城鎮(zhèn)空間信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉菊 王麗

摘要：基于大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)目標(biāo)，通過(guò)對(duì)多源異構(gòu)的城鎮(zhèn)空間數(shù)據(jù)集成和融合，構(gòu)建了城鎮(zhèn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和信息平臺(tái)。闡述了平臺(tái)總體設(shè)計(jì)框架以及建設(shè)成果，并對(duì)其技術(shù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)資源體系等方面進(jìn)行了深入分析，為空間信息平臺(tái)體系架構(gòu)和空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提供技術(shù)參考，促進(jìn)住房城鄉(xiāng)建設(shè)行業(yè)治理的科學(xué)化、現(xiàn)代化和精準(zhǔn)化。

關(guān)鍵詞：社會(huì)治理；城鎮(zhèn)；空間信息平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2020）19-63-4

0引言

我國(guó)當(dāng)前正處于加快推進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化的重要時(shí)期，也處于城鎮(zhèn)化深入發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期[1]。在城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)過(guò)程中，加快城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加強(qiáng)城鎮(zhèn)綜合管理、改善城鎮(zhèn)人居環(huán)境、提升公共服務(wù)水平、預(yù)防和治理“城市病”等是需要面對(duì)和解決的問(wèn)題，其本質(zhì)是科學(xué)配置資源要素的空間分布和管理效能。建立城鎮(zhèn)空間信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)城市建筑物、構(gòu)筑物、城市管網(wǎng)、園林綠化等市政基礎(chǔ)設(shè)施管理的數(shù)字化和精準(zhǔn)化，可檢測(cè)評(píng)估空間資源的布局、開(kāi)發(fā)與保護(hù)情況，支撐對(duì)城鎮(zhèn)運(yùn)行體征的持續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估，最終實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)治理體系和治理能力的現(xiàn)代化，提高城鎮(zhèn)精細(xì)化管理水平。

1空間信息平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀

我國(guó)先后經(jīng)歷了“數(shù)字地球”“數(shù)字中國(guó)”“數(shù)字城市”“智慧城市”“數(shù)字孿生城市”建設(shè)階段，各階段的推進(jìn)和跨越依賴于數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理理論和技術(shù)的發(fā)展。3S（RS，GIS，GPS）空間信息技術(shù)提供了抽象地理空間的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)模型，同時(shí)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)承載、表達(dá)、處理、應(yīng)用和分享空間數(shù)據(jù)提供了理論依據(jù)和技術(shù)保障。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，空間信息平臺(tái)建設(shè)應(yīng)用面臨的問(wèn)題如下：①信息源多頭重復(fù)采集。形成數(shù)據(jù)內(nèi)容、命名、類型、格式不一致的情況。②空間數(shù)據(jù)整合與共享技術(shù)難度大。部門之間缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源目錄、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理平臺(tái)，造成數(shù)據(jù)共享與一體化管理困難，各個(gè)機(jī)構(gòu)與部門之間形成了大量的“信息孤島”[2]。③數(shù)據(jù)更新滯后，應(yīng)用水平偏低。目前，按照信息安全有關(guān)規(guī)定，地理空間數(shù)據(jù)主要采用硬盤拷貝的方式進(jìn)行共享，數(shù)據(jù)分發(fā)和應(yīng)用部門數(shù)據(jù)維護(hù)工作量大，數(shù)據(jù)同步和動(dòng)態(tài)更新及時(shí)性難以保證。④行業(yè)間空間信息平臺(tái)建設(shè)應(yīng)用水平不均衡。國(guó)土、規(guī)劃、住房和城市管理是空間信息技術(shù)強(qiáng)需求行業(yè)，自然資源主管部門運(yùn)用空間信息技術(shù)起步早，重視頂層設(shè)計(jì)，構(gòu)建了國(guó)家自然資源和地理空間基礎(chǔ)信息庫(kù)、地理信息公共服務(wù)平臺(tái)、全國(guó)地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)庫(kù)和國(guó)家地理國(guó)情監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)等一系列平臺(tái)。城鎮(zhèn)建設(shè)管理行業(yè)利用地理空間數(shù)據(jù)整合城市系統(tǒng)數(shù)據(jù)的范式尚在探索過(guò)程中，滯后于城鎮(zhèn)綜合管理要求。

2城鎮(zhèn)空間信息平臺(tái)建設(shè)

2.1建設(shè)目標(biāo)

平臺(tái)以構(gòu)建城鎮(zhèn)空間管控底圖為總體目標(biāo)，整合多源空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建覆蓋人、地、物全要素的空間信息資源目錄和資源體系；建立空間信息交換、發(fā)布、共享和應(yīng)用機(jī)制，支撐城市建設(shè)、城市管理、住房保障、房地產(chǎn)及園林綠化等行業(yè)監(jiān)管與服務(wù)，助力社會(huì)治理現(xiàn)代化水平提升。

2.2總體設(shè)計(jì)

城鎮(zhèn)空間信息平臺(tái)圍繞城鎮(zhèn)空間管控和治理工作，以數(shù)據(jù)建設(shè)為基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)為導(dǎo)向、技術(shù)為支撐，探索從業(yè)務(wù)數(shù)字化向數(shù)字化治理轉(zhuǎn)型發(fā)展，構(gòu)建城鎮(zhèn)空間“數(shù)字組織、協(xié)同治理”的數(shù)字化治理邏輯和新形態(tài)，圖1和圖2分別為平臺(tái)的總體架構(gòu)和數(shù)據(jù)體系架構(gòu)。

平臺(tái)按照基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層、服務(wù)層和應(yīng)用層5層體系結(jié)構(gòu)的模式進(jìn)行研發(fā)，以O(shè)racle為支撐，配合ArcSED，集數(shù)據(jù)建模、管理、分析和共享服務(wù)等功能于一體。

3技術(shù)實(shí)現(xiàn)

平臺(tái)基于SOA設(shè)計(jì)思想，采用MVC開(kāi)發(fā)架構(gòu)，業(yè)務(wù)邏輯（模型）、數(shù)據(jù)、界面顯示相互分離，基于J2EE使用JAVA語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序在異構(gòu)環(huán)境中的開(kāi)發(fā)部署[3]。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)分別為：①應(yīng)用信息資源規(guī)劃方法和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)存儲(chǔ)和管理海量數(shù)據(jù)。按照統(tǒng)一的地理空間框架、信息分類編碼體系、資源目錄以及面向應(yīng)用場(chǎng)景的數(shù)據(jù)組織原則，構(gòu)建數(shù)據(jù)規(guī)整入庫(kù)工具，集中對(duì)多專題、多尺度的地理空間數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和新數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的一體化管理。②基于SOA的社會(huì)治理地理信息共享服務(wù)框架。采用WebService信息共享模式，構(gòu)建基于XML的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)、平臺(tái)功能互操作與共享[4]。

4建設(shè)內(nèi)容及成效

（1）建立信息資源目錄

按照“一數(shù)一源”的原則，系統(tǒng)、全面地梳理了住房和城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域范圍內(nèi)的空間數(shù)據(jù)，制定了城鎮(zhèn)空間信息資源目錄和元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，覆蓋各專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)；基于資源目錄，以及統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和空間參考，對(duì)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)處理，規(guī)范數(shù)據(jù)編目和編碼規(guī)則、信息來(lái)源、采集方式、數(shù)據(jù)質(zhì)量及更新頻率等資源管理要求，形成內(nèi)容豐富、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、覆蓋面廣的城鎮(zhèn)空間數(shù)據(jù)資源目錄，如表1所示。

（2）建立城鎮(zhèn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)

制定數(shù)據(jù)采集、入庫(kù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和制度，以行業(yè)監(jiān)管系統(tǒng)信息匯聚為切入口，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下管網(wǎng)、用地布局、公共服務(wù)設(shè)施、公用設(shè)施、道路交通、建（構(gòu)）筑物等空間要素的現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及各類專項(xiàng)規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)的有效集成和分類管理，建立含有現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)及社會(huì)數(shù)據(jù)等專題內(nèi)容的城鎮(zhèn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)共享發(fā)改、環(huán)保、國(guó)土及交通等部門的空間基礎(chǔ)信息，形成支撐城鎮(zhèn)空間治理的綜合數(shù)據(jù)資源體系。

（3）建立數(shù)據(jù)和資源服務(wù)體系

基于已建立的城鎮(zhèn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，建立覆蓋多部門一體化的業(yè)務(wù)協(xié)同和空間信息在線服務(wù)體系。按照“一切資源皆以服務(wù)形式訪問(wèn)”的理念，利用虛擬化和云計(jì)算等技術(shù)手段，搭建云服務(wù)管理與共享資源池，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源目錄中各類數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理以及資源服務(wù)發(fā)布、注冊(cè)、分發(fā)與共享[5]。采用OGC等國(guó)際協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，提供以時(shí)間、區(qū)域和類別為條件的單一要素?cái)?shù)據(jù)集、多要素?cái)?shù)據(jù)集、數(shù)據(jù)圖元和數(shù)據(jù)對(duì)象等GIS數(shù)據(jù)應(yīng)用和分析服務(wù)[6]，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)資源的共建、共用與共享。

（4）構(gòu)建數(shù)字治理應(yīng)用體系

城鎮(zhèn)空間信息平臺(tái)基于增強(qiáng)信息可讀性和應(yīng)用便捷性的場(chǎng)景化、組合式用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)整合行業(yè)管理信息資源，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)定量化和數(shù)字化“一張圖”展示，城鎮(zhèn)發(fā)展建設(shè)評(píng)估指標(biāo)“一本賬”動(dòng)態(tài)可視化分析。一是實(shí)施城鎮(zhèn)化發(fā)展多維度監(jiān)測(cè)評(píng)估，基于人口轉(zhuǎn)化、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)建設(shè)、資源環(huán)境、社會(huì)保障及城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)等內(nèi)容的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和分析模型系統(tǒng)，開(kāi)展城鎮(zhèn)體系空間結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)、人口結(jié)構(gòu)和空間分布特征分析、區(qū)域優(yōu)勢(shì)與適宜度分析、用地綜合效益評(píng)價(jià)分析、公共設(shè)施服務(wù)能力評(píng)價(jià)、產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力分析等專題研究。二是開(kāi)展城鎮(zhèn)體征智能分析，基于空間數(shù)據(jù)資源，開(kāi)展重點(diǎn)區(qū)域人口時(shí)空行為特征分析、自然資源、氣候條件及能源供需等城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展預(yù)測(cè)，合理評(píng)估資源環(huán)境承載能力，達(dá)到資源應(yīng)用配置的最優(yōu)化，科學(xué)引導(dǎo)新型城鎮(zhèn)化和人居環(huán)境建設(shè)。

5結(jié)束語(yǔ)

以社會(huì)治理綜合目標(biāo)為突破點(diǎn)，構(gòu)建統(tǒng)一的自上而下的城鎮(zhèn)空間信息平臺(tái)，提升跨行業(yè)、跨部門數(shù)據(jù)資源開(kāi)放度、關(guān)聯(lián)度和共享度，實(shí)施空間大數(shù)據(jù)資源體系建設(shè)，推動(dòng)數(shù)據(jù)資源的深度整合、挖掘和釋放數(shù)據(jù)價(jià)值，是提升城鎮(zhèn)建設(shè)和管理信息化水平的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，以及提高空間綜合治理能力的必然選擇。

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