淺談數(shù)字泰州地理空間框架建設(shè)

張 彭,范栩弘,李若思

（1.泰州市基礎(chǔ)地理信息中心；2.泰州市高港區(qū)勞動(dòng)和社會(huì)保障局，江蘇泰州 225300；3.南京師范大學(xué)，江蘇南京 210000）

淺談數(shù)字泰州地理空間框架建設(shè)

張 彭1,范栩弘2,李若思3

（1.泰州市基礎(chǔ)地理信息中心；2.泰州市高港區(qū)勞動(dòng)和社會(huì)保障局，江蘇泰州 225300；3.南京師范大學(xué)，江蘇南京 210000）

泰州市作為國(guó)家數(shù)字區(qū)域地理空間框架建設(shè)示范城市，在建設(shè)和研發(fā)中做了大量研究和探索工作。文章從國(guó)內(nèi)城市地理空間框架建設(shè)現(xiàn)狀入手，引出數(shù)字泰州地理空間框架需解決的問(wèn)題；重點(diǎn)提出了數(shù)字泰州地理空間框架建設(shè)總體目標(biāo)及主要內(nèi)容；最后通過(guò)城市地理空間框架建設(shè)區(qū)域的差異和普遍規(guī)律進(jìn)一步闡述了城市地理空間框架的建設(shè)思路和體會(huì)。

數(shù)字城市；地理空間框架；信息化

數(shù)字城市是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的城市信息特別是空間信息服務(wù)體系。利用現(xiàn)代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各種信息資源（特別是空間信息資源），建立面向政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾服務(wù)的信息平臺(tái)、信息應(yīng)用系統(tǒng)以及政策法規(guī)保障體系等。城市地理空間框架是數(shù)字城市建設(shè)的核心任務(wù)之一，它為城市發(fā)展和信息化建設(shè)提供統(tǒng)一的空間定位與基礎(chǔ)地理信息公共平臺(tái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)城市信息資源按照地理空間位置的整合和共享。隨著城市信息化進(jìn)程的加快和數(shù)字城市建設(shè)的推進(jìn)，城市空間數(shù)據(jù)必將進(jìn)一步成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 城市地理空間框架建設(shè)的現(xiàn)狀

地理空間框架是空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，由數(shù)據(jù)體系、目錄與交換體系、公共服務(wù)體系、政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系和組織運(yùn)行體系等構(gòu)成，地理空間框架可分為國(guó)家級(jí)、省區(qū)級(jí)和城市級(jí)三級(jí)架構(gòu)。城市地理空間框架是指在遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)的支撐下，依托于城市現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和信息基礎(chǔ)設(shè)施，形成在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行并廣泛共享的多尺度、多格式、多內(nèi)容、多時(shí)相的城市綜合信息，通過(guò)專題系統(tǒng)與網(wǎng)站對(duì)政府、企業(yè)、社會(huì)公眾提供服務(wù)[1]。

1.1 國(guó)內(nèi)城市地理空間框架建設(shè)情況

在國(guó)內(nèi)，目前已經(jīng)對(duì)城市地理空間框架形成了一種從上到下積極支持并參與的大好局面。各級(jí)政府都在加大力度開展城市發(fā)展規(guī)劃、城市產(chǎn)業(yè)調(diào)整、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市信息化工作，從中央到地方已形成推進(jìn)城市地理空間框架建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)體系。如”數(shù)字北京”為數(shù)字東城、數(shù)字中關(guān)村、電業(yè)管理信息系統(tǒng)以及氣象等政府決策及各專業(yè)部門應(yīng)用提供大量空間信息支持，也為北京申奧的場(chǎng)館選址及時(shí)提供服務(wù)?！皵?shù)字潛江”地理信息公共服務(wù)平臺(tái)在很大程度上提升了衛(wèi)生局的工作效能，通過(guò)利用公共平臺(tái)的地理信息，能科學(xué)合理地制定疫區(qū)藥物的投放范圍、配置藥物量。“數(shù)字太原”環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)在線監(jiān)控、動(dòng)態(tài)管理，最大限度地降低了污染的危害，使這座以煤炭、冶金、化工等重金屬工業(yè)為主的城市環(huán)境有了很大的改觀。

總體而言，雖然近年來(lái)我國(guó)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)取得了一定進(jìn)展，但仍存在一些亟待解決的問(wèn)題，主要是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和監(jiān)管力度不夠，各自為政和重復(fù)建設(shè)比較嚴(yán)重；基礎(chǔ)設(shè)施仍很薄弱，信息資源自主保障能力不夠；政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全保障體系不健全，信息資源開發(fā)不足、利用不夠；信息共享機(jī)制不完善，信息服務(wù)社會(huì)化程度低，不能完全滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要等。

1.2 數(shù)字泰州地理空間框架重點(diǎn)解決的問(wèn)題

當(dāng)前數(shù)字泰州地理空間框架建設(shè)需重點(diǎn)解決數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)更新兩大主要問(wèn)題。數(shù)據(jù)不能共享的本質(zhì)原因除技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化和國(guó)家安全因素外，最根本的在于部門各自為政、重復(fù)投資、重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題。另外，隨著城市信息化步伐的加快，各部門都在建設(shè)各自的信息系統(tǒng)，由于地理空間框架建設(shè)滯后于社會(huì)發(fā)展和信息化的需求，標(biāo)準(zhǔn)各不統(tǒng)一，如何在現(xiàn)有框架上整合已有的信息系統(tǒng)，尋找適合城市地理空間框架的建設(shè)思路，需要我們?cè)陧?xiàng)目推進(jìn)中不斷探索，開發(fā)符合當(dāng)前應(yīng)用客觀實(shí)際的靈活的、開放的公共平臺(tái)。要繼續(xù)加強(qiáng)地理空間基礎(chǔ)框架的應(yīng)用研究和開發(fā)，提高基礎(chǔ)地理信息在政府信息化中的應(yīng)用能力。主要是確立一系列的基礎(chǔ)地理信息服務(wù)領(lǐng)域，研究開發(fā)地理空間基礎(chǔ)框架與專題信息的結(jié)合點(diǎn)，使得各政府部門和各行業(yè)管理部門以及社會(huì)上都能夠從所統(tǒng)一建成的地理空間基礎(chǔ)框架中受益，這也是數(shù)字泰州地理空間框架實(shí)施中重點(diǎn)需要解決的一大難題。

2 數(shù)字泰州地理空間框架建設(shè)總體目標(biāo)及主要內(nèi)容

2.1 總體目標(biāo)

數(shù)字泰州地理空間框架建設(shè)的總體目標(biāo)是：充分運(yùn)用遙感、GPS、GIS和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，根據(jù)國(guó)家、省相應(yīng)的政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系，建設(shè)多尺度、多分辨率、多種類的城市空間數(shù)據(jù)體系，構(gòu)建統(tǒng)一的城市地理空間基礎(chǔ)平臺(tái)，從而為城市政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾提供高質(zhì)量的基于空間位置的應(yīng)用服務(wù)。具體包括：

（1）緊密結(jié)合泰州市實(shí)際情況，從滿足泰州市政府及其各部門應(yīng)用決策需求出發(fā)建立泰州市地理空間框架，建立現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的、完善的基礎(chǔ)地理空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)，包括航空攝影、地面街景影像、精細(xì)真三維、興趣點(diǎn)360度全景、完善的地名地址和元數(shù)據(jù)等。

（2）建成泰州市權(quán)威的、唯一的地理信息公共平臺(tái)，為政府及各部門的信息化建設(shè)服務(wù)。

（3）基于泰州市統(tǒng)一的地理信息公共平臺(tái)，分別選擇有代表性的三類用戶（專業(yè)用戶中的國(guó)土資源管理用戶、行業(yè)用戶中的城市管理用戶、公眾用戶）開展應(yīng)用示范。

2.2 數(shù)字泰州地理空間框架建設(shè)的主要內(nèi)容

數(shù)字泰州地理空間框架的建設(shè)將針對(duì)泰州市實(shí)際需求，立足現(xiàn)有基礎(chǔ)，開展基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的采集、更新和完善工作，通過(guò)數(shù)據(jù)整合和系統(tǒng)開發(fā)建立泰州市權(quán)威的地理信息公共平臺(tái)，并開發(fā)3個(gè)典型應(yīng)用示范系統(tǒng)。工作內(nèi)容總體框架如圖1所示。具體包括：基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)更新與完善、數(shù)字泰州數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)、地理空間信息公共平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用示范及支撐環(huán)境建設(shè)。

（1）數(shù)字泰州地理空間框架數(shù)據(jù)生產(chǎn)、更新和完善。地理空間框架首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)泰州市已有空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)的有效管理，同時(shí)從國(guó)家測(cè)繪局、江蘇省測(cè)繪局獲取中、小比例尺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在更新完善后的基礎(chǔ)地理空間信息之上進(jìn)一步整合加工，提取交通、水系、居民地、境界等一部分與政務(wù)應(yīng)用和社會(huì)化應(yīng)用緊密相關(guān)的要素內(nèi)容，擴(kuò)充精細(xì)境界、地名/地址地理編碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行面向信息化要求、各部門需求、公眾地圖服務(wù)要求的數(shù)據(jù)重組。在現(xiàn)有基礎(chǔ)測(cè)繪數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)航空攝影、外業(yè)測(cè)圖、調(diào)繪、影像處理糾正等成熟的作業(yè)手段，遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)繪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更新與完善4D數(shù)據(jù)庫(kù)；采用移動(dòng)道路測(cè)量技術(shù)，建立泰州市的可量測(cè)實(shí)景影像庫(kù)；采用全景影像技術(shù)，建立泰州市重點(diǎn)場(chǎng)所的可視化全景庫(kù)。主要內(nèi)容包括：

已有基礎(chǔ)控制網(wǎng)（D級(jí)GPS和四等水準(zhǔn)）控制數(shù)據(jù)的整理，又包括本工程建設(shè)過(guò)程中因航飛或其他專項(xiàng)測(cè)量工作增加的基礎(chǔ)控制數(shù)據(jù)；市區(qū)300平方公里真彩色航空攝影及1：1000正射影像生產(chǎn)，泰州市原有影像數(shù)據(jù)的整理；1:25萬(wàn)、1:5萬(wàn)、1：1萬(wàn)市轄范圍空間數(shù)據(jù)的共享；

泰州市已有大比例尺（1：500、1：1000、1：2000）數(shù)據(jù)的整理；全市800公里可量測(cè)實(shí)景影像采集；市區(qū)城區(qū)56平方公里非精細(xì)三維信息的采集及建模；重點(diǎn)地區(qū)9平方公里精細(xì)三維信息的采集及建模；重點(diǎn)地區(qū)400個(gè)示范樣區(qū)全景影像信息的采集；數(shù)據(jù)整合（地名地址數(shù)據(jù)整合、元數(shù)據(jù)整合、社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)信息整合）。

（2）數(shù)字泰州數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)。包括數(shù)據(jù)庫(kù)由元數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)控制數(shù)據(jù)庫(kù)、DLG數(shù)據(jù)庫(kù)、DEM數(shù)據(jù)庫(kù)、DOM數(shù)據(jù)庫(kù)、地名地址數(shù)據(jù)庫(kù)、三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)、DMI數(shù)據(jù)庫(kù)、全景影像庫(kù)等的建設(shè)。

（3）地理信息公共平臺(tái)建設(shè)。開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化的地理信息管理與服務(wù)系統(tǒng)，形成泰州市唯一的、權(quán)威的、通用的地理空間信息公共平臺(tái)。具體內(nèi)容包括：

1）地理信息公共平臺(tái)注冊(cè)中心建設(shè)。主要是開發(fā)建設(shè)數(shù)字泰州公共管理和服務(wù)的注冊(cè)中心，既實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)和服務(wù)的發(fā)布，也用于對(duì)新數(shù)據(jù)、新功能的注冊(cè)、安全認(rèn)證、服務(wù)管理和發(fā)布。

2）面向服務(wù)的數(shù)字泰州公共管理與服務(wù)模塊。數(shù)字泰州公共管理與服務(wù)模塊共分為7個(gè)子模塊：系統(tǒng)設(shè)置、用戶管理、數(shù)據(jù)編輯、綜合查詢、統(tǒng)計(jì)分析、地址匹配、空間分析，面向服務(wù)的數(shù)字泰州公共管理與服務(wù)模塊的功能子模塊如圖2所示。

3）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多源、多尺度空間信息服務(wù)與發(fā)布模塊。該模塊主要包括：地理空間數(shù)據(jù)組織與管理子模塊，空間信息服務(wù)與發(fā)布子模塊（服務(wù)端）和空間地理信息三維可視化服務(wù)子模塊（客戶端）。

地理空間數(shù)據(jù)組織與管理子模塊提供地理信息三維可視化平臺(tái)所需的影像、矢量、地形等空間數(shù)據(jù)和三維建筑物模型數(shù)據(jù)的處理、組織、管理和維護(hù)功能；空間信息服務(wù)與發(fā)布子模塊（服務(wù)端）提供空間信息的服務(wù)與發(fā)布功能，包括數(shù)據(jù)服務(wù)和目錄服務(wù)等功能；地理信息三維可視化服務(wù)子模塊作為三維客戶端，側(cè)重于多源、多尺度地理信息的三維瀏覽和查詢功能；具體功能如下：

a.數(shù)據(jù)組織與管理子模塊。該子模塊主要負(fù)責(zé)海量影像、地形、地名、三維模型等數(shù)據(jù)的預(yù)處理、壓縮和組織，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問(wèn)的接口，分為數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口和文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口。

b.空間信息服務(wù)與發(fā)布子模塊。該子模塊主要負(fù)責(zé)提供基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的海量三維空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢與分析服務(wù)等，是軟件的核心子模塊。

c.地理信息三維可視化服務(wù)子模塊。該子模塊實(shí)現(xiàn)海量影像、地形、三維模型、地名數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)瀏覽、信息查詢。

d.可量測(cè)實(shí)景影像管理模塊?？闪繙y(cè)實(shí)景影像數(shù)據(jù)管理模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)DMI數(shù)據(jù)、全景數(shù)據(jù)、POI（Pointof interest）數(shù)據(jù)的綜合管理.

（4）應(yīng)用示范建設(shè)?；谒鶚?gòu)建的地理空間信息公共平臺(tái)，選擇國(guó)土、城管、公眾影像地圖服務(wù)三個(gè)領(lǐng)域開展應(yīng)用示范，以應(yīng)用部門為主導(dǎo)，建立國(guó)土資源綜合管理信息系統(tǒng)、數(shù)字城管地理信息系統(tǒng)、公眾影像地圖服務(wù)網(wǎng)站，并總結(jié)框架的應(yīng)用模式，在政府及其各部門全面推廣。具體內(nèi)容包括：

1）基于空間信息公共平臺(tái)的國(guó)土資源綜合管理信息示范應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)；

2）基于空間信息公共平臺(tái)的數(shù)字城管系統(tǒng)升級(jí)和完善；

3）基于空間信息公共平臺(tái)的公眾影像地圖服務(wù)示范應(yīng)用。

（5）支撐環(huán)境建立與完善。建立能夠保障項(xiàng)目實(shí)施及成果長(zhǎng)期應(yīng)用的支撐環(huán)境，成立以市政府為主導(dǎo)的組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，通過(guò)泰州市基礎(chǔ)地理信息中心配置先進(jìn)、合理的軟件、硬件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，建立健全框架的共享與更新機(jī)制，全面支撐泰州市地理空間框架的建設(shè)、運(yùn)行和應(yīng)用。

3 城市地理空間框架建設(shè)體會(huì)

城市地理空間框架建設(shè)存在地區(qū)之間、部門之間發(fā)展的差異性，特別是發(fā)達(dá)地區(qū)、欠發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)之間的差異性，及隨之而來(lái)的文化背景、技術(shù)支持能力等方面的差異性，在思考城市地理空間框架建設(shè)時(shí)就不能齊步走、一刀切、一個(gè)模式。但同時(shí)地理空間框架又是城市現(xiàn)代化、信息化和數(shù)字化的具體落實(shí)，是為發(fā)展經(jīng)濟(jì)服務(wù)的。建設(shè)此框架又有著一定的普通規(guī)律[1]，具體包括以下幾點(diǎn)：

第一，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一是前提。只有嚴(yán)格采用標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，才能構(gòu)建權(quán)威、統(tǒng)一的地理信息公共平臺(tái)；只有地理信息公共平臺(tái)的權(quán)威和統(tǒng)一，才能實(shí)現(xiàn)各類專業(yè)信息的互聯(lián)互通、集成與共享。這是信息化建設(shè)的前提和保障，也是項(xiàng)目成功與否的關(guān)鍵。

第二，政府主導(dǎo)是關(guān)鍵。只有在政府的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下，在公共財(cái)政的支持下，基礎(chǔ)性的框架建設(shè)才能順利完成，才能保證所建的地理信息公共平臺(tái)在該城市的權(quán)威性、唯一性，也才能保證其得到長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展、更新與維護(hù)。

第三，滿足應(yīng)用是生命力所在?？蚣芙ㄔO(shè)的最終目標(biāo)是為城市政府部門的管理、決策和公共服務(wù)活動(dòng)提供科學(xué)的手段和支撐，是為了滿足各部門、各單位和廣大人民群眾對(duì)基礎(chǔ)地理信息公共產(chǎn)品的需要。只有有用，才能被政府部門和社會(huì)各界所接受，才能確立它在城市工作中的地位。

第四，更新維護(hù)是可持續(xù)發(fā)展的保障。城市建設(shè)日新月異，這就要求反映城市各類設(shè)施和管理部件位置、形狀和屬性的基礎(chǔ)地理信息，必須不斷更新和維護(hù)。只有保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，才能保障公共平臺(tái)及應(yīng)用系統(tǒng)有效運(yùn)行，才能使其在城市管理與決策中持續(xù)發(fā)揮作用①王家耀.中國(guó)數(shù)字城市建設(shè)方案與推進(jìn)戰(zhàn)略構(gòu)想.中國(guó)數(shù)字城市發(fā)展戰(zhàn)略論壇演講稿,2005年.。

4 結(jié)語(yǔ)

城市地理空間框架建設(shè)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的、龐大的系統(tǒng)工程，是一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)，其工程的復(fù)雜程度和規(guī)模之大并不亞于“物質(zhì)（現(xiàn)實(shí)）城市”的建設(shè)，一個(gè)成熟的城市地理空間框架的建成可能需要幾年甚至十幾年的時(shí)間?！拔镔|(zhì)（現(xiàn)實(shí)）城市”是可持續(xù)發(fā)展的，作為其虛擬對(duì)照體的城市地理空間框架建也是可持續(xù)發(fā)展的，因此必須長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、有序推進(jìn)，使“物質(zhì)（現(xiàn)實(shí)）城市”與城市地理空間框架建長(zhǎng)期互動(dòng)，當(dāng)然最終的目的還是要不斷地推進(jìn)城市信息化建設(shè)②李維森.面向城市信息化發(fā)展加快推進(jìn)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)與應(yīng)用.全國(guó)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)工作會(huì)議上的講話整理稿,2008年.。

[1]李德仁.數(shù)碼城市(CyberCity)的概念、技術(shù)支撐和典型應(yīng)用[J].武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)報(bào),2000,25(4):283-288.

A Brief Introduction to Construction ofDigital Taizhou'sGeospatial Framework

ZHANG Peng1，F(xiàn)AN Xu-hong2，LIRuosi3(1.TaizhouFundamentalGeographicInformationCenter,TaizhouJiangsu225300,China;2.LaborandSecurity BureauofGaogangDistrict,TaizhouJiangsu225300,China;3.NanjingNormalUniversity,NanjingJiangsu 210000,China)

A large amountof study and exploration has beenmade during research and development in Taizhou,as the national demonstration city of the construction of geospatial framework in digital region.The presentpaper,starting w ith the construction situation of geographic framework in domestic cities,introduces the problems solved by Digital Taizhou's geospatial framework. This paper sets the overallaim andmain contentof it,and explains thoughts and experience of the construction of city geospatial framework through the regionalvariation and general rules.

digitalcity;geospatial framework;informatization

P28 文獻(xiàn)標(biāo)設(shè)碼：A

1671-0142（2011）02-0115-04

張彭（1977-）,男,江蘇泰興人,工程師.

（責(zé)任編輯 劉 紅）