某市拟建设市政设施管理与更新信息系统，项目内容包括建设全市市政设施数据库，开发数据库管理与服务系统。
1．已有数据
(1)基础地理信息数据
由基础地理信息服务平台提供地图服务，包括全市0. 5m彩色正射影像，以及1：5 00、1：2000地形图数据等，采用城市独立坐标系，高斯一克吕格投影。
(2)市政设施数据
道路和桥梁要素：根据1：500地形图按图幅采集存储，以多边形表示道路和桥梁的路面范围，同时采集道路和桥梁的中心线；属性信息包括其分类编号≤宽度、路面材料、名称等。
路灯要素：利用GPS采集道路和桥梁沿线路灯的定位点数据，为WGS—84坐标系；属性信息包括其分类编码，所在道路和桥梁的编号及名称，按照片区存储；其他路灯暂不采集。
燃气管线、燃气井要素：根据1：500地形图按图幅采集，燃气管线的属性信息包括分类编号、管径、管材等；燃气井。采集点位及类型等属性。供水、排水、电力、通讯等要素的采集和存储参照燃气设施数据方式进行。
2．全市市政设施数据库要求
对数据进行分层组织，具有相同几何特征的道路、桥梁、路灯、燃气、供水、排水、电力、通信等设施要素划分为相同层；全市范围连续无缝，要素对象应进行接边和保持唯一；数据库坐标系与1：500地图数据一致，利用。WGS—84与城市独立坐标系之间的转换参数对路灯数据进行转换；入库数据必须经过严格的质量检查，包括内业数据检查和野外抽查核实。
3．数据库管理与服务系统开发
包括数据采集与更新，数据库管理与服务2个子系统，在互联网环境中运行，并可调用已在运行的基础地理信息服务平台。
数据采集更新子系统，在掌上电脑(PDA)上开发，利用无线网络与互联网连接，要求利用携带的GPS实地采集更新市政设施数据，并自动转换到城市独立坐标系；同时可调用基础地理信息服务平台的地图和影像数据服务为背景，实地调绘对市政设施数据进行更新。
数据库管理与服务子系统的主要功能包括数据建库、管理、更新以及对外数据目录发布，信息查询、数据编辑处理、数据提取、地图服务等。基础地理信息服务平台可以提供网络地图服务和有关功能服务接口。
【问题】
1．设计该市政设施数据库的要素分层方案。
2．简述将采集的市政设施数据整理入库的主要工作步骤及内容。
3．设计数据采集更新子系统的主要功能。
4．简述检查数据质量时，如何将位置偏离道路5 m的路灯点检查出来。
1．根据题目要求，该市市政设施数据库的要素分层方案应包括以下内容：
(1)道路和桥梁要素层，以多边形表示道路和桥梁的路面范围，道路和桥梁的中心线；属性信息包括其分类编码、宽度、路面材料、名称。
(2)路灯要素层，表示道路和桥梁沿线路灯的定位点数据；属性信息包括其分类编码、所在道路和桥梁的编号及名称，按照片区存储，其他路灯暂不表示。
(3)燃气管线、燃气井要素层，表示燃气管线、燃气井的位置及类型属性，燃气管线的属性信息包括分类编码、管径、管材等。
(4)供水、排水要素层，表示供水、排水管线的位置和检修井的位置及类型属性，供排水管线的属性信息包括分类编码、管径，管材等。
(5)电力、通信要素层，表示电力、通信管线的位置和检修井的位置及类型属性，电力、通信管线的属性信息包括分类编码、管径、管材等。
2．(1)数据收集与整理。包括全市市政设施数据、0. 5m彩色正射影像，以及1：500、1：2000地形图数据等，将其转换为系统支持的格式，数据库坐标系与1：500地形图数据一致，利用WGS—84与城市独立坐标系之间的转换参数对路灯数据进行转换。
(2)数据预入库。按照数据库整体结构的设计与分层要求，将采集数据按照数据的存储要求入库到相应的数据层。
(3)数据处理、修改。系统要求全市范围连续无缝，要素对象应进行接边和保持唯一；临时数据库矢量数据是按照图幅为单元存放的，在图幅接边处可能会存在要素目标的断线。在这个过程中，对于线要素，要将要素在图幅分割处进行连接使其连续；对于面要素，要将由于图幅分割成多个目标进行合并，生成一个目标；对于市政设施数据，要将对应的原始数据进行重新整合生成。
(4)入库数据必须经过严格的质量检查，包括内业数据检查和野外抽查核实。
(5)元数据整理。将元数据进行汇总整理，并将文本格式转换为关系表格形式，以利于元数据的入库。
(6)数据正式入库，把经过处理符合数据库设计要求的数据进行正式入库，形成正式的数据库成果。
3．数据采集更新子系统主要功能有：
(1)通过掌上电脑(PDA)，利用无线网络与互联网连接，利用携带的GPS实地采集更新市政设施数据，并自动转换到城市独立坐标系；
(2)可调用基础地理信息服务平台的地图和影像数据服务，实地调绘对市政设施数据进行更新。
4．可以利用GIS系统最基本的缓冲区分析方法来解决这一问题。缓冲区分析是地理信息系统重要的空间分析功能之一，它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用，如湖泊和河流周围的保护区的定界、汽车服务区的选择、民宅区远离街道网络的缓冲区的建立等。先建立缓冲区图层，再进行叠置分析，以道路边线为中心轴线，距中心轴线5～10m的平行条带建立缓冲区，然后进行路灯图形元素的检索即可。
