据共享是地理信息系统的关键技术。

关键词：GIS；数据的标准化；数据共享Data standardization and Data sharing in GISFan Zhi-jian1，2，Fang Yuan-min1，Wang-Hong2(1.Faculty of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming650093，China；2.Yunnan Provincial Geomatics center，Kunming 650034，China) Abstract：The core of Geographic Information System is data．Data standardization is the key tocarry out data sharing and also is the necessary condition to promote formation and development of geographic information industry；data sharing is the core problem that National Spatial Data Infrastructure Construction needs to be resolved，data standardization and data sharing are the key technology of Geographic Information System．Key words：GIS；data standardization；data sharing0 前言过去几年我国GIS在各种领域得到广泛应用。

目前，我国已经建成大量的地理信息数据库，这些数据资源分散在各个部门和行业中。

由于历史和机制的原因,各个部门基于各自的部门利益,不愿意对外共享数据；另外，由于不同的行业部门采用不同的GIS软件，各部门数据采集和管理的方法各不相同，同时，各部门在使用同一商业GIS软件时，又做了不同程度的二次开发，于是形成了许多独立、封闭的系统，对数据的共享造成了很大的障碍；再就是不同用户提供的数据可能来自不同的途径，其数据内容、数据格式和数据质量千差万别，因而给数据共享带来了很大困难，有时甚至会遇到数据格式不能转换或数据格式转换后丢失信息的棘手问题，严重地阻碍了数据在各部门和各软件系统中的流动与共享。

造成上述现象的原因主要是由于缺乏数据的标准化，以至于数据资源难以共享与利用，导致重复投资和信息资源浪费。

降低采集、处理数据的成本，促进数据的共享，已经成为各界的共识。

随着“数字中国”、“数字省区”、“数字城市”的兴起，GIS 正走向社会化、大众化，并且融于主流的信息技术。

国家有关部门正逐步将GIS 嵌入到电子政务系统中，使之成为信息社会和信息基础设施的重要组成部分。

1 数据的标准化1.1 数据标准化的定义数据标准是指数据的名称、代码、分类编码、数据类型、精度、单位、格式等的标准形式。

数据标准的制定对于GIS的发展具有重要意义、但目前数据标准的研究仍然落后于GIS的发展。

数据的标准化是在数据应用实践中，对重复性事物和概念通过制定、发布和实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益。

数据标准化不但是一个系统与另一个系统实现数据共享的需要，而且是在一个系统内保持数据的连贯性、持续有效性的需要。

GIS数据的标准化直接影响地理信息的共享，而地理信息共享又直接影响到GIS的经济效益和社会效益。

数据共享的实现除了由国家颁布一定的法律规范来保障外，最需要的是要有统一的数据标准。

数据标准的统一是实现数据共享的前提条件。

在数据标准化建设还不是十分成熟的情况下，为了尽可能满足数据共享，在数据生产和数据库建设过程中应尽量满足GIS数据标准化所包含的基本内容。

1.2 数据标准化所包含的内容(1) 统一的地理坐标系统:地理坐标系统又称数据参考系统或空间坐标系，具有公共地理定位基准是地理空间数据的主要特点。

通过投影方式、地理坐标、网格坐标对数据进行定位，可使各种来源的地理信息和数据在统一的地理坐标系统上反映出它们的空间位置和四至关系特征。

统一的地理坐标系统是各类地理信息收集、存储、检索、相互配准及进行综合分析评价的基础。

所以说统一的地理坐标系统是保障数据共享的前提。

(2) 统一的分类编码:GIS数据必须有明确的分类体系和分类编码。

只有将GIS数据按科学的规律进行分类和编码，使其有序地存入计算机，才能对它们进行存储、管理、检索分析、输出和交换等，从而实现信息标准化、数据资源共享等应用需求，并力求实现数据库的协调性、稳定性、高效性。

分类过粗会影响将来分析的深度，分类过细则采集工作量太大，在计算机中的存储量也很大。

分类编码应遵循科学性、系统性、实用性、统一性、完整性和可扩充性等原则，既要考虑数据本身的属性，又要顾及数据之间的相互关系，保证分类代码的稳定性和惟一性。

(3) 统一通用的数据交换格式标准:数据交换格式标准是规定数据交换时采用的数据记录格式，主要用于不同系统之间的数据交换。

一个完善的数据交换标准必须能完成两项任务：一是能从源系统向目标系统实现数据的转换，尽管它们之间在数据模型、数据格式、数据结构和存储结构方面存在差别；二是能按一定方法转换空间数据，该方法要跨越两系统硬件结构之间的不同。

GIS软件或数据并不是一次性的“消耗品”，也不是一个专题系统单独使用，而是可多次使用，相互共享。

一般属性数据库仅有几种固定的数据类型，因此数据转换问题比较简单。

但是空间数据与之不同，除了起说明作用的属性数据外，还有起定位作用的空间数据，因此数据共享比较复杂。

但是总的原则是制定的数据交换格式应尽量简单实用，能独立于数据提供者和用户的数据格式、数据结构及软硬件环境，数据格式应便于修改、扩充和维护，便于同国内外重要的GIS软件数据格式进行交换，保证较强的通用性。

在当前GIS软件数据格式较多的情况下，应制定一套稳定的数据交换格式标准，并将国家的基础空间数据面向成这一标准，逐步向各行业推广。

(4) 统一的数据采集技术规程:GIS数据库中涉及到多源数据集，它具有数据量大、数据种类繁多，空间定位数据和统计调查数据并存的特点。

数据随时更新且有共享性、利于数据传输、交换等需求。

根据空间数据库的目标和功能，要求数据库全面而准确地拥有尽可能多的有用数据。

作业规程中对设备要求、作业步骤、质量控制、数据记录格式、数据库管理及产品验收都应作详细规定。

所采集的数据应具有权威性、科学性和现势性的特点。

(5) 统一的数据质量标准①数据质量标准:GIS数据质量标准是生产、使用和评价数据的依据，数据质量是数据整体性能的综合体现，对数据生产者和用户来说都是一个非常重要的参考因子，它可以使数据生产者正确描述他们的数据集符合生产规范的程度，也是用户决定数据集是否符合他们应用目的的依据。

其内容包括：执行何规范及作业细则；数据情况说明；位置精度或精度评定；属性精度；时间精度；逻辑一致性；数据完整性；表达形式的合理性等。

②数据质量控制:由于生产部门数字化作业人员水平、数据生产所采用的各种数据源（地形图、各种遥感影像等）、航摄及解析仪器、数字化设备的精度不同，最终导致对GIS数据的精度和质量差异。

另外，对地理特征的识别质量与作业人员的专业训练也有很大的关系。

为了提高GIS数据的质量，需要对GIS数据质量进行控制。

其内容包括：完整的技术方案；优化的工艺流程；严密的生产组织管理；各环节的质量评价及过程控制等。

(6) 统一的元数据标准:随着GIS数据共享的日益普遍，管理和访问大型数据集正成为数据生产者和用户面临的突出问题。

数据生产者需要有效的数据管理、维护和发布办法，用户需要找到快捷、全面和有效的方法，以便发现、访问、获取和使用现势性强、精度高、易于管理和易于访问的GIS数据。

在这种情况下，数据的内容、质量、状况等元数据信息变得更加重要，成为数据资源有效管理和应用的重要手段。

数据生产者和用户都已认识到元数据的重要价值。

其内容包括：基本识别信息；空间数据组织信息；空间参考信息；实体和属性信息；数据质量信息；数据来源信息；其他参考信息。

1.3 数据的标准化所面临的问题首先，GIS数据的标准化仍受到传统地理学习惯的制约，存在专业定义与描述上的相悖，例如土壤分类、地貌分类、森林分类、土地利用分类等等，分类问题未形成兼顾交叉学科的标准体系，则制定数据标准也失去了基础。

其次，GIS 数据面临的另一个重要问题是数据模型的不标准化。

目前市场上流行的GIS商业软件数据模型是不统一的，例如ArcGIS，MapInfo，MapGIS以及GeoStar等。

2 数据共享2.1 数据共享的定义数据共享就是让不同行业、不同部门在不同地方使用不同计算机、不同软件的用户能够读取他人数据并进行各种操作运算和分析。

数据共享的程度反映了一个地区、一个国家的信息发展水平，数据共享程度越高，信息发展水平越高。

2.2 数据共享的解决方案数据共享是现代信息社会的一个最基本的特点，是国家空间数据基础设施（National Spatial Data Infrastructure,简称NSDI）建设需要解决的核心问题，除了政策和行政协调方面需要解决的问题外，技术层面的共享上仍有大量的难题需要解决。

但是由于不同的GIS软硬件平台、数据格式、数据标准、参考系统、数据的组织方法及学术、经济和立法的障碍等因素，实现数据的共享并非易事。

尽管如此，目前还是有多种方法可以解决一般的数据共享问题，其中最简单的方法是通过数据转换技术来实现数据的共享，即不同的部门分别建立不同的系统，当要进行数据集成或综合应用时，先将数据进行格式转换转为本系统的内部数据格式再进行应用。

但是这种数据共享方法是低级的，它是间接的延时共享，不是直接的实时共享。

建立国家空间数据基础设施以及“数字中国”应该追求直接的实时的数据共享，就是说用户可以任意调入国家空间数据基础设施各系统的数据，进行查询和分析，实现不同数据类型、不同系统之间的互操作。

目前，实现GIS数据共享大体上有三种方案：数据格式转换方案、数据直接访问方案和数据互操作方案。