空間數據基礎設施

隨着網絡技術的發展和分佈式技術的普遍應用，空間數據被廣泛地應用於各行各業的輔助決策之中，全球發達國家開始建立各自的國家空間數據基礎設施（National Spatial Data Infrastructure，簡稱NSDI）。數字地質數據作為國家空間數據基礎設施的重要組成部分，為各國NSDI建設中備受關注的重要基礎空間信息。我國地質調查信息化工作的總體目標從本質上説，就是建立國家地學數據庫，成為我國國家空間數據基礎設施的重要組成部分。 ^[1] 

一個標準的SDI主要由數據服務器、數據發佈服務器構成，數據服務器的作用是存放異地不同類型的空問數據集合，是一個基於網絡的服務器模式，通常在一個部門的內部採用局域網體系結構，部門之間採用Internet網絡結構。數據發佈服務器主要由元數據庫和用户界面構成，在元數據庫中，存放不同的元數據實體，通過這些元數據實體可以與數據服務器進行對話，對數據服務器中的數據進行操作。用户界面的作用是為用户與SDI之間提供有效的應用接口，實現用户根據元數據的查詢對空間數據進行提取和發現服務。

對於地球科學數據庫（簡稱地學數據庫）中地學數據而言，在國家SDI的建設中，僅是數據提供者的數據中的一部分，通常存儲在中國地質調查局的各部門之間，可以通過局域網或廣域網進行連接，實現數據的存取和處理，而在數據發佈服務器端，需要相應的用户界面和地學元數據庫，用户可以通過在終端的瀏覽器訪問地學元數據庫，查閲自己所需要的地學空間數據的質量狀況和基本信息。當決定需要進行數據提取時，按照元數據指引的地址進行提取操作。 ^[1] 

空間數據基礎設施，其技術部分包括計算機、網絡、數據庫與信息系統，以及地球空間數據框架、空間數據標準、管理與分發體系、空間數據交換網站和空間數據轉換標準的建設等。

地球空間數據框架是提供一個可以進行精確地、始終如一地獲取、配準和集成地球空間信息的基礎。該框架包括正射影像、大地控制、高程、交通、水系、政區、公用地籍以及資源、環境、社會、經濟、歷史記錄等方面的數據。空間數據協調、管理與分發體系，是組織生產和使用地理數據的人員，建立相應的組織機構，制定有關空間數據的發展戰略和政策，建立地理空間數據個人和機構問聯繫渠道，傳輸數據和開發數據庫。其目標是生產和使用共用的空間地理數據集，共享和開發基礎數據資源以提高決策能力。

空間數據交換網站是一個擁有地理空間信息，在地理空間數據生產者、管理者和用户之間的一個分佈式電子網絡。其用户有權決定保存哪類地理空間數據；瞭解數據狀況（內容、質量及其它特徵等）；尋找他們需要的數據；根據他們的應用項目，評價數據是否有用；儘可能經濟地獲取或訂購數據。地理空間數據生產者以各種軟件工具提供電子形式的元數據（關於數據的數據）。元數據標準規定了不同地理空間數據的元數據的內容，其目的是提供一個共同的標準化的元數據術語和定義。

空間數據轉換標準是一個異種計算機問空間數據轉換的進程。該標準規定了帶有空間參考系統信息的矢量和柵格（包括格網）數據的交換約定、尋址格式、結構和內容。標準中包括概念模型、質量報告、傳輸組件説明和對空間要素和屬性的定義等。 ^[2] 

空間數據的應用主要有兩大方面，一是面向公眾的應用，一是面向科學管理與決策的應用。

前者主要是普通公眾在日常生活中對於空間數據的查詢和服務，以方便用户的現代化日常生活。例如，車載導航系統可以幫助用户在不熟悉地區快速查找到目的地和選擇最佳路徑。此類應用多是空間查詢服務，最多應用一些簡單的空間分析方法。

後者主要是科學管理與科學決策，多是面向管理層和決策層的領導以及科學領域的專家。例如，城市規劃與緊急事件管理，科學找礦等。此類應用不僅需要空間查詢服務，更多地需要決策支持建模，對未來事件進行預測和知識發現。在過去的幾十年中，基於計算機技術的數字空間數據庫的建立為以上應用奠定了基礎，進行了數據和技術的準備。然而由於技術的進步，用户對空間數據的理解以及社會對空間數據的依賴程度的持續增長，原先已經建立的“孤島”狀空間數據機制已不能滿足這些要求，需要一種基於網絡的嶄新的空間數據服務機制，即空間數據基礎設施，為滿足人類社會對空間數據日益增長的需求。 ^[1] 

空間數據基礎設施（SDI）是實現對空間數據存取和訪問的技術、政策和制度的集合，它為空間數據的發現、評價和應用提供了基礎和平台，其優點在於減少數據採集的時間和費用，快速地和廣泛地訪問和存取空間數據，以及在地學應用之間和多用户數據生成之間實現互操作，GDI可以通過互聯網技術予以實現，國際上已經實現和正在運行的SDI有：

——澳大利亞新西蘭空間信息委員會的ANZLIC（ANZ02）；

——哥倫比亞空間數據基礎設施（ICDE）；

——荷蘭地理信息委員會的RAVI；

——美國國家空間數據基礎設施NSDI（USA）；

——英國國家地學空間數據框架NGDF；

——德國的公共與開放空間數據基礎設施GDI-NRW；

——葡萄牙的國家地理信息系統SNGI。

SDI的概念意味着：如果在地方、區域、國家級的空間數據生產者之間就空間數據的發現和訪問與存取在法律、經濟和技術原理等方面達成一致，就可以實現數據共享框架——空間數據基礎設施。 ^[1]