袁存忠 胡海燕 余麗鈺

福建省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)及應(yīng)用

袁存忠 胡海燕 余麗鈺

福建省基礎(chǔ)地理信息中心

數(shù)字城市地理空間框架是城市的空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，其建設(shè)及應(yīng)用將為城市的信息化工作提供基礎(chǔ)保障。該文從福建省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)背景、目標(biāo)與內(nèi)容、技術(shù)設(shè)計(jì)、應(yīng)用前景等進(jìn)行了闡述，為我省城市空間數(shù)據(jù)的共建共享提供思路。

城市信息化 地理空間框架 數(shù)字城市

1 引言

城市是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的焦點(diǎn)和中心，也是信息化工作的核心。當(dāng)前，以“數(shù)字城市”為標(biāo)志的城市信息化浪潮正在全國范圍內(nèi)迅速展開。數(shù)字城市最重要的兩個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是指高速寬帶網(wǎng)絡(luò)以及支撐的計(jì)算機(jī)服務(wù)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)?？臻g數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施則意為地理空間框架，即為一個(gè)城市市域范圍內(nèi)自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文、環(huán)境等綜合信息提供定位基準(zhǔn)、集成工具和地理信息公共平臺(tái)。數(shù)字城市以地理空間框架為定位基準(zhǔn)，集成城市的各類綜合信息，基于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)城市信息的廣泛共享。因此，數(shù)字城市地理空間框架是城市的空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)。

數(shù)字城市地理空間框架還是“數(shù)字中國地理空間基礎(chǔ)框架”的重要組成部分。為推進(jìn)地理信息的應(yīng)用，胡錦濤總書記提出“加快國家基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建‘?dāng)?shù)字中國’地理空間基礎(chǔ)框架”，國家測繪局為此制定了包含國家、?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）、城市在內(nèi)的三級地理空間框架。三級地理空間框架在總體結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)體系、網(wǎng)絡(luò)體系和運(yùn)行平臺(tái)等方面是統(tǒng)一和一致的，建設(shè)遵循整體規(guī)劃、漸進(jìn)實(shí)施、相互協(xié)調(diào)的原則，最終實(shí)現(xiàn)在分布式環(huán)境下多源、異質(zhì)、異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)的流通、共享以及互操作。

為增強(qiáng)數(shù)字城市地理空間框架的規(guī)范性、權(quán)威性和嚴(yán)肅性，保障國家安全，促進(jìn)城市地理空間信息的共享和廣泛應(yīng)用，減少重復(fù)投入，加快城市信息化進(jìn)程，國家測繪局于2006 年啟動(dòng)了“數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)示范工程”項(xiàng)目，并通過在全國選擇若干具備條件的城市作為試點(diǎn)開展數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)數(shù)字中國、數(shù)字省區(qū)的建設(shè)。截至2009年年底，全國有78個(gè)城市在國家測繪局統(tǒng)一組織領(lǐng)導(dǎo)下，通過試點(diǎn)城市所在省級測繪行政主管部門與城市人民政府的緊密配合，各項(xiàng)工作穩(wěn)步推進(jìn)，作用和效益日益顯著。

近年來，福建省加大基礎(chǔ)測繪的投入和生產(chǎn)，已具有覆蓋全省區(qū)域的1:100萬、1:25萬、1:5萬、1:1萬的數(shù)字線劃圖、數(shù)字高程模型，具有多種高分辨率的衛(wèi)星遙感影像和航攝資料。而各設(shè)區(qū)市均積累了較為豐富的1:2000、1:1000、1:500地理空間信息數(shù)據(jù)和高分辨率的影像數(shù)據(jù)。這些豐富的地理空間數(shù)據(jù)近年均為“數(shù)字福建”和“數(shù)字城市”的建設(shè)提供了基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)。目前福建省莆田市和泉州市已積極向國家測繪局申請立項(xiàng)，并作為“國家測繪局?jǐn)?shù)字區(qū)域地理空間框架建設(shè)示范工程”分別于2007年和2010年立項(xiàng)。目前兩個(gè)城市已取得了部分成果。

2 福建省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)目標(biāo)和內(nèi)容

2.1 建設(shè)目標(biāo)

福建省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)需按照國家“數(shù)字城市地理空間框架”相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，緊緊圍繞城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃綱要和工作發(fā)展需要，以滿足城市管理和政府決策需求為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，運(yùn)用“3S”和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范、開發(fā)規(guī)范、應(yīng)用規(guī)范與其他規(guī)范，整合城市現(xiàn)有地理空間信息資源，建立分布式地理空間信息庫，構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的多尺度、多類型、多時(shí)態(tài)的市級地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)，研發(fā)運(yùn)行于政務(wù)網(wǎng)、因特網(wǎng)的地市級地理信息公共平臺(tái)，研究制定數(shù)字城市地理空間框架長效運(yùn)行管理機(jī)制，解決城市空間地理信息資源難以集成共享和應(yīng)用問題，為城市空間信息資源開發(fā)利用提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)、技術(shù)保障和制度保障，促進(jìn)城市的信息化建設(shè)，提高城市公共管理、公共服務(wù)的能力與水平。

2.2 建設(shè)內(nèi)容

福建省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)內(nèi)容包括基礎(chǔ)地理信息建設(shè)、地理信息公共平臺(tái)建設(shè)、典型應(yīng)用示范建設(shè)以及支撐環(huán)境建設(shè)等四個(gè)方面。

2.2.1基礎(chǔ)地理信息建設(shè)

在國家級1:100萬、1:25萬、1:5萬比例尺基礎(chǔ)地理信息以及省級1:1萬、1:5000比例尺基礎(chǔ)地理信息的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)更新完善城市區(qū)域內(nèi)1:2000、 1:500數(shù)據(jù)，最終形成內(nèi)容豐富的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)；同時(shí)以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)面向政務(wù)應(yīng)用和社會(huì)化應(yīng)用進(jìn)一步整合加工，通過信息化、模型化重組后構(gòu)建滿足需求的公共地理框架數(shù)據(jù)；開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)，并建立一體化管理的地理空間框架數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、地理空間框架數(shù)據(jù)的科學(xué)管理。

2.2.2地理信息公共平臺(tái)建設(shè)

依托地理空間框架數(shù)據(jù)，面向?qū)I(yè)政務(wù)用戶、綜合管理用戶和社會(huì)公眾的不同應(yīng)用需求和功能需求，開發(fā)網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，建立城市權(quán)威的、唯一的、通用的可以分別運(yùn)行于政務(wù)網(wǎng)與因特網(wǎng)環(huán)境的地理信息公共平臺(tái)。

2.2.3典型應(yīng)用示范建設(shè)

基于地理信息公共平臺(tái)，以應(yīng)用部門需求為主導(dǎo)，選擇具有代表性與示范意義的部門或用戶群體開展典型應(yīng)用示范，構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)，并總結(jié)應(yīng)用模式與經(jīng)驗(yàn)，為地理空間框架在城市政府部門、行業(yè)用戶、社會(huì)公眾中全面推廣提供借鑒。

2.2.4支撐環(huán)境建設(shè)

支持環(huán)境建設(shè)是全面支撐城市地理空間框架的建設(shè)、運(yùn)行與應(yīng)用的底層基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包含：設(shè)計(jì)、采購并部署能夠保障項(xiàng)目實(shí)施及建設(shè)成果長期應(yīng)用的軟硬件設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境；制定項(xiàng)目實(shí)施和應(yīng)用所遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和管理制度；成立以市政府為主導(dǎo)的組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)和專門的運(yùn)行維護(hù)機(jī)構(gòu)，建立健全地理空間框架的共享與更新長效機(jī)制。

3 福建省數(shù)字城市地理空間框架技術(shù)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

技術(shù)設(shè)計(jì)遵循國家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，統(tǒng)籌考慮城市政府宏觀決策、應(yīng)急管理、社會(huì)公益服務(wù)對地理信息服務(wù)的迫切需求，同時(shí)兼顧城市未來的應(yīng)用擴(kuò)展。

3.2 技術(shù)框架

福建省數(shù)字城市地理空間框架選擇采用以SOA體系架構(gòu)為主體的總體架構(gòu)，由數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層以及運(yùn)行支持環(huán)境構(gòu)成。

圖1 數(shù)字城市地理空間框架體系結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)層是數(shù)字城市地理空間框架的“血液”，也是開展相關(guān)應(yīng)用的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)內(nèi)容可包含地理實(shí)體數(shù)據(jù)、電子地圖數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)、地名地址數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、城市景觀、專題數(shù)據(jù)以及各數(shù)據(jù)對應(yīng)的元數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)比例尺從1:100萬至1:500，其中1:2000~1:500數(shù)據(jù)是數(shù)字城市地理空間框架數(shù)據(jù)建設(shè)的重點(diǎn)。

服務(wù)層是數(shù)字城市地理空間框架的“核心”。服務(wù)層所提供的服務(wù)既包括服務(wù)注冊、服務(wù)管理、元數(shù)據(jù)服務(wù)等通用功能；也包括WMS、WFS、WFS-T等標(biāo)準(zhǔn)OGC接口模式；同時(shí)也涵蓋專題制圖、查詢檢索、空間分析、地址匹配、地圖可視化等GIS功能服務(wù)，這些服務(wù)以接口的方式向不同的用戶提供服務(wù)。

應(yīng)用層構(gòu)筑多層次的服務(wù)體系，是數(shù)字城市地理空間框架核心功能的外在體現(xiàn)，是與其它專業(yè)系統(tǒng)溝通、對接、集成的主要途徑。根據(jù)數(shù)據(jù)用戶的不同，設(shè)計(jì)針對不同用戶特點(diǎn)的應(yīng)用客戶端。

運(yùn)行支持環(huán)境包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、軟硬件環(huán)境建設(shè)和運(yùn)行管理機(jī)制建設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、應(yīng)用服務(wù)規(guī)范、政策制度規(guī)范等技術(shù)規(guī)范。軟硬件環(huán)境建設(shè)充分結(jié)合城市目前的技術(shù)裝備情況，補(bǔ)充完善設(shè)備確保能夠支撐在局域網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)、因特網(wǎng)運(yùn)行的軟硬件環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和機(jī)房環(huán)境。運(yùn)行管理機(jī)制建設(shè)包含建立健全共享服務(wù)、信息安全、數(shù)據(jù)維護(hù)更新、運(yùn)行管理等機(jī)制，為數(shù)字城市地理空間框架持續(xù)有效運(yùn)行提供保障。

4 福建省數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)的應(yīng)用

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市信息化的步伐越來越快，而信息化的進(jìn)程離不開基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)的推進(jìn)。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，80%的信息與地理位置相關(guān)，而幾乎所有的政務(wù)信息都可以關(guān)聯(lián)到地理位置成為地理信息，政府部門進(jìn)行事務(wù)處理、綜合業(yè)務(wù)管理、分析決策等所需的數(shù)據(jù)絕大部分都與地理空間定位緊密相關(guān)，地理信息已經(jīng)快速融入到包括電子政務(wù)、企業(yè)信息化、公眾信息服務(wù)等幾乎所有行業(yè)信息化中。通過數(shù)字城市地理空間框架項(xiàng)目的建設(shè)，可以整合和挖掘城市各種信息資源，實(shí)現(xiàn)“信息內(nèi)容豐富，更新維護(hù)及時(shí)、共享交換便捷”的地理信息基礎(chǔ)平臺(tái)，形成支撐城市各類管理信息系統(tǒng)的公共平臺(tái)，為交通、水利、國土、統(tǒng)計(jì)、公安、民政等各類政府部門科學(xué)管理、城市發(fā)展規(guī)劃、應(yīng)急決策和響應(yīng)提供科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的地理空間信息服務(wù)。此外隨著數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)和完善，會(huì)有越來越多的多尺度、多格式、多內(nèi)容、多時(shí)相的城市綜合信息進(jìn)行發(fā)布和共享，也會(huì)有越來越多的各類應(yīng)用系統(tǒng)與網(wǎng)站利用其中的資源對政府、企業(yè)、社會(huì)公眾提供服務(wù)。因此數(shù)字城市地理空間框架在城市信息化建設(shè)中具有重要的作用和廣泛的應(yīng)用前景。

經(jīng)過兩年多的建設(shè)，數(shù)字莆田地理空間框架已經(jīng)取得了一系列的成果。

其投入大量資金進(jìn)行了大比例尺、真彩色航空影像拍攝，采集處理了1：500、1:2000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，建成了莆田市地理空間數(shù)據(jù)庫和地理信息公共平臺(tái)建設(shè)，開展地籍管理信息系統(tǒng)、旅游地理信息系統(tǒng)、輔助決策空間信息管理系統(tǒng)等應(yīng)用示范工程，從根本上扭轉(zhuǎn)了地理信息資源匱乏的狀況，夯實(shí)了城市信息化的基礎(chǔ)城市地理信息公共平臺(tái)，為其他專業(yè)信息空間定位、集成交換和互聯(lián)互通奠定基礎(chǔ)。數(shù)字泉州地理空間框架是我省第二個(gè)數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目，經(jīng)過前期大量的調(diào)研和分析，編寫的數(shù)字泉州地理空間框架建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)書已通過了專家的評審和論證。下一步，福建省將在總結(jié)前兩個(gè)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，逐步向其他設(shè)區(qū)市推廣。

5 結(jié)語

福建省數(shù)字城市地理空間框架既是“數(shù)字中國地理空間基礎(chǔ)框架”的重要組成部分，也是我省“數(shù)字城市”建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。隨著各設(shè)區(qū)市地理空間框架的建成和應(yīng)用，城市政府有關(guān)部門將充分利用公共平臺(tái)，開展信息交換與應(yīng)用服務(wù)，可促進(jìn)城市政府及各部門間的數(shù)據(jù)交換和共享，減少重復(fù)建設(shè)，消除信息孤島，為城市的信息化工作提供基礎(chǔ)保障，有效提高了政府部門公共服務(wù)、社會(huì)管理和宏觀決策的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

[1] 李景文,趙福君等.數(shù)字城市地理空間框架模式設(shè)計(jì)[J].桂林工學(xué)院學(xué)報(bào),2008,28(2):208.

[2] 梁莉,許紅偉等.數(shù)字鄭州地理空間框架的建設(shè)與應(yīng)用前景[J].河南測繪,2009,(3):10.

[3] 葉嘉安,朱家松.數(shù)字城市與地理信息系統(tǒng)[J].地理信息世界,2007,(4):4.