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CPS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。