安徽省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)探討

侯恩兵，趙 超

（1.安徽省基礎(chǔ)測繪信息中心， 安徽 合肥 230031；2.安徽省智慧城市與地理國情監(jiān)測重點實驗室，安徽 合肥 230031）

安徽省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)探討

侯恩兵1,2，趙 超1,2

（1.安徽省基礎(chǔ)測繪信息中心， 安徽 合肥 230031；2.安徽省智慧城市與地理國情監(jiān)測重點實驗室，安徽 合肥 230031）

介紹了安徽省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)情況、建設(shè)內(nèi)容和模式。結(jié)合工作實際情況，闡述了在自主平臺研發(fā)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傾斜攝影測量技術(shù)、市縣一體化建設(shè)等方面的探索與應(yīng)用，分析了數(shù)字城市的建設(shè)過程，為領(lǐng)導(dǎo)機制和人才隊伍建設(shè)兩方面存在的問題提供了相關(guān)建議。

數(shù)字城市；傾斜攝影測量技術(shù)；市縣一體化；領(lǐng)導(dǎo)機制和人才隊伍

“數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)”是“數(shù)字城市”建設(shè)的核心內(nèi)容，其目的是為“數(shù)字城市”提供統(tǒng)一、權(quán)威的地理空間信息公共平臺，為各部門分散的數(shù)據(jù)建立一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)城市信息資源的整合和共享，避免重復(fù)建設(shè)[1,2]，同時有效地解決目前存在的數(shù)據(jù)差異問題，使城市信息化健康發(fā)展。

安徽省自2008年啟動“數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)”以來，認(rèn)真按照國家測繪地理信息局最新的政策和技術(shù)指導(dǎo)，積極推動“數(shù)字城市”、“數(shù)字縣域”項目在全省各市、縣的開展，并不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域、創(chuàng)新應(yīng)用思路、提高項目的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、落實與天地圖建設(shè)的結(jié)合、加強天地圖市級節(jié)點建設(shè)，向智慧城市項目靠攏，增強示范應(yīng)用建設(shè)。

1 建設(shè)內(nèi)容和模式

安徽省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)按照“需求牽引、統(tǒng)一設(shè)計、多元投資、資源共享”的原則，由國家測繪地理信息局、安徽省國土資源廳和當(dāng)?shù)厝嗣裾餐顿Y建設(shè)。項目通過整合已有的基礎(chǔ)測繪資料，完成多個比例尺的DLG、DOM、DEM生產(chǎn)和更新工作，建設(shè)主城區(qū)真三維數(shù)據(jù)模型，采集地名地址數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進一步整合加工入庫，建成城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。然后經(jīng)過數(shù)據(jù)提取、擴充、重組和脫密等工序處理[3]，建立權(quán)威的、通用的地理信息公共平臺，向政府部門、企事業(yè)單位和社會公眾提供豐富的地理信息服務(wù)，有力促進了城市信息資源共享和利用。每個城市建成至少5個典型應(yīng)用示范系統(tǒng)，是在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，以數(shù)字城市地理信息公共平臺為基礎(chǔ)，不再重復(fù)建設(shè)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，直接以平臺提供的地理信息服務(wù)為底圖，只需加載部門業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和開發(fā)專業(yè)功能，最大化地實現(xiàn)數(shù)字城市地理空間框架對于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)“一次建設(shè)、多處使用”的目的。通過典型應(yīng)用示范系統(tǒng)建設(shè)，對城市各行業(yè)、各部門加快本身信息化建設(shè)產(chǎn)生了很好的借鑒作用，對于城市地理空間框架最大化發(fā)揮作用具有重要價值，如圖1。

圖1 安徽省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)內(nèi)容與模式架構(gòu)圖

2 技術(shù)探索與特色

2.1 自主平臺研發(fā)

安徽省基礎(chǔ)測繪信息中心（以下簡稱“中心”）是在安徽省率先開展數(shù)字城市建設(shè)的單位，先后完成了“數(shù)字黃山”、“數(shù)字馬鞍山”的建設(shè)任務(wù)，并分別獲得國家測繪地理信息局和安徽省國土資源廳的表彰。在后續(xù)省內(nèi)數(shù)字城市的建設(shè)任務(wù)中，中心擔(dān)任技術(shù)支撐的角色。為了使數(shù)字城市建設(shè)在各地市能夠快速推進，依據(jù)數(shù)字城市地理信息公共平臺的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，中心結(jié)合自身技術(shù)積累，自主研發(fā)了一套平臺搭建軟件——城市空間信息共享平臺軟件。

地理信息公共平臺是數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的核心內(nèi)容之一，主要為用戶提供了電子地圖、資源中心、二次開發(fā)等服務(wù)模式，能夠滿足各部門各領(lǐng)域的跨平臺、跨瀏覽器對地理信息的要求。平臺緊扣數(shù)字城市地理信息公共平臺建設(shè)相關(guān)規(guī)范，總結(jié)已建數(shù)字城市的成功經(jīng)驗，深入調(diào)研待建城市的需求，在此基礎(chǔ)上研發(fā)完成了城市空間信息共享平臺軟件。承建單位利用該平臺，通過可視化向?qū)Ъ纯赏瓿苫A(chǔ)版、政務(wù)版和公眾版數(shù)字城市地理信息公共平臺的搭建，無需編寫任何程序。

2.2 云計算技術(shù)

數(shù)字城市地理信息公共平臺為全市各部門、企事業(yè)單位和社會公眾提供地理信息服務(wù)，所以必須考慮服務(wù)的穩(wěn)健性和抗并發(fā)能力。一旦資源不足、訪問擁塞，各部門的專業(yè)系統(tǒng)都將無法調(diào)用地理信息，所有的應(yīng)用系統(tǒng)都無法正常運轉(zhuǎn)，后果嚴(yán)重。因此，在安徽省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)過程中，一直注重使用云計算技術(shù)，確保在訪問量增大時，計算資源能夠自動、快速、便捷地拓展，不影響應(yīng)用部門的調(diào)用。

安徽省不同城市的云平臺搭建方式不同。在馬鞍山，其市政府已經(jīng)搭建了政務(wù)云，因此，數(shù)字馬鞍山地理信息公共平臺只需要根據(jù)其應(yīng)用的多少申請計算資源，再在其上部署服務(wù)軟件，從而形成地理信息云平臺。在滁州，由于沒有政務(wù)云，所以將服務(wù)器托管在市政府信息中心，依托市政府完善的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和軟硬件安全設(shè)施搭建了私有云。通過不同方式云平臺的建設(shè)，增強了數(shù)字城市地理信息公共平臺的可靠性、穩(wěn)定性和吸引力。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

國家測繪地理信息局于2012年下發(fā)《關(guān)于開展智慧城市時空信息云平臺建設(shè)試點工作的通知》，并先后出臺了技術(shù)大綱和評價指標(biāo)體系，安徽省在開展數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)時，在技術(shù)的使用、應(yīng)用示范的選擇等方面，有意識向智慧應(yīng)用傾斜，其中物聯(lián)網(wǎng)也是智慧城市建設(shè)一個重要內(nèi)容。

滁州市防汛排澇調(diào)度系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的一個最典型案例，系統(tǒng)實現(xiàn)了將視頻監(jiān)控、監(jiān)測預(yù)警、氣象信息等防汛排澇信息集成到數(shù)字滁州地理信息公共平臺上，可提供適當(dāng)?shù)妮o助信息，提高排水效率，加強防汛排澇指揮部的調(diào)度指揮能力。其中在線監(jiān)控子系統(tǒng)通過視頻、雨量計、液位儀等設(shè)備實現(xiàn)全市重點防汛排澇設(shè)施的實時監(jiān)控。實現(xiàn)的主要功能包括視頻接入、雨量在線監(jiān)控、液位信息在線監(jiān)控、泵站閘站監(jiān)控、水位超限警報等，還具有排水建模分析功能。

2.4 傾斜攝影測量技術(shù)

傾斜攝影測量技術(shù)是測繪領(lǐng)域近些年發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直、4個傾斜共5個不同的角度采集影像，將用戶引入到符合人眼視覺的直觀世界。在定位精度、真實性和建設(shè)效率上相對于傳統(tǒng)人工建模有無可比擬的優(yōu)勢，一次航攝可以獲取真三維建筑模型、數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型等多種數(shù)據(jù)成果，非常適用于數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)。

在數(shù)字六安地理空間框架建設(shè)中，就使用了傾斜航空攝影系統(tǒng)和機載激光掃描系統(tǒng)，對六安市約63 km2范圍進行航空攝影，獲取高精度的地面點云數(shù)據(jù)和傾斜影像數(shù)據(jù)，利用LiDAR點云分離獲取建筑物模型，利用傾斜攝影數(shù)據(jù)生成可與LiDAR數(shù)據(jù)套合的空三加密成果，自動提取傾斜攝影測量傳感器獲取的建筑物頂面和側(cè)面紋理，自動化建立真三維建筑物模型[4]。

LiDAR與傾斜攝影測量相結(jié)合的三維建模技術(shù)已廣泛應(yīng)用，但LiDAR數(shù)據(jù)獲取成本高、密度大。隨著計算機視覺和傾斜攝影測量技術(shù)不斷發(fā)展，基于多基元、多視影像密集匹配技術(shù)日趨成熟，可以快速獲取多視影像上的同名點坐標(biāo)，進而得到地物的三維坐標(biāo)[5]。在數(shù)字黃山地理空間框架數(shù)據(jù)更新建設(shè)中，就采用了傾斜攝影測量自動建模技術(shù)，制作完成了屯溪區(qū)約15 km2城市高精度和高質(zhì)量實景真三維模型數(shù)據(jù)，接下來黃山風(fēng)景區(qū)三維場景制作也將使用傾斜三維自動建模系統(tǒng)來完成，目前正在獲取約160 km2傾斜航空攝影數(shù)據(jù)，設(shè)計的影像平均地面分辨率為0.08 m，航向重疊度為81%，旁向重疊度為80%。

2.5 市縣一體化建設(shè)思路

隨著數(shù)字城市在全國迅速展開，有條件的地區(qū)也開展了數(shù)字縣域地理空間框架建設(shè)工作，我省明光市、蕪湖縣延續(xù)了數(shù)字城市地理空間框架的建設(shè)模式，但是，在建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)，相比地級市，縣級存在長效機制落實不到位、更新不及時、應(yīng)用推廣深度與廣度不夠、自身技術(shù)力量薄弱、財政負(fù)擔(dān)較重等問題，極大地阻礙了城市信息化建設(shè)的發(fā)展。黃山市是安徽省數(shù)字城市建設(shè)試點城市，第一輪3 a更新計劃已經(jīng)完成，起步早、基礎(chǔ)好、經(jīng)驗豐富。為了能夠有效克服縣域城市地理信息資源共建共享存在的困難，綜合考慮實際情況，在黃山市數(shù)字縣域推進中，提出了市縣一體化建設(shè)模式，即在數(shù)字黃山地理空間框架建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮黃山市國土資源局的技術(shù)力量和軟硬件優(yōu)勢，按照“依托市域、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、分步實施、量力而行”的原則，集全市之力整體推進、市縣融合，由黃山市國土局負(fù)責(zé)統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理使用、統(tǒng)一維護更新，建成全市統(tǒng)一的、唯一的、權(quán)威的數(shù)字黃山縣域地理空間框架，避免了項目建設(shè)過程中的重復(fù)投入，節(jié)省人力、物力和財力，突破區(qū)縣局技術(shù)力量薄弱和資金緊缺的限制，形成了高效率、集約化的數(shù)字黃山縣域地理空間框架統(tǒng)一建設(shè)模式，見圖2。

圖2 數(shù)字黃山縣域地理空間框架統(tǒng)一建設(shè)總體架構(gòu)圖

3 經(jīng)驗與反思

3.1 領(lǐng)導(dǎo)機制

安徽省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)項目在申請獲批后，一般由安徽省國土資源廳和各地人民政府簽訂建設(shè)協(xié)議，落實各地國土資源局為牽頭建設(shè)單位。在項目建設(shè)初期，一般會成立由各地方政府分管領(lǐng)導(dǎo)為組長、各委辦局主要負(fù)責(zé)人為成員的項目建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各部門配合國土資源局共同推進。

隨著項目建設(shè)逐步推進，由于人事變動，部分分管領(lǐng)導(dǎo)和主要負(fù)責(zé)人對數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的內(nèi)涵認(rèn)識不足，對項目進展和協(xié)調(diào)工作未給予足夠重視，導(dǎo)致全部工作交由國土資源局負(fù)責(zé)推進。國土部門與其他應(yīng)用部門是同級單位，加上國土部門自身事務(wù)繁多，在應(yīng)用示范的推動過程中會遇到不少困難，從而造成項目建設(shè)進展緩慢，尤其是應(yīng)用示范建設(shè)工作的遲滯會使得數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)成果的現(xiàn)勢性下降，吸引力降低，從而陷入更加難以推動應(yīng)用的惡性循環(huán)。

經(jīng)過總結(jié)反思，建議下一步建設(shè)與維護可考慮由各地測繪地理信息行政主管向各地方政府專門報告，陳述數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的意義、必要性以及國家測繪地理信息局的文件要求，建議對各地方政府發(fā)文作統(tǒng)一要求，并納入政務(wù)考核指標(biāo)。同時，開展數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)培訓(xùn)班，邀請各地負(fù)責(zé)數(shù)字城市建設(shè)的主管領(lǐng)導(dǎo)參加，加強認(rèn)識和理解，從而有效推動數(shù)字城市建設(shè)進程。

3.2 人才隊伍建設(shè)

人才隊伍建設(shè)是數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的重要內(nèi)容，是建設(shè)成果持續(xù)穩(wěn)定運行和服務(wù)的關(guān)鍵。安徽省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)項目在設(shè)計時就提出成立專門機構(gòu)負(fù)責(zé)城市地理空間框架的運行維護，并通過培養(yǎng)或引進遙感、地理信息系統(tǒng)、通訊、網(wǎng)絡(luò)、計算機等方面的專業(yè)人才建立穩(wěn)定的技術(shù)人員隊伍，保證框架的持續(xù)更新和長期服務(wù)。然而，在當(dāng)前背景下，成立專門機構(gòu)和申請人員編制難以獲得批準(zhǔn)，安徽省已建成的城市大都采取招聘技術(shù)人員作為日常維護推廣的主體力量。聘用人員流動性大，尤其政府部門招聘的人員，其工資待遇也難以完全市場化，不少城市都頻繁出現(xiàn)剛培訓(xùn)完成的核心技術(shù)人員辭職的尷尬局面，這些都給數(shù)字城市地理空間框架的持續(xù)穩(wěn)定運行造成了威脅。建議安徽省測繪地理信息行政主管部門出臺相關(guān)政策，引導(dǎo)各地數(shù)字城市地理空間框架的運行、維護和更新走向市場，培育若干專注于數(shù)字城市建設(shè)的有資質(zhì)、有實力的企業(yè)。同時，鼓勵自身缺乏技術(shù)力量的各地國土資源局通過市場化購買服務(wù)的方式理順機制，確保數(shù)字城市地理空間框架的持續(xù)更新運行維護，更好地服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展。

4 結(jié) 語

安徽省國土資源“十三五”規(guī)劃提出加大“數(shù)字安徽”建設(shè)力度，推動智慧城市時空信息云平臺建設(shè)。2016年底，安徽將全面完成16個地級市的“數(shù)字城市”和“天地圖”建設(shè)。全力推動“數(shù)字縣域”和智慧城市時空信息云平臺建設(shè)，到“十三五”末完成30%“數(shù)字縣域”建設(shè)，力爭16個市全面啟動智慧城市時空信息云平臺建設(shè)，1～2個市完成試點建設(shè)。

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P208

B

1672-4623（2016）10-0013-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.10.003

侯恩兵，高級工程師，注冊測繪師，主要從事地理信息系統(tǒng)研究。

2016-08-05。