淺析數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)存在的若干問題

金靖

(鄂州市勘測(cè)院，湖北 鄂州 436000)

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，城市信息化建設(shè)正如火如荼展開，實(shí)施城市規(guī)劃、管理和服務(wù)的數(shù)字化工程成為現(xiàn)代城市建設(shè)的必然趨勢(shì)。數(shù)字城市建設(shè)是城市信息化的主要表現(xiàn)形式，數(shù)字城市以可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的表達(dá)方式對(duì)城市實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的再現(xiàn)與升華，形成統(tǒng)一、共享的信息管理與服務(wù)系統(tǒng)為政府提供決策支持、為民眾提供信息服務(wù)。發(fā)展數(shù)字城市，不僅能改變現(xiàn)代城市規(guī)劃管理模式，提高各級(jí)政府職能，也能改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生產(chǎn)和生活方式，豐富人們物質(zhì)文化精神生活，為人民群眾提供全方位、智能化的服務(wù)，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、文化的健康發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)全面進(jìn)步［1］。

2 數(shù)字城市地理空間框架的建設(shè)現(xiàn)狀

我國(guó)數(shù)字城市的研究和實(shí)踐開始于20世紀(jì)90年代末，相對(duì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家較晚，現(xiàn)在仍然處在低級(jí)階段。城市地理空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和政府、企業(yè)內(nèi)部信息系統(tǒng)建設(shè)的進(jìn)展比較緩慢，水平也參差不齊;政府、行業(yè)、企業(yè)之間的互聯(lián)互通才剛剛起步;網(wǎng)絡(luò)社會(huì)、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)和數(shù)字城市尚未形成。目前我國(guó)數(shù)字城市建設(shè)的重點(diǎn)仍然是城市地理空間基礎(chǔ)設(shè)施和政府、企業(yè)級(jí)信息管理系統(tǒng);各管理信息系統(tǒng)，承擔(dān)著政府和企業(yè)信息化管理體系、傳統(tǒng)信息數(shù)字化、信息內(nèi)容規(guī)范化等信息化所要求的管理基礎(chǔ)和信息基礎(chǔ)。

自2006年國(guó)家測(cè)繪局啟動(dòng)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)試點(diǎn)工作開展以來，到“十二五”期間全國(guó)將有330多個(gè)城市完成試點(diǎn)建設(shè)。但在全國(guó)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)過程中，仍存在部分地區(qū)應(yīng)用水平較低、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)力度不足、維護(hù)管理機(jī)制不完善等問題。

目前，我國(guó)數(shù)字信息化項(xiàng)目很多，在一段時(shí)間內(nèi)基本趨于兩種建設(shè)流派:第一種是應(yīng)用型數(shù)字城市建設(shè)模式，以行業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)的，例如“數(shù)字森林”、“數(shù)字國(guó)土”、“數(shù)字電力”、“數(shù)字水利”等，主要用來解決行業(yè)部門的應(yīng)用需求，各種專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成了數(shù)字城市的主要脈絡(luò);第二種是重地理信息的按區(qū)域劃分的數(shù)字城市建設(shè)模式，例如“數(shù)字流域”、“數(shù)字景區(qū)”、“數(shù)字社區(qū)”等，它們主要以建成區(qū)域性的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)為目的。這兩種建設(shè)模式在一定程度上提高了部門或區(qū)域內(nèi)部管理的工作效率，實(shí)現(xiàn)了信息資料和公文的無紙化傳遞，實(shí)現(xiàn)了部門內(nèi)部辦公自動(dòng)化，探索了數(shù)字城市建設(shè)的方向，為數(shù)字城市的建設(shè)奠定了重要的基礎(chǔ)［8］。

3 數(shù)字鄂州建設(shè)現(xiàn)狀

為了盡快實(shí)現(xiàn)“率先融入武漢城市圈，率先實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化”的目標(biāo)，鄂州市政府明確提出了“建立‘?dāng)?shù)字鄂州’，加快鄂州城市化進(jìn)程”的戰(zhàn)略目標(biāo)。“‘?dāng)?shù)字鄂州’地理空間框架建設(shè)及應(yīng)用示范”項(xiàng)目于2007年納入國(guó)家測(cè)繪局“數(shù)字地理空間框架建設(shè)與應(yīng)用示范工程”計(jì)劃，鄂州市正式成為全國(guó)“數(shù)字城市”試點(diǎn)城市之一。

3.1 “數(shù)字鄂州”總體目標(biāo)

“數(shù)字鄂州”的總體建設(shè)目標(biāo)是按照“需求牽引、設(shè)計(jì)統(tǒng)一、共同投資、資源共享”的原則，通過空間基礎(chǔ)設(shè)施的逐步建設(shè)和數(shù)字化工程的不斷完善，建立起覆蓋全市域的信息高速公路和鄂州市空間基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建統(tǒng)一、權(quán)威的鄂州市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源整合和網(wǎng)絡(luò)共享，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用開發(fā)一系列專題系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)政府機(jī)構(gòu)或行業(yè)領(lǐng)域的專題信息在地理空間框架上的集成與整合，為行業(yè)管理、城市規(guī)劃和政府決策提供及時(shí)可靠的信息服務(wù)與技術(shù)支持。

3.2 “數(shù)字鄂州”地理空間框架的建設(shè)成果

(1)“數(shù)字鄂州”基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

按照統(tǒng)一的現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系，實(shí)現(xiàn)了鄂州市主城區(qū)基礎(chǔ)控制測(cè)量，并先后完成了300 km21∶8 000的真彩色航空攝影，主城區(qū)60 km2低空航測(cè)和主城區(qū)100 km2外業(yè)采集與錄入(包括地名地址、門牌號(hào)碼等)工作;建立了包含控制測(cè)量數(shù)據(jù)、數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的鄂州市多源、多尺度基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。其中:

基礎(chǔ)控制數(shù)據(jù):全市230 km2平面和高程基礎(chǔ)控制成果;

數(shù)字線劃圖:45 km21∶1 000地形圖數(shù)據(jù)，城區(qū)200 km21∶500大比例尺地形圖數(shù)據(jù)，全市1 593 km2的 1 ∶25萬、1 ∶5萬、1 ∶1萬地形圖數(shù)據(jù);

數(shù)字正射影像:城區(qū)300 km20.2 m分辨率影像，全市1 593 km22.5 m分辨率影像;

數(shù)字高程模型:主城區(qū)60 km2三維建筑物精細(xì)模型。

(2)“數(shù)字鄂州”地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)

“數(shù)字鄂州”地理信息公共服務(wù)平臺(tái)依托數(shù)字鄂州基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以地理信息系統(tǒng)為主要管理工具，進(jìn)行數(shù)據(jù)的多尺度無縫集成、可視符號(hào)配置、地名地址擴(kuò)充、地圖瓦片輸出等整合加工，建立了公共平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)(分政務(wù)版和公眾版)和瓦片地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)而通過在線調(diào)用、零碼組裝、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)、二次開發(fā)、運(yùn)行維護(hù)等多種形式的地理信息服務(wù)和管理模塊，提供地理信息集成與共享完整解決方案，滿足不同政府機(jī)構(gòu)、不同行業(yè)部門和個(gè)人的多樣化需求。

(3)“數(shù)字鄂州”應(yīng)用示范系統(tǒng)建設(shè)

數(shù)字鄂州地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目在地理信息公共服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)上，選取鄂州市規(guī)劃、房管、公安、電力等部門開展應(yīng)用示范，本著以應(yīng)用部門需求為主導(dǎo)的原則，先后建立了城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)、房產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、警用地理信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)、電力管理信息系統(tǒng)，并建立了數(shù)字鄂州公眾服務(wù)系統(tǒng)，向社會(huì)公眾提供地理信息服務(wù)，發(fā)揮了數(shù)字鄂州地理空間框架為宏觀決策、政府管理和社會(huì)公眾提供支持與服務(wù)的作用。

4 數(shù)字城市地理框架建設(shè)存在的問題

許多發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)字城市建設(shè)正在向成熟期、智能化過渡?？v觀國(guó)內(nèi)數(shù)字城市發(fā)展現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)數(shù)字城市地理空間框架的建設(shè)雖然已經(jīng)取得了一定成效，但由于起步晚、基礎(chǔ)條件差等原因，與國(guó)外數(shù)字城市建設(shè)相比還有較大差距，其發(fā)展也存在著諸多問題:

(1)標(biāo)準(zhǔn)體系不完善

國(guó)家測(cè)繪局和有關(guān)部門雖已頒布了一系列數(shù)字城市建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和地理空間框架建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，但不同標(biāo)準(zhǔn)存在一定不一致性。制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，是數(shù)字城市建設(shè)的必然要求和趨勢(shì)［4］。且隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字城市相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系有待進(jìn)一步完善和更新。

(2)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容千差萬別

由于采用的數(shù)據(jù)格式、軟件平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)和專業(yè)技術(shù)框架都不統(tǒng)一，各個(gè)城市建立的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)很多孤立存在，缺乏統(tǒng)一性、開放性和交互性;數(shù)據(jù)內(nèi)容也千差萬別，不能互聯(lián)互通、沒有做到無縫鏈接。

(3)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)缺乏通用性、實(shí)用性、應(yīng)用性

不少城市紛紛建立了自己的地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，但往往由于數(shù)據(jù)管理模式不同、開發(fā)語言不同、部署平臺(tái)不同、對(duì)外提供的接口差異這些平臺(tái)的通用性較差，再加上智能化水平低、輔助決策能力受限等原因，其應(yīng)用性、實(shí)用性不強(qiáng)，不能為政府和全民提供全方位、多層次的決策支持和知識(shí)服務(wù)，不利于商業(yè)化推廣使用。

(4)缺乏應(yīng)用導(dǎo)向和補(bǔ)償機(jī)制

數(shù)字城市發(fā)展除必要的技術(shù)支撐外，還需要大量資金投入。目前用于數(shù)字城市建設(shè)的投入十分有限，投資渠道單一［1］。許多數(shù)字城市地理空間框架由于缺乏足夠資金和補(bǔ)償機(jī)制導(dǎo)致舉步維艱，有些后期得不到及時(shí)更新、維護(hù)，無法提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的信息服務(wù)，影響其進(jìn)一步地推廣和應(yīng)用。

(5)與數(shù)字城市各種系統(tǒng)的銜接不足，應(yīng)用系統(tǒng)和商業(yè)軟件有待完善

地理空間框架的目的是為政府、企業(yè)、公眾提供權(quán)威、可靠的地理空間信息，以此支撐數(shù)字城市各種系統(tǒng)的有效運(yùn)作，例如，電子政務(wù)、電子商務(wù)、智能交通、智能社區(qū)等。目前，地理空間框架與各種系統(tǒng)之間的銜接、交互仍存在一定問題，有待強(qiáng)化;而這些應(yīng)用系統(tǒng)或商業(yè)軟件在功能上亦不夠完美，有待完善。

(6)人才問題

數(shù)字城市涉及諸多學(xué)科，數(shù)字城市建設(shè)迫切需要大批計(jì)算機(jī)、GIS、網(wǎng)絡(luò)、軟件、管理、社會(huì)、人文等多方面的復(fù)合型人才和專業(yè)性人才。數(shù)字城市的迅速發(fā)展也對(duì)這些人才能否快速跟進(jìn)信息化步伐、快速掌握新知識(shí)、新理念提出了很大的挑戰(zhàn)。

5 數(shù)字城市地理框架建設(shè)的幾點(diǎn)建議

通過對(duì)我國(guó)數(shù)字城市地理空間框架發(fā)展現(xiàn)狀的分析，和數(shù)字鄂州、數(shù)字武漢等地理空間框架建設(shè)的研究總結(jié)，筆者結(jié)合國(guó)家測(cè)繪局?jǐn)?shù)字城市建設(shè)戰(zhàn)略部署，針對(duì)我國(guó)地理空間框架建設(shè)提出了以下建議:

(1)完善、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系

國(guó)家測(cè)繪局和相關(guān)主管部門應(yīng)該對(duì)城市數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、更新等進(jìn)行統(tǒng)一立法，建立和形成有效的、適時(shí)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)機(jī)制和數(shù)據(jù)生產(chǎn)保障機(jī)制以及數(shù)據(jù)更新機(jī)制和數(shù)據(jù)更新保障機(jī)制。另外，應(yīng)盡量借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)和文件，針對(duì)數(shù)字城市建設(shè)框架、系統(tǒng)建設(shè)、服務(wù)模式等各方面制定完善的信息化管理體制、信息化發(fā)展規(guī)劃和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范、統(tǒng)一地理空間框架的建設(shè)，強(qiáng)化、統(tǒng)一數(shù)字城市的頂層設(shè)計(jì)［4，7］。

(2)加快數(shù)字城市建設(shè)和管理人才的培養(yǎng)

加強(qiáng)數(shù)字城市建設(shè)復(fù)合型和專業(yè)型人才的培養(yǎng)，同時(shí)要保證這些專業(yè)技術(shù)人員能不斷充電，使其掌握最新的技術(shù)以保證數(shù)字城市建設(shè)的高質(zhì)量要求［1］。

(3)拓寬融資渠道，加大資金投入

政府應(yīng)加大城市地理空間框架建設(shè)的投資力度;通過引入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，組織和鼓勵(lì)企業(yè)積極參與數(shù)字城市建設(shè);調(diào)動(dòng)各級(jí)政府、企業(yè)各方面的積極性、主動(dòng)性和參與性，協(xié)調(diào)兩者之間的利益關(guān)系，使它們各司其職，協(xié)同工作。對(duì)于數(shù)字城市中的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及基礎(chǔ)性、公益性建設(shè)項(xiàng)目，主要由各級(jí)政府投入，并積極爭(zhēng)取國(guó)家的專項(xiàng)支持;對(duì)于有產(chǎn)業(yè)化背景的建設(shè)項(xiàng)目，政府應(yīng)制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制的作用，引導(dǎo)企業(yè)、集體或個(gè)人投資。另外，要轉(zhuǎn)變投融資機(jī)制，積極參與國(guó)際科技合作，爭(zhēng)取國(guó)外援助［1］。

(4)基礎(chǔ)軟件研究，增強(qiáng)開放性、交互性

加強(qiáng)基礎(chǔ)軟件研究和Web空間服務(wù)組件開發(fā)，創(chuàng)建通用性接口，增強(qiáng)空間信息服務(wù)的開放性、交互性，提高地理空間框架的應(yīng)用性和實(shí)用性;加強(qiáng)數(shù)字城市應(yīng)用系統(tǒng)和軟件的開發(fā)和建設(shè)，增強(qiáng)它們與地理空間框架的銜接和交互。

6 結(jié)語

數(shù)字城市并不是一個(gè)純技術(shù)的概念，而是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的、巨大的數(shù)字系統(tǒng)工程，需要政府主導(dǎo)，多部門合力共建，多學(xué)科跨界融合，促進(jìn)其更廣泛、更深入、更有效、更經(jīng)濟(jì)的社會(huì)應(yīng)用和服務(wù)［8］。隨著數(shù)字城市建設(shè)的不斷邁進(jìn)，數(shù)字城市的問題越顯突出。標(biāo)準(zhǔn)體系的建立、思路理念的突破、理論技術(shù)的攻關(guān)、機(jī)制模式的改革勢(shì)必為數(shù)字城市的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［9］，為數(shù)字城市建設(shè)開創(chuàng)更美好的局面，并逐步推動(dòng)數(shù)字城市向智慧城市發(fā)展。

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