福建省數字城市地理空間框架建設及應用

袁存忠 胡海燕 余麗鈺

福建省數字城市地理空間框架建設及應用

袁存忠 胡海燕 余麗鈺

福建省基礎地理信息中心

數字城市地理空間框架是城市的空間基礎信息平臺，其建設及應用將為城市的信息化工作提供基礎保障。該文從福建省數字城市地理空間框架建設背景、目標與內容、技術設計、應用前景等進行了闡述，為我省城市空間數據的共建共享提供思路。

城市信息化 地理空間框架 數字城市

1 引言

城市是國民經濟和社會發(fā)展的焦點和中心，也是信息化工作的核心。當前，以“數字城市”為標志的城市信息化浪潮正在全國范圍內迅速展開。數字城市最重要的兩個基礎設施是網絡基礎設施和空間數據基礎設施。網絡基礎設施是指高速寬帶網絡以及支撐的計算機服務系統(tǒng)與網絡交換系統(tǒng)。空間數據基礎設施則意為地理空間框架，即為一個城市市域范圍內自然、社會、經濟、人文、環(huán)境等綜合信息提供定位基準、集成工具和地理信息公共平臺。數字城市以地理空間框架為定位基準，集成城市的各類綜合信息，基于網絡基礎設施實現城市信息的廣泛共享。因此，數字城市地理空間框架是城市的空間基礎信息平臺。

數字城市地理空間框架還是“數字中國地理空間基礎框架”的重要組成部分。為推進地理信息的應用，胡錦濤總書記提出“加快國家基礎地理信息系統(tǒng)建設，構建‘數字中國’地理空間基礎框架”，國家測繪局為此制定了包含國家、?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）、城市在內的三級地理空間框架。三級地理空間框架在總體結構、標準體系、網絡體系和運行平臺等方面是統(tǒng)一和一致的，建設遵循整體規(guī)劃、漸進實施、相互協調的原則，最終實現在分布式環(huán)境下多源、異質、異構地理空間數據的流通、共享以及互操作。

為增強數字城市地理空間框架的規(guī)范性、權威性和嚴肅性，保障國家安全，促進城市地理空間信息的共享和廣泛應用，減少重復投入，加快城市信息化進程，國家測繪局于2006 年啟動了“數字城市地理空間框架建設示范工程”項目，并通過在全國選擇若干具備條件的城市作為試點開展數字城市地理空間框架建設，總結經驗，推動數字中國、數字省區(qū)的建設。截至2009年年底，全國有78個城市在國家測繪局統(tǒng)一組織領導下，通過試點城市所在省級測繪行政主管部門與城市人民政府的緊密配合，各項工作穩(wěn)步推進，作用和效益日益顯著。

近年來，福建省加大基礎測繪的投入和生產，已具有覆蓋全省區(qū)域的1:100萬、1:25萬、1:5萬、1:1萬的數字線劃圖、數字高程模型，具有多種高分辨率的衛(wèi)星遙感影像和航攝資料。而各設區(qū)市均積累了較為豐富的1:2000、1:1000、1:500地理空間信息數據和高分辨率的影像數據。這些豐富的地理空間數據近年均為“數字福建”和“數字城市”的建設提供了基礎地理空間數據。目前福建省莆田市和泉州市已積極向國家測繪局申請立項，并作為“國家測繪局數字區(qū)域地理空間框架建設示范工程”分別于2007年和2010年立項。目前兩個城市已取得了部分成果。

2 福建省數字城市地理空間框架建設目標和內容

2.1 建設目標

福建省數字城市地理空間框架建設需按照國家“數字城市地理空間框架”相關政策和標準規(guī)范的要求，緊緊圍繞城市經濟社會發(fā)展規(guī)劃綱要和工作發(fā)展需要，以滿足城市管理和政府決策需求為出發(fā)點和落腳點，運用“3S”和計算機網絡等技術，制定統(tǒng)一的數據規(guī)范、開發(fā)規(guī)范、應用規(guī)范與其他規(guī)范，整合城市現有地理空間信息資源，建立分布式地理空間信息庫，構建一個統(tǒng)一的多尺度、多類型、多時態(tài)的市級地理空間數據基礎平臺，研發(fā)運行于政務網、因特網的地市級地理信息公共平臺，研究制定數字城市地理空間框架長效運行管理機制，解決城市空間地理信息資源難以集成共享和應用問題，為城市空間信息資源開發(fā)利用提供數據基礎平臺、技術保障和制度保障，促進城市的信息化建設，提高城市公共管理、公共服務的能力與水平。

2.2 建設內容

福建省數字城市地理空間框架建設內容包括基礎地理信息建設、地理信息公共平臺建設、典型應用示范建設以及支撐環(huán)境建設等四個方面。

2.2.1基礎地理信息建設

在國家級1:100萬、1:25萬、1:5萬比例尺基礎地理信息以及省級1:1萬、1:5000比例尺基礎地理信息的基礎上，重點更新完善城市區(qū)域內1:2000、 1:500數據，最終形成內容豐富的基礎地理信息數據；同時以基礎地理信息數據為基礎面向政務應用和社會化應用進一步整合加工，通過信息化、模型化重組后構建滿足需求的公共地理框架數據；開發(fā)數據庫管理平臺，并建立一體化管理的地理空間框架數據庫，實現基礎地理信息數據、地理空間框架數據的科學管理。

2.2.2地理信息公共平臺建設

依托地理空間框架數據，面向專業(yè)政務用戶、綜合管理用戶和社會公眾的不同應用需求和功能需求，開發(fā)網絡化的應用服務系統(tǒng)，建立城市權威的、唯一的、通用的可以分別運行于政務網與因特網環(huán)境的地理信息公共平臺。

2.2.3典型應用示范建設

基于地理信息公共平臺，以應用部門需求為主導，選擇具有代表性與示范意義的部門或用戶群體開展典型應用示范，構建應用系統(tǒng)，并總結應用模式與經驗，為地理空間框架在城市政府部門、行業(yè)用戶、社會公眾中全面推廣提供借鑒。

2.2.4支撐環(huán)境建設

支持環(huán)境建設是全面支撐城市地理空間框架的建設、運行與應用的底層基礎。主要內容包含：設計、采購并部署能夠保障項目實施及建設成果長期應用的軟硬件設備及網絡運行環(huán)境；制定項目實施和應用所遵循的標準規(guī)范和管理制度；成立以市政府為主導的組織協調機構和專門的運行維護機構，建立健全地理空間框架的共享與更新長效機制。

3 福建省數字城市地理空間框架技術設計

3.1 設計依據

技術設計遵循國家統(tǒng)一的標準規(guī)范，統(tǒng)籌考慮城市政府宏觀決策、應急管理、社會公益服務對地理信息服務的迫切需求，同時兼顧城市未來的應用擴展。

3.2 技術框架

福建省數字城市地理空間框架選擇采用以SOA體系架構為主體的總體架構，由數據層、服務層、應用層以及運行支持環(huán)境構成。

圖1 數字城市地理空間框架體系結構圖

數據層是數字城市地理空間框架的“血液”，也是開展相關應用的基礎。數據內容可包含地理實體數據、電子地圖數據、高程數據、地名地址數據、影像數據、城市景觀、專題數據以及各數據對應的元數據。數據比例尺從1:100萬至1:500，其中1:2000~1:500數據是數字城市地理空間框架數據建設的重點。

服務層是數字城市地理空間框架的“核心”。服務層所提供的服務既包括服務注冊、服務管理、元數據服務等通用功能；也包括WMS、WFS、WFS-T等標準OGC接口模式；同時也涵蓋專題制圖、查詢檢索、空間分析、地址匹配、地圖可視化等GIS功能服務，這些服務以接口的方式向不同的用戶提供服務。

應用層構筑多層次的服務體系，是數字城市地理空間框架核心功能的外在體現，是與其它專業(yè)系統(tǒng)溝通、對接、集成的主要途徑。根據數據用戶的不同，設計針對不同用戶特點的應用客戶端。

運行支持環(huán)境包括標準規(guī)范制定、軟硬件環(huán)境建設和運行管理機制建設。標準規(guī)范體系包括數據標準規(guī)范、應用服務規(guī)范、政策制度規(guī)范等技術規(guī)范。軟硬件環(huán)境建設充分結合城市目前的技術裝備情況，補充完善設備確保能夠支撐在局域網、政務網、因特網運行的軟硬件環(huán)境、網絡環(huán)境和機房環(huán)境。運行管理機制建設包含建立健全共享服務、信息安全、數據維護更新、運行管理等機制，為數字城市地理空間框架持續(xù)有效運行提供保障。

4 福建省數字城市地理空間框架建設的應用

隨著城市經濟的快速發(fā)展，城市信息化的步伐越來越快，而信息化的進程離不開基礎地理空間數據的推進。統(tǒng)計數字表明，80%的信息與地理位置相關，而幾乎所有的政務信息都可以關聯到地理位置成為地理信息，政府部門進行事務處理、綜合業(yè)務管理、分析決策等所需的數據絕大部分都與地理空間定位緊密相關，地理信息已經快速融入到包括電子政務、企業(yè)信息化、公眾信息服務等幾乎所有行業(yè)信息化中。通過數字城市地理空間框架項目的建設，可以整合和挖掘城市各種信息資源，實現“信息內容豐富，更新維護及時、共享交換便捷”的地理信息基礎平臺，形成支撐城市各類管理信息系統(tǒng)的公共平臺，為交通、水利、國土、統(tǒng)計、公安、民政等各類政府部門科學管理、城市發(fā)展規(guī)劃、應急決策和響應提供科學、準確、及時的地理空間信息服務。此外隨著數字城市地理空間框架建設和完善，會有越來越多的多尺度、多格式、多內容、多時相的城市綜合信息進行發(fā)布和共享，也會有越來越多的各類應用系統(tǒng)與網站利用其中的資源對政府、企業(yè)、社會公眾提供服務。因此數字城市地理空間框架在城市信息化建設中具有重要的作用和廣泛的應用前景。

經過兩年多的建設，數字莆田地理空間框架已經取得了一系列的成果。

其投入大量資金進行了大比例尺、真彩色航空影像拍攝，采集處理了1：500、1:2000基礎地理信息數據，建成了莆田市地理空間數據庫和地理信息公共平臺建設，開展地籍管理信息系統(tǒng)、旅游地理信息系統(tǒng)、輔助決策空間信息管理系統(tǒng)等應用示范工程，從根本上扭轉了地理信息資源匱乏的狀況，夯實了城市信息化的基礎城市地理信息公共平臺，為其他專業(yè)信息空間定位、集成交換和互聯互通奠定基礎。數字泉州地理空間框架是我省第二個數字城市地理空間框架建設試點項目，經過前期大量的調研和分析，編寫的數字泉州地理空間框架建設項目設計書已通過了專家的評審和論證。下一步，福建省將在總結前兩個項目經驗的基礎上，逐步向其他設區(qū)市推廣。

5 結語

福建省數字城市地理空間框架既是“數字中國地理空間基礎框架”的重要組成部分，也是我省“數字城市”建設的重要基礎設施。隨著各設區(qū)市地理空間框架的建成和應用，城市政府有關部門將充分利用公共平臺，開展信息交換與應用服務，可促進城市政府及各部門間的數據交換和共享，減少重復建設，消除信息孤島，為城市的信息化工作提供基礎保障，有效提高了政府部門公共服務、社會管理和宏觀決策的科學性與準確性。

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