数字社区数据标准研究.pdf

1、第21卷第4期 2005年7月 地理与地理信息科学 Geraphy and GeoInformation Science V0121 No4 July 2005 数字社区数据标准研究 邬伦，徐宜勤，王晓明，刘岳峰，汪大明 (北京大学遥感与地理信息系统研究所，北京100871) 摘要：当前数字社区建设缺乏统一的智能化综合管理平台以及相应的各项数据标准，使得数字社区难以真正实现 统一的数字化管理。该文参考国内外相应数据标准，研究数字社区的标准体系结构。针对现有标准体系缺乏相关 数据标准的现状，提出数字社区系列数据标准，包括数据接1=I层标准、数据分类编码标准、数据模型、数据字典和元 数据标准。阐述

2、系列标准中各标准间的相互关系以及各标准所包含的具体内容。 关键词：数字社区；标准体系；数据标准；数据集 中图分类号：1208 文献标识码：A 文章编号：16720504(2005)04一oo2004 “数字社区”是指在社区内利用计算机技术、通 讯技术、控制网技术、IC卡技术、互联网技术建立社 区建设、管理和服务的数字化综合信息共享平台，并 与城市建设、管理、服务数字化的综合共享平台连 通。它是数字城市的基本单元，是对数字城市的 延伸；同时也是实现城市规划、建设、管理与服务数 字化工程最终目标必不可少的一部分 J。 随着信息科学技术的发展，信息化已经渗透到 生活的方方面面，传统住宅模式已不能满足

3、人们的 需求，因此智能建筑、智能小区、数字社区等大量涌 现，并在社会经济生活中越来越重要。然而，现有的 数字社区往往是开发商根据各自需求独立建设的， 数字社区间、数字社区和数字城市间缺乏必要的数 据共享，甚至在数字社区内部各智能子系统间也缺 乏必要的数据共享。这不仅不利于城市对社区的高 效管理，而且造成社区内部管理的混乱和低效。主 要有两方面原因：一是缺乏建筑智能产品的标准，已 立项的建筑及住宅社区数字化技术应用的国标可 基本解决产品的标准化问题；二是数字社区建设缺 乏统一的智能化综合管理平台以及相应的各项数据 标准。因此，数字社区智能化综合管理相关数据标 准的制定迫在眉睫，已成为目前数字社区

4、建设的重 中之重。本文结合社区建设的具体情况，参考国内 外相应标准，研究数字社区的标准体系结构，提出数 字社区系列数据标准，并阐述各标准间的关系及其 相关内容。 1研究目标、原则和意义 数字社区作为数字城市的节点，是整个数字城 市数据网的基本单位，也是数字城市获取信息的基 本数据源 J。因此，数字社区建设的目标不仅是要 建立一个统一的逻辑数据库以实现社区在数据层上 的统一管理、维护和共享，同时还需为数字城市的建 设服务。建立数字社区系列数据标准的目标是为数 字城市建设中有关数字社区的数据建设提供一套完 整的指导性、推荐性标准规范，为数字社区数据建设 的规范化、科学化提供参考依据，同时为数字城市

5、的 标准化工作奠定基础L4j。 对于数据标准的研究应遵循两大原则。1)系统 分析的原则。只有综合考虑数据标准同整个数字社 区标准体系的依赖关系以及数据标准本身的特点， 才能形成一个科学、开放、层次清晰、分类明确的有 机整体 J。2)对现有标准的积极引用和参考。本标 准属于应用标准，涉及一系列相关标准的制定，必然 要参考和引用大量的基础标准、通用标准和专用标 准；每个标准都包含大量的术语标准、符号标准或计 量单位标准等。 数据标准的研究具有重要意义，数据及其标准 规范无疑是社区规划、建设、管理与服务数字化工程 的核心和基础。规范化的数据体系是实现统一管 理、数据交换和资源共享的前提 J。随着“数

6、字地 球”概念的提出，城市信息的标准化、规范化以及高 质量的数据采集和更新问题日益迫切 J。迄今为 止，关于数字地球和数字城市的标准化方面还没有 形成明确的概念，因此国家科技部将“城市规划、建 设、管理与服务数字化工程”列为国家“十五”重点科 技攻关项目，数字社区的数据标准研究是该项目的 一个重要内容。在进行城市的数字化工程中，社区 收稿日期：2005 404；修订日期：20050614 基金项目：国家“十五”科技攻关项目“城市规划建设、管理与服务的数字化工程”(2002BA1O7B) 作者简介：邬伦(1964一)，男，教授，博士生导师，从事地理信息方法教学与研究。Email：1wu(Burh

7、an pkuedu 饥 维普资讯 http:/ 第4期 邬伦等：数字社区数据标准研究 第21页 的数字化是其基本要求。 2数字社区标准体系 研究数字社区的数据标准，必须明确数字社区 的标准体系结构，数据标准在其间所处的层次及数 据标准与其它标准之间的相互关系。 21数字社区标准体系结构 数字社区的标准体系包含社区物理层各智能构 成系统和综合布线系统、接口层、数据层、管理与应 用服务层的相关标准和规范(图1)，它分为3个层 次。1)物理层的相关技术标准：主要是数字社区所 包含的各子系统在系统配置、技术指标、具体功能上 的各种标准 。2)数据标准：数据接口层、数据层、 管理和应用服务层所涉及的标准

8、，主要包括数据接 口层标准、数据模型、分类编码标准和数据字典。其 中，数据接口层标准是衔接物理层和数据层的关键 标准，其目标是在设备无关性的原则下，规定系统动 态采集数据的标准和规范。3)数字城市的接口标 准：其中，数字社区的元数据是实现城市对社区数据 共享的关键，数字社区元数据标准的制定使其成为 可能 管理与应 用服务层 数字社区统一数据 管理和服务平台 数据层 数据接口层 物理层 社及 区通 综讯 合系 布统 线 口 卡 通 管 理 系 统 圆圈 i I墼堡主壅1 圈圈 图1 数字社区相关标准体系结构 Fig1 Relevant standards system for digital c

9、ommunity 已经立项的国家标准建筑及住宅社区数字化 技术应用基本涵盖了物理层的相关技术标准。数 字社区对数字城市数据共享的相关标准应该由数字 城市制定，因此这两部分标准都不在数字社区数据 标准研究范畴内。 22数据标准的构成 数据标准涵盖了数据接口层、数据层以及数字 社区管理与应用服务层，是整个体系结构中各部分 间相互联系、相互沟通和共享的保障，是实现数字社 区数据统一管理的核心部分。因此，数据标准的制 定对数字社区建设有决定性意义。数据标准研究主 要包括：数据接口层标准、数据分类编码标准、数据 模型、数据字典和元数据标准。这5部分内容是对 整个数字社区全部共享数据的规范和标准。 23数

10、据标准的研究层次 数据标准的制定是一个系统工程，涵盖了数据 采集、数据处理、数据管理、数据分发以及数据库应 用的方方面面，需要对其进行统一的分类、分层，才 能构建清晰的标准体系。下层标准的制定参考引用 上层相关内容，是上层的具体化和深化。上层标准 的制定必须综合下层的内容，是下层标准的概括和 总结。关于数据标准的制定必须按照数据集、基础 数据集、数据实体和数据元素的顺序来组织。 3数据标准内容 31数据标准适用范围 1)数据接口层标准规定了数字社区数据接口层 的各接口数据类型及接口函数，适用于数字社区信 息系统中数据层和物理层上基于物理独立性的数据 动态采集。2)数据分类编码标准规定了数字社区

11、中 人员和地理实体的分类原则、方法和分类表，并在分 类的基础上给出社区人员和地理实体标识码的编码 原则和方法，适用于数字社区信息系统数据集的建 立、人员和地理实体的各项管理及不同信息系统间 的信息交换。3)数据模型标准规定了数字社区中 的基础数据集、各基础数据集的实体组成和概念数 据模型，适用于数字社区信息系统数据模型的建立 和不同系统间的信息交换。4)数据字典标准对基本 数据集中各实体的属性数据项进行逐一定义和描 述，并规定了各实体的主键，适用于数字社区信息系 统数据字典的建立和不同系统问的信息交换；5)元 数据标准规定了数字社区中各基础数据集元数据内 容，适用于数字社区信息系统元数据的建立

12、和不同 系统间的信息交换。 32数据接口层标准 数字社区在物理层上通过综合布线系统初步实 现了各功能系统在硬件上的集成和共享，但各功能 全国地理信息标准化技术委员会信息分类和编码的基本 原则与方法(GBr 7027)2002 社区自动控制系统 家居智能化系统 社区智能防火系统 社区安全防范系统 维普资讯 http:/ 第22页 地理与地理信息科学 第21卷 系统基本上独立运行，不存在数据的交流和共享。 数据接口层标准的目的就是把物理层上的各智能系 统作为数字社区的数据收集系统，通过标准的接口 实现对各智能控制系统数据的捕获，为社区数据的 统一集中管理和维护创造前提条件。数据接口层的 主要目标是

13、系统动态采集的数据，数据的采集必须 是设备无关性的。标准制定了数字社区物理层各智 能控制系统提供的具体接口，是一组标准的AP!接 口函数，主要包含住户报警，巡更管理，电、水、气远 程读表，停车场管理和IC卡消费管理的接口函数。 33数据模型 数据模型表示数字社区的核心数据视图，是任 何具体的数字社区信息系统建设必须建立的视图。 是独立于具体系统实现的数据框架基础。数据模型 的目的就是为数字社区数据的管理和维护提供一个 可供参考的概念模型。建立数据模型首先需要对社 区的数据进行划分。在本数据标准中，根据社区数 据的内在独立性和业务应用上的独立性划分为4个 基础数据集：基础控制数据集、系统动态采集

14、数据 集、日常事务数据集和社区建成数据集(图2)。社区 数据的划分遵循5个原则：1)数据集内部实体之间 应存在强逻辑关系，逻辑上不可再分；2)一个标准业 务的更新操作不应跨越数据集；3)基础数据集作为 独立单元进行独立操作和管理；4)基础数据集只能 有一个关联键；5)基础数据集不应切割数据管理过 程中的事务。 更新操作 i社区建成数据集l 基础控制数据集l 参照 1塑 爵F 日常事务数据集 I倒 一 1 l 丽 i一 系统动态采集数据集K 更新操作 I 图2基础数据集划分 Fig2 Fundamental data sets 标准对4个基础数据集及每个基础数据集包含 的数据实体都进行了简要描述

15、，并对每个数据集数 据实体间的关系进行了描述。数据模型共定义了29 个数据实体的概念数据模型(图3)。 34数据分类编码标准 数据集成和共享的一个前提就是对各个实体有 统一的分类和标识，地理数据和相关的非地理数据 使用唯一标识码来建立相互的关联。分类编码标准 的目的就是对社区内管理的实体进行统一分类。然 后制定为各个实体建立统一标识的规则和方法。 数字社区管理的基本对象是社区住户、物业管 理公司员工等人员和房间、位置敏感的仪表和仪器 等。分类编码标准采用线性分类方法在数字城市主 题分类(大类)的基础上，将社区对象分为社区人员 和社区地理实体。社区人员分为社区住户、社区工 作人员和社区访客，进而

16、划分小类和一级编码l社区 地理实体按照基础设施、智能管理系统、管线系统等 由上往下、由主到次的顺序进行分类，形成系统、有 机的整体。该标准在对实体进行分类编码时，参照 已颁布实施的国家标准，最大限度地同已有标准兼 容和协调一致。 _1 社区信息 _ 楼信息 _1 房产档案 基础控制L _1 住户档案 数据集 _ 员工档案 _1物业管理规定 报警信息 东镕 太皿 叫 收费标准 _ 巡更数据信息 集数据集 f智能家居远程控制 I出人口管理及周 _1电、水、气远程读表信息 界防越报警管理 一闭路电视监控管理 _1 停车场系统信息 数 I对讲与防盗门 一卡通系统管理信息 据 控系统管理 字 _j日常事

17、务L 一住户报警系统 典 I数据集 I 巡更管理 _1 公共管理 一公司内部管理 一社区总体规划和施工图 _J 社区消费和 一社区建筑物搜划和妪碉 I 收费管理 一停车场设备安装施工图 J社区建成J _1客户服务管理 J消费系统设备安装施工图 I数据集 I 一地下管网规划和施工图 一 说明资料 _J原眙资料的存汝位置信息 一 数字化复件 图3基础数据集数据实体 3 Data entitiesforfundamental data sets 35数据字典 数据字典是对数据实体的进一步刻画，以消除 领域相关知识的误解和混淆，使数据管理者和使用 者更加清晰地了解、交流、使用和管理社区所涉及的 各类数

18、据。数据字典逐一定义了概念模型各数据实 体中的属性数据项，以统一数字社区中各种数据项 的内涵和外延。数据字典包含数据实体和属性的命 名规则、所用抽象数据类型的定义、各数据实体的数 据项描述、指定各数据实体的主码和外码。 36元数据标准 元数据作为数据的数据，主要是为实现数据的 共享，对数据进行描述。分类编码、数据模型和数据 字典对社区数据进行了统一规定，可实现社区内数 据共享。元数据标准主要是针对数字城市中对数字 社区数据的共享而制定的。 国家标准地理信息元数据的附录c(元数据 维普资讯 http:/ 第4期 邬伦等：数字社区数据标准研究 第23页 扩展和专用标准)是制定领域专用元数据标准的基

19、 本依据，附录F(元数据扩展方法)是制定领域专用 元数据的依据。该标准依据元数据扩展和专用标 准、元数据扩展方法，根据数字社区数据集的特点， 制定数字社区建设专用元数据标准，对其核心数据 集进行描述。该标准制定了4个基础数据子集： DCMD一基础控制数据集、DCMD一系统动态采集数 据集、DCMD一日常事务数据集、IX；MD一社区建成数 据集的元数据，对国家标准进行了相应扩展。 4结语 数字社区系列数据标准制定了接口层标准、数 据模型、分类编码标准、数据字典和元数据标准，涵 盖了整个数字社区的基础地理数据、日常管理数据 和动态实时数据，同时兼顾同数字城市的数据共享 问题。 数字社区数据标准的提

20、出在当前具有重大的现 实意义和实用价值：1)填补了数字社区数据标准的 空白，提供一套完整的指导性、推荐性的标准规范， 为数字社区数据建设的规范化、科学化奠定了基础。 2)整合社区内部各个独立的智能系统，使各类地理 数据和非地理数据能在统一的数据平台上进行集中 管理，解决了目前数字社区内部数据共享问题。3) 元数据标准的提出解决了数字城市同数字社区的数 据共享问题，为实现数字城市奠定了基础。当然，任 何标准都具有一定的时效性，为适应新技术的出现、 新需求的提出和数字社区本身的发展，该数据标准 也需要在实践中随之修改、扩充和完善。 参考文献： 1国家标准编制委员会建筑及住宅社区数字化技术标准M 北

21、京：中国建筑工业出版社2004 2寇有观数字城市与智能社区J建筑学报，2oo2(5)：3942 3承继成，王宏伟，林讳，等城市如何数字化M北京：中国城 市出版社，2oo2 4王陵，王大力数字化社区技术与建设展望J工程设计CAD 与智能建筑，2002(6)：15 5蒋景瞳，何建邦地理信息国际标准手册M北京：中国标准 出版社，2004 6阎正城市地理信息系统标准化指南M北京：科学出版社， l998 7刘叶冰，王振侠数字社区系统集成建设J建筑，2004(7)：6971 Study Oil Data Standards of the Digital Community WU Lun，XU Yiqin，

22、WANG Xiaoming，LIU Yuefeng。WANG IMming (Institute ofRemote Sensingand GIS，Peking Univerdty，neijing 100871，China) Abstract：With the improvement of social econornlc and living standards and the development of the information science and techI101o gy，the requirement for residence informationization is I

23、nore urgent，SO the large numbers of digital mrnmunities appearUnfortunately， now it is devoid of the uniform，intelligent and synthetical management platform and interacted data standards for the 0OrIStructi()n 0f digital communityAt the SalTle time，it is difficult to actualize the digital management

24、Therefore，this paper Studies the standard sys tern of digital community，which is based On the international and domestic mrrdated standards，and then proposes a Se of data standards alxut digital cormnunityThe series of data standards involve data interface standard，data classification and coding standard， data model，and metadata standardFurthermore this paper expatiates on the relationship among each standard and its detail Key words：digital community；standard system；data standards；data sets 国家标准地理信息元数据)起草组地理信息一元数据(Iso l9l15)(征求意见稿)国家基础地理信息中心，2003 维普资讯 http:/