數(shù)據(jù)整合在中國海綿城市建設中的應用

【摘 要】 在氣候變化和城市化進程的不受限制的擴張下，與城市澇災、水資源和水生環(huán)境相關的問題正在日益加劇。2014年，中國開始實施海綿城市建設方案，本文提出了城市規(guī)劃數(shù)據(jù)整合，建立一個海綿城市建設框架的基礎數(shù)據(jù)集成和集成技術支持。該計劃設計用于海綿城市規(guī)劃、設計和施工，并作為依托數(shù)據(jù)和綜合技術的運營的理論框架。

【關鍵詞】 海綿城市 數(shù)據(jù)整合 低影響開發(fā)

一 前言

當今困擾著中國水問題如洪澇干旱，資源短缺，污染嚴重，水生物棲息地喪失等各種不勝枚舉，這些系統(tǒng)性、綜合的問題亟需一個綜合科學的解決方案。2014年，中國開始實施海綿城市建設方案，以解決城市中心的水環(huán)境問題。習近平總書記提出在科學依托的環(huán)境自然資源承載力的基礎上，進行科學的城鎮(zhèn)化建設，減少對自然界的干擾和破壞，解決城市缺水問題，建設海綿城市。“海綿城市”描述能夠靈活地適應環(huán)境變化的城市，使其吸收，儲存，滲透和凈化雨水，并在需要時能夠使用儲存的水。

二 海綿城市建設中數(shù)據(jù)整合的必要性

海綿城的建設涉及水文，氣象，河流系統(tǒng)，土地利用布局，管網(wǎng)系統(tǒng)，城市發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的多個方面，這樣做需要來自城市地理，社會經(jīng)濟，水資源和生態(tài)系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)的支持。海綿城市建設過程復雜化和收集數(shù)據(jù)方法，統(tǒng)計要求，格式結構以及報告數(shù)據(jù)的精度范圍和精度有差異，造成了城市建設數(shù)據(jù)的多樣化。

隨著社會進一步發(fā)展，數(shù)據(jù)集成方式發(fā)展迅速，目前數(shù)據(jù)集成方法和技術已經(jīng)廣泛應用于資源管理，城市規(guī)劃和地理分析的社會領域，數(shù)據(jù)的共享和整合已經(jīng)成為海綿城市城市規(guī)劃的必然趨勢。因此，海綿城市建設數(shù)據(jù)整合方法的研究使有限的數(shù)據(jù)信息得到有效的利用，使海綿城市的建設更加可靠，可操作，有效。

三 海綿城市建設數(shù)據(jù)的屬性

海綿城市規(guī)劃數(shù)據(jù)主要由空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)組成?？臻g數(shù)據(jù)包括基線空間信息，獨特的自然特征，基礎設施的空間定位，邊界，控制，河流和排水系統(tǒng)，土地利用和規(guī)劃，城市規(guī)劃和城市建設管理的數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)包括對應于空間數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、資源環(huán)境數(shù)據(jù)、歷史開發(fā)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)監(jiān)控和管理數(shù)據(jù)、規(guī)劃目標數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)標準數(shù)據(jù)的所有類型的數(shù)據(jù)。其各種來源表現(xiàn)在：

（1）多時間/空間和多標量格式。海綿城市建設規(guī)劃數(shù)據(jù)具有較強的時空屬性，有由相同的時間和不同的空間，以及由相同的空間和不同的時間組成的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

（2）收集方法的多樣性。海綿城市建設獲取數(shù)據(jù)的方法很多，通過不同的手段提取和處理的數(shù)據(jù)卻較少。

（3）存儲格式的多個源。由于數(shù)據(jù)信息表達的定位和空間實體的幾何形狀，同時也記錄了空間實體的相應屬性，文件存儲格式的應用往往不同，因此存儲格式也多源。

由于海綿城市建設尚未建立起自己的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息主要來源于現(xiàn)有的水利、環(huán)保、市政等部門的數(shù)據(jù)監(jiān)測網(wǎng)絡。在數(shù)據(jù)應用過程中，海綿城市建設信息共享平臺仍存在不足，模型支持和技術方法的綜合應用有待進一步發(fā)展。

四 海綿城市建設的數(shù)據(jù)集成框架

由于海綿城市建設相關的信息和數(shù)據(jù)來源不同，其空間坐標系和參數(shù)之間有顯著差異，為了使兼容，數(shù)據(jù)有必要經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換和操作。實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)集成的方法主要有三種：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法、數(shù)據(jù)互操作方法和數(shù)據(jù)直接存取方法，這三種方法各有優(yōu)勢，但沒有一種方法可以實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)集成，應進行多方法相結合，實現(xiàn)集成的存儲和管理的多源數(shù)據(jù)。有效整合多源數(shù)據(jù)的方法和策略有：

1.實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和空間數(shù)據(jù)坐標的集成，海綿的城市建設需要一個GIS數(shù)據(jù)和CAD數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)，并通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準的建立、CAD制圖和設計過程納入GIS中的圖形和屬性的統(tǒng)一管理系統(tǒng)。

2.提高空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化，有必要建立一個空間數(shù)據(jù)表，將作為相應的空間數(shù)據(jù)和空間信息之間的聯(lián)系，并建立相應的指數(shù)為每個空間對象。

3.提高融合和數(shù)字高程信息和遙感影像數(shù)據(jù)集成，進行城市的地形和土地現(xiàn)狀的3D顯示，為規(guī)劃提供對城市地理的確切信息。

4.改善基礎數(shù)據(jù)和規(guī)劃結果數(shù)據(jù)的時間特性集成，基礎數(shù)據(jù)涉及的基本地形因素的時間變化的描述，規(guī)劃結果數(shù)據(jù)反映了建設規(guī)模的演變。

五 結論

在海綿城市建設目前存在的問題，本文提出了一種改進的海綿城市的數(shù)據(jù)集成方案，建立一個海綿城市建設框架的基礎數(shù)據(jù)集成（涉及城市規(guī)劃數(shù)據(jù)、地下管網(wǎng)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)，水文站網(wǎng)資訊）和集成技術支持（包括低影響開發(fā)、城市給排水、內(nèi)澇防御，生態(tài)保護，防止城市面源污染和雨水的使用）。

海綿城市也可以與正在發(fā)展中的智慧城市相聯(lián)系，將智慧思維運用于海綿城市。在智慧化海綿城市建設，將云計算與大數(shù)據(jù)信息技術聯(lián)合實現(xiàn)智慧排水和雨水收集利用，提供實時響應，并保持城市地表水污染實時監(jiān)測。

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作者簡介：余乙民（1992-），男，漢族。四川南充人，水利水電工程研究生，單位：重慶交通大學河海學院水利工程專業(yè)，研究方向：市政給排水處理研究。