數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)與應(yīng)用

委民正

（福建省地質(zhì)測(cè)繪院，福建 福州 350011）

數(shù)字城市地理空間框架是城市地理信息數(shù)據(jù)及其采集、加工、服務(wù)過(guò)程中涉及的政策、法規(guī)、技術(shù)、設(shè)施與人力資源的總稱[1]。為了整合與充分發(fā)揮地理信息數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)城市信息化建設(shè)，《關(guān)于開展數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》（國(guó)測(cè)國(guó)字［2006］18號(hào)）于2006年5月正式頒布，該通知從國(guó)家層面正式推動(dòng)數(shù)字城市地理空間框架的建設(shè)工作。

數(shù)字城市地理空間框架為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了重要的基礎(chǔ)平臺(tái)，可免費(fèi)為各部門、企事業(yè)單位及社會(huì)公眾提供數(shù)據(jù)服務(wù)，消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)共建共享。

1 國(guó)內(nèi)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)現(xiàn)狀

目前，數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)已經(jīng)取得了顯著發(fā)展，經(jīng)查閱國(guó)家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)（天地圖）網(wǎng)站，全國(guó)共開展了686個(gè)數(shù)字縣域地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目，成果應(yīng)用范圍涉及政府管理決策、公共安全、應(yīng)急保障、資源開發(fā)利用、重大工程建設(shè)以及百姓生活等各個(gè)方面[2-4]，對(duì)信息共享起到了重要作用，同時(shí)服務(wù)于宏觀調(diào)控、社會(huì)管理、科學(xué)決策等方面。多個(gè)城市的縣管部門反饋，基于地理信息公共平臺(tái)的業(yè)務(wù)工作效率大幅度提高，對(duì)政府決策的科學(xué)性幫助巨大，對(duì)于帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用較大[5]。

2 數(shù)字壽寧地理空間框架建設(shè)

2.1 項(xiàng)目目標(biāo)與任務(wù)

為了使建成的壽寧基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能夠有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)管理和社會(huì)服務(wù)，系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是運(yùn)用空間信息技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代化通信手段、計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，基于壽寧縣基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)特點(diǎn)，建設(shè)一個(gè)軟、硬件一體化，各數(shù)據(jù)有機(jī)聯(lián)系，具備高效數(shù)據(jù)安全管理與維護(hù)、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)表達(dá)等功能的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。本項(xiàng)目在廣泛調(diào)研壽寧縣委辦局和相關(guān)單位的基礎(chǔ)上，采用獨(dú)立建設(shè)模式開展建設(shè)工作，包括基礎(chǔ)地理信息資源建設(shè)、地理信息公共平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用示范系統(tǒng)建設(shè)。

（1）基礎(chǔ)地理信息資源建設(shè)。

3D數(shù)據(jù)整合及相應(yīng)元數(shù)據(jù)生產(chǎn)：主要生產(chǎn)中心城區(qū)1∶1 000大比例尺DLG、DOM、DEM數(shù)據(jù)。

三維城市景觀模型：主要生產(chǎn)中心城區(qū)三維景觀模型數(shù)據(jù)和86個(gè)360°全景數(shù)據(jù)。

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)入庫(kù)、維護(hù)及歷史數(shù)據(jù)的相關(guān)管理。

三維地理信息系統(tǒng)研發(fā)：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成、發(fā)布和瀏覽、查詢和分析等功能。

專題數(shù)據(jù)建設(shè)：整合各類政務(wù)專題信息，滿足政府應(yīng)用。

公共地理框架數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)入庫(kù)、切片、更新等。

（2）地理信息公共平臺(tái)建設(shè)。

政務(wù)版地理信息公共平臺(tái)和公眾版地理信息公共平臺(tái)包含在線服務(wù)、運(yùn)維管理、門戶網(wǎng)站子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地理信息服務(wù)發(fā)布、服務(wù)查詢、地圖調(diào)用、地圖瀏覽，地圖API及服務(wù)接口、用戶管理、服務(wù)統(tǒng)計(jì)等功能。

（3）應(yīng)用示范系統(tǒng)建設(shè)。

壽寧農(nóng)轉(zhuǎn)用數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；壽寧縣不動(dòng)產(chǎn)登記系統(tǒng)；壽寧縣古樹名木管理信息系統(tǒng)；壽寧縣三峰山旅游管理信息系統(tǒng)；壽寧縣美麗鄉(xiāng)村服務(wù)網(wǎng)建設(shè)系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

數(shù)字壽寧地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目采用獨(dú)立建設(shè)模式，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目需求調(diào)研和資料收集、設(shè)計(jì)書編制、地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)和運(yùn)行支持環(huán)境建設(shè)、數(shù)據(jù)成果檢查驗(yàn)收與軟件系統(tǒng)測(cè)評(píng)等工作環(huán)節(jié)[6-8]，根據(jù)功能和需求不同，系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)基于統(tǒng)一的管理平臺(tái)，通過(guò)不同的功能模塊組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)多源、多類型、多比例尺空間數(shù)據(jù)的批量入庫(kù)與集成管理。

壽寧三維地理信息系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 壽寧三維地理信息系統(tǒng)總體框架

（1）支撐層。

包括系統(tǒng)軟件環(huán)境和硬件環(huán)境。軟件配置包括GIS軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)與開發(fā)工具等。硬件包括服務(wù)器、微機(jī)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等，對(duì)硬件進(jìn)行集成是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的前提和基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有機(jī)房的升級(jí)改造，目前已實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)物理隔離。

（2）數(shù)據(jù)層。

主要包括大地測(cè)量數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等。數(shù)字壽寧地理空間框架數(shù)據(jù)均以在線服務(wù)的形式提供，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方便地瀏覽、查詢、獲取和調(diào)用豐富的、現(xiàn)勢(shì)性好的地理信息數(shù)據(jù)，節(jié)約大量的數(shù)據(jù)采購(gòu)、處理與更新費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)“分建共享、在線集成”[9]，用戶不需要具備專業(yè)的地理信息知識(shí)，就可以構(gòu)建各類地理信息應(yīng)用系統(tǒng)，降低應(yīng)用開發(fā)的門檻，節(jié)約應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)成本。

（3）接口層。

包括GIS應(yīng)用開發(fā)組件和數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口。

（4）邏輯層。

采用GIS平臺(tái)提供的組件接口，負(fù)責(zé)系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，如空間數(shù)據(jù)的載入、表現(xiàn)和操作等。根據(jù)數(shù)字壽寧地理空間框架建設(shè)、壽寧縣自然資源局、其他委辦局的生產(chǎn)需要以及數(shù)字壽寧發(fā)展遠(yuǎn)景，確定系統(tǒng)的主體目標(biāo)，獲得系統(tǒng)設(shè)計(jì)的當(dāng)前模型，根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前模型抽象出當(dāng)前系統(tǒng)的邏輯模型，分解目標(biāo)系統(tǒng)與當(dāng)前系統(tǒng)邏輯上的差異，建立目標(biāo)系統(tǒng)邏輯模型。

（5）表現(xiàn)層。

滿足基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的管理需要，表現(xiàn)為各應(yīng)用管理系統(tǒng)。

3 框架建設(shè)應(yīng)用與推廣模式

3.1 數(shù)據(jù)應(yīng)用

數(shù)字壽寧地理空間框架建設(shè)的最終目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)字壽寧成果的共享和推廣應(yīng)用。在數(shù)據(jù)應(yīng)用方面，充分考慮壽寧縣現(xiàn)有的數(shù)據(jù)情況，在整合改造原有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)了現(xiàn)勢(shì)性好、分辨率高的主城區(qū)線劃地形數(shù)據(jù)、航空影像數(shù)據(jù)和采集了壽寧縣主城區(qū)的地名地址數(shù)據(jù)，利用最新的航空影像數(shù)據(jù)進(jìn)行壽寧縣電子地圖生產(chǎn)，目前已經(jīng)被壽寧縣自然資源局、不動(dòng)產(chǎn)登記中心、旅游局、縣委等委辦局應(yīng)用。

3.2 平臺(tái)應(yīng)用

數(shù)字壽寧地理空間框架建設(shè)了政務(wù)版地理信息公共平臺(tái)、公眾版地理信息公共平臺(tái)和運(yùn)行于壽寧縣政務(wù)信息網(wǎng)環(huán)境的三維地理信息系統(tǒng)。

政務(wù)版地理信息公共平臺(tái)通過(guò)政務(wù)信息網(wǎng)為政府部門提供地理信息服務(wù)。公眾版地理信息公共平臺(tái)主要為政務(wù)公開、企事業(yè)單位及社會(huì)公眾提供地理信息服務(wù)。公眾版地理信息公共平臺(tái)（天地圖·壽寧）主要通過(guò)桌面瀏覽器端為用戶提供二維地理信息服務(wù)。三維地理信息系統(tǒng)運(yùn)行于政務(wù)信息網(wǎng)，將集成城市基礎(chǔ)地理信息與專題地理信息，為宏觀決策、應(yīng)急指揮、國(guó)土規(guī)劃等提供支持。

平臺(tái)的應(yīng)用推廣采用邊建邊用、分層次分階段的推進(jìn)模式，最大限度地實(shí)現(xiàn)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的應(yīng)用。目前平臺(tái)已經(jīng)部署在局域網(wǎng)、政務(wù)信息網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)布了電子地圖（WMTS）、影像（WMS）、高程數(shù)據(jù)（WMS）、地名地址（WFSG）、實(shí)體數(shù)據(jù)（WMS、WFS）、國(guó)土行業(yè)專題數(shù)據(jù)（WMS、WFS）、路網(wǎng)數(shù)據(jù)（WFS）以及POI興趣點(diǎn)（WFS）等地圖服務(wù)，發(fā)布了地圖查詢、分析等功能服務(wù)，提供了二次開發(fā)接口，可為壽寧縣政府部門、企業(yè)單位和社會(huì)公眾提供地圖瀏覽、查詢定位、空間分析、服務(wù)調(diào)用、地理信息系統(tǒng)定制開發(fā)等服務(wù)。

3.2.1 基于局域網(wǎng)應(yīng)用

目前，基于局域網(wǎng)的應(yīng)用對(duì)象主要是壽寧縣自然資源局。壽寧縣國(guó)土資源管理系統(tǒng)可通過(guò)二次開發(fā)接口直接調(diào)用平臺(tái)發(fā)布的各類地理信息服務(wù)，將國(guó)土資源專題信息與地理空間框架數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接，為壽寧縣國(guó)土資源的業(yè)務(wù)管理提供直觀的地理信息底圖。

3.2.2 基于政務(wù)網(wǎng)應(yīng)用

基于政務(wù)信息網(wǎng)的應(yīng)用對(duì)象主要是壽寧縣政府領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)和行業(yè)應(yīng)用部門。政務(wù)版公共平臺(tái)通過(guò)在線服務(wù)系統(tǒng)發(fā)布了電子地圖、影像、高程數(shù)據(jù)、地名地址、實(shí)體數(shù)據(jù)等豐富的地圖服務(wù)；通過(guò)門戶網(wǎng)站提供了地圖瀏覽、服務(wù)中心、地圖收藏、共享交換、應(yīng)用開發(fā)、互聯(lián)互通等功能模塊；通過(guò)運(yùn)維管理系統(tǒng)提供了組織機(jī)構(gòu)管理、授權(quán)管理、日志管理、平臺(tái)監(jiān)控和平臺(tái)審核辦理等功能。豐富的地圖服務(wù)和功能服務(wù)將為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供地理信息保障。

3.2.3 基于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

公眾版地理信息公共服務(wù)平臺(tái)除了面向公眾提供地理信息共享服務(wù)外，更側(cè)重電子地圖的瀏覽及興趣點(diǎn)、地名的查詢檢索。

天地圖·壽寧（公眾版公共平臺(tái)）部署在互聯(lián)網(wǎng)上，除了為政府部門、企事業(yè)單位和社會(huì)公眾提供電子地圖、個(gè)性地圖、應(yīng)用開發(fā)、專題應(yīng)用等服務(wù)外，同時(shí)發(fā)布了18～20級(jí)（1∶2 000～1∶500）電子地圖、地名地址、1∶500實(shí)體等數(shù)據(jù)服務(wù)，為市民出行、購(gòu)物、旅游、商務(wù)等各種活動(dòng)提供了權(quán)威、統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)和空間載體，使其成為市民日常生活不可缺少的助手。

3.3 推廣措施

為了推進(jìn)數(shù)字壽寧地理空間框架建設(shè)成果的廣泛應(yīng)用，不斷提升壽寧縣地理信息服務(wù)保障水平。領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室開展多種推廣措施，促使項(xiàng)目成果發(fā)揮出最大效益。

3.3.1 政府主導(dǎo)并制定政策機(jī)制

只有政府主導(dǎo)才能協(xié)調(diào)相關(guān)部門密切配合，才能有效維護(hù)公共平臺(tái)在城市信息化建設(shè)中的權(quán)威性和唯一性、實(shí)現(xiàn)資源共享、避免重復(fù)建設(shè)。在政府主導(dǎo)下才能提供足夠的資金用于平臺(tái)的更新維護(hù)。長(zhǎng)期以來(lái)，各應(yīng)用部門的專題信息與基礎(chǔ)空間信息同類要素存在基準(zhǔn)和分類編碼不一致等問(wèn)題，造成信息無(wú)法集成使用。因此，為了滿足各應(yīng)用部門內(nèi)部業(yè)務(wù)需要，需要由政府主導(dǎo)建立統(tǒng)一的空間基準(zhǔn)和分類編碼以及面向信息化要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2 加強(qiáng)宣傳和技術(shù)培訓(xùn)

項(xiàng)目宣傳和技術(shù)培訓(xùn)非常關(guān)鍵。地理空間框架建設(shè)意義重大，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的紙質(zhì)和電子拷貝方式服務(wù)模式，建立了低碳環(huán)保的網(wǎng)絡(luò)化地理信息服務(wù)模式，降低了地理信息系統(tǒng)開發(fā)成本。項(xiàng)目宣傳和技術(shù)培訓(xùn)根本在于轉(zhuǎn)變用戶的觀念，讓更多的用戶感知地理信息公共服務(wù)平臺(tái)的價(jià)值，最終引導(dǎo)用戶基于平臺(tái)開展地理信息系統(tǒng)應(yīng)用，逐步讓已建立的地理信息系統(tǒng)接入平臺(tái)。項(xiàng)目組通過(guò)政府網(wǎng)站、科技展覽、電視廣播、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)、技術(shù)培訓(xùn)、業(yè)務(wù)交流等多種方式向廣大用戶宣傳地理空間框架建設(shè)意義及其應(yīng)用前景，取得了良好的效果。

4 框架建設(shè)效益分析

目前，該項(xiàng)目成果已經(jīng)開始逐步應(yīng)用于壽寧縣政府部門、委辦局和社會(huì)公眾，避免了信息資源重復(fù)建設(shè)，促進(jìn)測(cè)繪成果的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)充分凸顯了地理信息資源的基礎(chǔ)性、公益性作用，取得了比較顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4.1 社會(huì)效益

數(shù)字壽寧地理空間框架建設(shè)成果在政府科學(xué)決策、公共服務(wù)等方面發(fā)揮了積極作用，進(jìn)一步提高了壽寧測(cè)繪保障能力和服務(wù)水平，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和信息化建設(shè)提供了更有力支撐。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

隨著壽寧縣經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展，地理要素不斷變化，信息化建設(shè)的需求越來(lái)越高，迫切需要加快地理空間框架的建設(shè)，不僅實(shí)現(xiàn)各級(jí)部門間的地理空間數(shù)據(jù)共享，徹底消除信息孤島，同時(shí)在數(shù)字壽寧地理空間框架的基礎(chǔ)上能夠搭建諸如壽寧縣國(guó)土資源一張圖、壽寧縣多規(guī)合一等模塊，減少基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)和重復(fù)投入，向集約化方向發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字城市的本質(zhì)是信息化，包括網(wǎng)絡(luò)化、智能化等。為了持續(xù)推進(jìn)城市可持續(xù)化現(xiàn)代化發(fā)展，數(shù)字化城市建設(shè)是基礎(chǔ)，是對(duì)人民群眾長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的充分保障，同時(shí)對(duì)于培養(yǎng)人才、提高社會(huì)文明度具有重要意義。數(shù)字壽寧地理空間框架的建成與應(yīng)用，為不同部門提供及時(shí)有效的政務(wù)應(yīng)用服務(wù)，保證各部門地理信息數(shù)據(jù)的兼容性與一致性，同時(shí)為部門間工作的有效協(xié)調(diào)提供了良好的平臺(tái)與基礎(chǔ)。數(shù)字壽寧地理空間框架的建成與應(yīng)用，解決了地理信息資源共享的堵點(diǎn)，對(duì)于公共服務(wù)的能力與政府決策水平的提高具有重要促進(jìn)作用。推動(dòng)了企事業(yè)單位基于地理信息開展各類增值服務(wù)，為人們的日常活動(dòng)提供了更便捷的生活服務(wù)。