數(shù)字城市與城市地理信息系統(tǒng)

申世哲

[摘 ?要]城市地理信息系統(tǒng)（UGIS）是當(dāng)前城市信息建設(shè)的熱點(diǎn)。數(shù)字城（Digital City）是從整體性、一體性角度整合城市各方面信息的綜合體系， 是城市地理信息系統(tǒng)的深化和進(jìn)一步發(fā)展， 對(duì)城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展具有指導(dǎo)作用。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字城市;城市地理系統(tǒng);城市信息建設(shè);智慧城市

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）27-0197-01

1.引言

數(shù)字地球（DigitalEarth）這一概念是1998年l月美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐凇稊?shù)字地球—認(rèn)識(shí)21世紀(jì)我們這顆星球》的報(bào)告中提出的?！皵?shù)字地球?qū)嵸|(zhì)上是信息化的地球，包括地球大部分要素的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、可視化的全部過(guò)程。建立數(shù)字地球就是采集地球上多層次、多源、多時(shí)相和多種格式的空間信息，按照地球上的地理坐標(biāo)，建立一個(gè)完整的信息模型，包括資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等在內(nèi)的多維數(shù)字化描述。它的核心是要充分利用全球海量空間數(shù)據(jù)和信息資源，實(shí)現(xiàn)信息共享。

數(shù)字城市是數(shù)字地球的重要組成部分。城市是區(qū)域政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事、信息和物流的中心，它在整個(gè)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中起著舉足輕重的作用。現(xiàn)代化城市是一個(gè)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能綜合、因素繁多、動(dòng)態(tài)發(fā)展的區(qū)域空間。數(shù)字城市是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，綜合運(yùn)用3S（RS、GPS、GIS）、遙測(cè)、模擬等技術(shù)對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行信息自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)閉。數(shù)字城市是信息社會(huì)的重要部分，同時(shí)也是數(shù)字地球技術(shù)的集中表現(xiàn)。

當(dāng)前， 城市地理信息系統(tǒng)（UGIS）是城市信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。數(shù)字城市對(duì)UGIS的發(fā)展提供了一個(gè)整體性的思路，是UGIS的深化與發(fā)展。UGIS要以數(shù)字城市思想為指導(dǎo)， 在開發(fā)建設(shè)中面向UGIS。

2.城市地理信息系統(tǒng)現(xiàn)狀

UGIS 主要對(duì)城市空間各種信息按地理坐標(biāo)空間位置的形式采集、存儲(chǔ)、管理、更新、分析，是為城市信息管理、規(guī)劃、建設(shè)、科學(xué)決策提供服務(wù)的先進(jìn)的科技手段。目前，全國(guó)許多城市都建成了城市地理信息系統(tǒng)。多數(shù)城市是首先建設(shè)城市基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的，然后根據(jù)需要建設(shè)專業(yè)地理信息系統(tǒng)，如城市規(guī)劃、地下管線、電信等地理信息系統(tǒng)，都取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。隨著城市信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人們對(duì)城市地理信息系統(tǒng)提出了新的要求。如UGIS服務(wù)于各行各業(yè)、各個(gè)層次，需要地理信息數(shù)據(jù)能共享和互操作;人們對(duì)地理信息的認(rèn)識(shí)、理解和需求越來(lái)越高，要求提高地理信息的可視化水平，加快三維地理信息系統(tǒng)（3D-GIS）、虛擬地理信息系統(tǒng)（VR-GIS）的開發(fā)。UGIS 正迫切需要向集成化和整體化方向發(fā)展。

3.城市地理信息系統(tǒng)在城鄉(xiāng)規(guī)劃中的作用

基礎(chǔ)測(cè)繪是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展不可缺少的一項(xiàng)基礎(chǔ)性、前期性的公益事業(yè)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力所在。數(shù)字測(cè)繪是測(cè)繪先進(jìn)生產(chǎn)力的重要內(nèi)容之一。其服務(wù)范圍涉及與地理信息有關(guān)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展諸多領(lǐng)域，數(shù)字測(cè)繪成果和地理信息技術(shù)在政府宏觀管理、科學(xué)決策和社會(huì)信息化建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，一提到城市建設(shè)、工程建設(shè)，就反射性地想到“規(guī)劃是龍頭”，但很少有人知道和重視，作為規(guī)劃的必要前提和載體之一的城市地理信息，是“規(guī)劃設(shè)計(jì)”的保障。一座城市在編制或修編城市總體規(guī)劃時(shí)，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的支持就顯得尤為重要了。為了提供有效的基礎(chǔ)地理息數(shù)據(jù)，測(cè)繪部門以目前各種基礎(chǔ)地理信息作為基礎(chǔ)，進(jìn)行專題數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，建設(shè)數(shù)字城市，為專項(xiàng)規(guī)劃研究和最終的規(guī)劃修訂提供科學(xué)可信的技術(shù)支持。

4.城市地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)中的作用

伴隨網(wǎng)絡(luò)帝國(guó)的崛起、移動(dòng)技術(shù)的融合發(fā)展以及創(chuàng)新的民主化進(jìn)程，知識(shí)社會(huì)環(huán)境下的智慧城市是繼數(shù)字城市之后信息化城市發(fā)展的高級(jí)形態(tài)。智慧城市以新一代信息技術(shù)為支撐，面向知識(shí)社會(huì)環(huán)境下的創(chuàng)新，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)以及維基、社交網(wǎng)絡(luò)、FabLab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全面透徹的感知、寬帶泛在的互聯(lián)、智能融合的應(yīng)用以及以用戶創(chuàng)新、開放創(chuàng)新、大眾創(chuàng)新、協(xié)同創(chuàng)新為特征的可持續(xù)創(chuàng)新。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，信息化建設(shè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益突出，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注和競(jìng)相投資的焦點(diǎn)。我們必須充分認(rèn)識(shí)加快信息化建設(shè)的重大意義，認(rèn)清加快信息化建設(shè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性。應(yīng)當(dāng)看到，目前我們國(guó)家的信息化建設(shè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。

我們要對(duì)信息化建設(shè)予以高度重視，把信息工作和經(jīng)濟(jì)建設(shè)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、健康地發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)展越快，對(duì)基礎(chǔ)測(cè)繪需求就越大，要求越高。無(wú)論是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、優(yōu)化和升級(jí)，還是政府宏觀管理決策、社會(huì)公共服務(wù)，加快電子政務(wù)、電子商務(wù)、智能交通等建設(shè)都需要地理空間信息的支撐。推進(jìn)智慧城市建設(shè)，必須加快基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，從而為其提供堅(jiān)實(shí)的空間基礎(chǔ)。

5.數(shù)字城市對(duì)UGIS 提出了新的挑戰(zhàn)

數(shù)字城市是知識(shí)與技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果，它的建設(shè)與實(shí)施依賴多項(xiàng)技術(shù)作為支撐。首先它需要數(shù)字地球的一系列關(guān)鍵技術(shù)。如空間數(shù)據(jù)獲取、空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理、超媒體空間信息系統(tǒng)、地理信息的分布式計(jì)算、無(wú)級(jí)比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)融合、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、元數(shù)據(jù)（Metadata）等。此外，它還應(yīng)側(cè)重于下列技術(shù)：真三維地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)地理信息系統(tǒng)、數(shù)字城市的結(jié)構(gòu)與體系模型、數(shù)字城市的運(yùn)行管理技術(shù)、數(shù)字城市的功能體系等。就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，數(shù)字城市依賴城市信息科學(xué)發(fā)展的一系列技術(shù)，如遙感技術(shù)、空間定位技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)、UGIS 技術(shù)等，而且對(duì)它們具有新的要求。

6.UGIS建設(shè)應(yīng)具備數(shù)字城市的發(fā)展思路

在當(dāng)前UGIS建設(shè)中，由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，管理立法、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定比較落后，UGIS成果難以滿足數(shù)字城市建設(shè)的需要。實(shí)際上，數(shù)字城市中的許多思路與工作在UGIS 中已加以考慮或付諸實(shí)施，但其中有許多困難，有許多地方不能令人滿意，有許多問(wèn)題有待解決。其更主要的原因是缺少數(shù)字城市這樣的高層次發(fā)展思路和戰(zhàn)略目標(biāo)。目前從城市整體的層次上整合城市地理信息的時(shí)機(jī)已成熟，UGIS在其中充當(dāng)基礎(chǔ)工作，在自身發(fā)展的同時(shí)要考慮到數(shù)字城市的需要，對(duì)有些問(wèn)題應(yīng)首先考慮解決。

（1） 數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。

（2） 三維地理信息系統(tǒng)的建設(shè)。

（3） 元數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。

（4） 歷史數(shù)據(jù)的保存。

7.結(jié)束語(yǔ)

UGIS發(fā)展至今，在技術(shù)與應(yīng)用方面已逐漸成熟，數(shù)字城市為它躍上新臺(tái)階提供了契機(jī)。建設(shè)數(shù)字城市是UGIS 發(fā)展的必然趨勢(shì)，是UGIS的深化與提高。探討數(shù)字城市與UGIS的關(guān)系，有助于UGIS在開發(fā)建設(shè)中，面對(duì)數(shù)字城市提出的新挑戰(zhàn)和更高要求，及早具備數(shù)字城市這樣高層次的思路， 用數(shù)字城市整體戰(zhàn)略思想指導(dǎo)自己的發(fā)展， 并抓住數(shù)字城市拓展的城市地理信息產(chǎn)業(yè)化的新機(jī)遇， 在產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中求發(fā)展、求創(chuàng)新， 為早日建成數(shù)字城市， 實(shí)現(xiàn)城市信息化打好基礎(chǔ)。

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