面向數字城市建設的框架設計探討

凌進新

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.041

摘 要：該文基于筆者從事數字城市建設的相關工作經驗，該文從基礎地理信息數據庫建設、地理信息公共服務平臺建設、支撐體系建設、應用推廣思路等4個方面探討了數字城市建設的具體內容，希望對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：數字城市 地理空間基礎框架 地理信息公共服務平臺 軟件體系

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）05（b）-041-03

城市是社會經濟要素高度集中的區域，是人類經濟、政治和文化活動的中心，是人流、物流、經濟流和信息流聚集和擴散的基地，在國民經濟和社會發展中發揮著重要作用。隨著“數字中國”戰略的提出，“數字城市”便應運而生，當前以“數字城市”建設為標志的城市信息化建設正在全國范圍內迅速開展，并取得了一定的建設成效。城市地理空間框架是空間信息基礎設施的重要組成部分，它為城市發展和信息化建設提供了統一的空間定位基準和地理信息公共平臺，并在此基礎上為各專業用戶、各行業部門提供集成了專題數據的地理信息公共平臺，為政府、行業部門和社會公眾提供地理空間信息服務。

數字城市地理空間框架是數字中國地理空間框架的重要組成部分，早在2006年，國家測繪地理信息局就啟動了數字城市建設工作。截至2010年年底，全國已有29個省的150個城市成為試點或推廣城市，從而極大地推動了數字城市地理空間框架建設工作的開展，并取得了一定的建設成果，在城市管理、政府宏觀決策和服務民生等方面發揮了重要作用，為提高城市信息化水平和社會管理水平提供了有力支撐。

“十二五”期間國家測繪地理信息局進一步加大了數字城市的建設力度，全面推廣數字城市建設，力爭“十二五”末基本完成全國地級市數字城市建設工作，形成互聯互通的數字城市地理空間框架網絡，逐步實現國家、?。ㄖ陛犑?、自治區）、城市三級地理空間框架總體架構，并最終實現在分布式環境下多源、異質、異構地理空間數據的流通、共享及互操作。

數字城市地理空間框架在建設過程中也面臨不少問題，如，基礎地理信息數據現勢性差、更新周期長、所采用的建設標準和規范不統一、建設內容差異較大、資金投入不足等。這些問題的存在都將嚴重影響數字城市地理空間框架的建設及今后的推廣應用，因此，各級政府應出臺相應的政策和法規，以保證項目建設的順利實施。

1 數字城市地理空間框架建設的主要目標和建設意義

1.1 建設目標

數字城市地理空間框架是城市其他一切信息化工作的基礎。它以基礎地理信息數據為基礎，以滿足政府管理和決策需求為出發點和落腳點，充分運用RS、GPS、GIS和計算機網絡等技術，建設多尺度、多分辨率、多種類的地理空間數據體系，構建統一的地理信息公共平臺，為城市建設和管理、政府宏觀決策及社會公眾提供完善、優質、有效的地理信息服務。

在數字城市地理空間框架建設的基礎上，開發典型應用示范系統，強化應用服務功能，推進城市地理信息資源的共享機制建設，為城市發展提供有力的輔助決策支撐。

1.2 建設意義

數字城市地理空間框架建設的意義主要體現在以下幾方面。

（1）數字城市地理空間框架建設可有效集成和整合城市基礎地理信息數據及各種自然、社會、經濟信息，從而推進城市信息化建設。（2）數字城市地理空間框架建設為各專業系統建設提供數據基礎和定位基準，實現地理信息的交換和共享，有效避免信息孤島及重復建設，促進地理信息資源的廣泛應用。（3）通過數字城市地理空間框架建設形成權威、統一的地理信息公共平臺，為政府、專業職能部門和社會公眾提供地理信息服務，從而將逐漸轉變地理信息的分發和應用服務模式。

2 數字城市地理空間框架建設的主要內容

數字城市地理空間框架建設的主要內容包括基礎地理信息數據庫、地理信息公共平臺、支撐體系及應用示范系統等4個方面的建設內容?；A地理信息數據庫是地理空間框架的核心；地理信息服務平臺是地理空間框架應用服務的表現；支撐體系是地理空間框架建設與服務的支撐和保障；應用示范系統是地理空間框架的應用和推廣。數字城市地理空間框架體系結構如圖1所示。

2.1 基礎地理信息數據庫建設

基礎地理空間數據提供了有關自然、人文、經濟、環境等要素的幾何位置、形態特征和相關關系，使用戶可以以地理坐標或空間位置集成、檢索、展示各種城市信息，進行空間分布特征、運行狀態、變化趨勢等的查詢分析和模擬。

（1）測繪基準。

測繪基準包括大地基準和高程基準。數字城市地理空間框架建設必須規范基礎地理信息數據所采用的測繪基準，以保證各類地理信息數據和專題數據的大地基準和高程基準的統一，便于地理信息數據及其服務的廣泛推廣和深入應用。

（2）基礎地理信息數據庫。

基礎地理信息數據庫是按照統一的測繪基準整合和集成國家級1∶1 000 000、1∶250 000、1∶50 000基礎地理信息數據，省級1∶10 000、1∶5 000基礎地理信息數據及市級1∶2 000、1∶1 000和1∶500的基礎地理信息數據，形成多源、多尺度的基礎地理信息數據庫；開發數據庫管理系統，實現基礎地理信息數據的統一管理?；A地理信息數據庫構成如圖2所示。

（3）數據庫管理系統。

數據庫管理系統是為基礎地理信息數據及其元數據的建庫、管理、更新、制圖、輸出等操作提供軟件工具支撐。其功能需滿足《基礎地理信息數據庫基本規定》（CH/T 9005—2009）的要求，具備數據的處理、輸入、輸出、查詢、統計、分析，以及歷史數據管理、元數據管理、安全管理等多方面的功能。

2.2 地理信息公共服務平臺建設

在基礎地理信息數據庫建設的基礎上，按照一定的標準和規則，對基礎地理信息數據進行提取、整合和重組，生成滿足政府部門和社會公共需求的地理空間框架要素數據；通過建立要素和瓦片數據的一體化索引，實現多種數據的無縫集成；研制開發網絡化的應用服務與運行維護系統，形成唯一的、權威的數字城市地理信息公共平臺。地理信息公共平臺建設內容包括1套數據庫和4個軟件系統，其總體架構如圖3所示。

2.2.1 面向服務的產品數據

面向服務的產品數據主要包括在基礎地理信息數據上通過數據提取、擴充和重組等加工處理形成的框架要素數據、遙感影像數據、數字高程模型數據、電子地圖數據、三維景觀數據、地名地址數據等面向服務的產品數據，以及其他部門或單位的專題數據，還有目錄和元數據等。

針對不同的應用和保密要求，面向服務的產品數據可分為基礎版、政務版和公眾版3種形式。基礎版數據主要面向專業用戶；政務版數據主要面向政務用戶；公眾版數據主要面向社會公眾。根據數據自身的特點，多個版本可共用1套數據。

2.2.2 地理信息公共平臺軟件體系

地理信息公共平臺軟件體系主要包括門戶網站、數據交換系統、地理信息服務系統、數據運維管理系統和平臺運維管理系統5個方面。

（1）門戶網站是地理信息公共平臺的統一訪問界面，提供地理信息瀏覽、地理信息數據存取與分析處理等多種服務，是在線服務系統的集中表現，為用戶提供一站式地理信息服務。（2）數據交換系統用以實現面向服務的產品數據和專題數據的集中管理以及相互之間的交換。（3）地理信息在線服務系統采用面向服務的體系架構（SOA）設計理念，通過服務的方式對外提供地理信息公共服務，以實現數據和應用的分離。（4）數據運維管理系統是用來實現多種類、多尺度、多坐標系統的具有穩定標準規范的數據的入庫、更新和維護，應具有數據的采集、生產、更新、整合、發布、維護等功能。（5） 平臺運維管理系統是實現對用戶和服務的全過程監控，以保障平臺的正常、安全和穩定的運行，應具有用戶注冊、權限配置、交換配置監控、數據運維監控等功能。

2.3 支撐體系建設

支撐體系建設包括政策法規與標準規范建設、組織機構建設、機房環境、軟硬件環境、網絡環境等基礎設施建設和人才隊伍建設等多個方面的內容，是數字城市地理空間框架項目建設、運行和服務的支撐和保障。在進行軟硬件環境建設時應考慮和數字省區地理空間框架的一致性和兼容性，充分利用現有的基礎設施條件，但同時也要關注各種環境條件的先進性、可擴展性及可伸縮性。

2.4 應用推廣思路

數字城市地理空間框架建設的主要目的是要建立一個多尺度、信息豐富、現實性強的基礎地理信息框架，實現地理信息數據的交換和共享，為城市信息化建設奠定基礎。因此，在項目建設中應高度重視應用示范系統的建設，選擇至少4 個典型示范應用，以檢驗數字城市地理空間框架的建設成效。

3 結語

數字城市地理空間框架建設是數字城市建設的核心任務之一，其目的是為了實現地理信息的交換和共享，為政府宏觀決策和社會公眾提供地理信息服務。因此，項目建設必須以政府為主導，立足于當地實際情況和應用需求。

數字城市地理空間框架建設是一個復雜的系統性工程，涉及眾多領域及多個專業職能部門。在項目建設中應加強不同行業部門之間的協調和溝通，同時制定相應的政策法規和標準規范，尤其是政策層面上的政策法規和標準規范的建設，以支撐項目的實施與推廣應用及今后的運行維護，從而真正實現地理信息數據的交換和共享，促進城市信息化的建設。

參考文獻

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