劉學(xué)太 巴志超 李綱

摘 要：[目的/意義]城市數(shù)據(jù)畫(huà)像是城市在信息空間中實(shí)體化的有效途徑?；跇?biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施路徑研究可以豐富城市數(shù)據(jù)畫(huà)像相關(guān)理論，為城市智能化管理提供參考。[方法/過(guò)程]本文在對(duì)現(xiàn)有實(shí)踐與理論進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，從城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的內(nèi)涵特征、現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的探討出發(fā)，基于分面建模的思想進(jìn)行城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系制定，并討論標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用推廣與效果評(píng)估的相關(guān)理論問(wèn)題，構(gòu)建城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的基本框架，并探索基于標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)踐路徑。[結(jié)果/結(jié)論]城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系包含城市數(shù)據(jù)畫(huà)像重點(diǎn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與面向城市數(shù)據(jù)畫(huà)像建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范群兩類(lèi)，基于標(biāo)準(zhǔn)體系的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的實(shí)施可分為需求分析、畫(huà)像構(gòu)建與平臺(tái)建設(shè)3部分。

關(guān)鍵詞：智慧城市;城市數(shù)據(jù)畫(huà)像;標(biāo)準(zhǔn)體系;分面建模;實(shí)施路徑

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2022.02.004

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕G203 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1008-0821（2022）02-0034-10

The Implementation Path of City Profile Based on

Standard System Construction

Liu Xuetai1，3 Ba Zhichao2 Li Gang1，3

（1.Center for Studies of Information Resources，Wuhan University，Wuhan 430072，China;

2.School of Economics and Management，Nanjing University of Science and Technology，

Nanjing 210094，China;

3.School of Information Management，Wuhan University，Wuhan 430072，China）

Abstract：[Purpose/Significance]City profile is an effective way to materialize a city in the information space.The implementation path of city profile based on standard system construction can enrich the relevant theories and provide a reference for city intelligent management.[Method/Process]Based on a comprehensive analysis of existing practices and theories，the study started from the discussion of the connotative features of city profile and existing related technologies and standards，developed city profile standard system based on the idea of faceted modeling，discussed the related theoretical issues of the application and promotion of the standard system and the effect evaluation，constructed the basic framework of the city profile standard system，and explored the practical path of city profile based on the construction of the standard system.[Result/Conclusion]The city profile standard system includes two types of key application standards and standard norms for the construction of city profile.The implementation of city profile based on the standard system can be divided into three parts：demand analysis，city profile construction and platform implementation.

Key words：smart city;city profile;standard system;faceted modeling;implementation path

自2008年智慧城市理念被提出以來(lái)，針對(duì)智慧城市建設(shè)的相關(guān)理論與實(shí)踐探索已取得豐碩的研究成果。其作為一種嶄新的城市形態(tài)，旨在借助先進(jìn)的信息通信技術(shù)和嶄新的城市經(jīng)營(yíng)服務(wù)理念，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技、環(huán)境等不同分面進(jìn)行數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化管理，對(duì)城市基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)狀況、社會(huì)公共服務(wù)、城市創(chuàng)新能力等進(jìn)行全方位數(shù)字化、信息化，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取、整合、處理與利用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市更加透徹的感知、更加廣泛的連接、更加集中和更有深度的計(jì)算，為城市肌理植入智慧基因[1]。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像是用戶(hù)畫(huà)像應(yīng)用在城市層面的拓展與延伸，是借鑒大數(shù)據(jù)環(huán)境中用戶(hù)畫(huà)像構(gòu)建思想應(yīng)用于智慧城市建設(shè)中的一種全新探索[2]。用戶(hù)畫(huà)像構(gòu)建最終目的是對(duì)目標(biāo)用戶(hù)進(jìn)行潛在行為分析，以此進(jìn)行營(yíng)銷(xiāo)預(yù)測(cè)[3]與精準(zhǔn)服務(wù)[4]。而城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建的最終目的是對(duì)城市基本特征和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行可視化展現(xiàn)，以此為政府提供城市規(guī)劃建議，為企業(yè)提供決策支持，為居民提供更加便捷的城市服務(wù)[5]。

當(dāng)前，大數(shù)據(jù)為智慧城市的建設(shè)提供數(shù)據(jù)素材，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新型信息技術(shù)的快速發(fā)展也為智慧城市的建設(shè)提供技術(shù)支持。以數(shù)字城市空間的構(gòu)建作為主體，實(shí)現(xiàn)新興城市（群）數(shù)據(jù)規(guī)劃和智慧城市建設(shè)升級(jí)，是響應(yīng)實(shí)施國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略、加強(qiáng)城市數(shù)據(jù)治理、提出中國(guó)方案的必要舉措。通過(guò)對(duì)城市數(shù)據(jù)的生成和采集，以及面向具體應(yīng)用領(lǐng)域的城市數(shù)據(jù)集成與呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市數(shù)據(jù)規(guī)律認(rèn)知與脈動(dòng)監(jiān)測(cè)、城市數(shù)據(jù)空間運(yùn)行與事件預(yù)警、城市數(shù)據(jù)空間趨勢(shì)研判與應(yīng)急處置、城市數(shù)據(jù)空間綜合治理評(píng)估及基于戰(zhàn)略需求的城市發(fā)展路徑導(dǎo)航等。進(jìn)而從不同分面反映城市運(yùn)行狀態(tài)，繪制城市真實(shí)畫(huà)像，對(duì)于提升大數(shù)據(jù)應(yīng)用能力和城市管理水平具有重要意義。

現(xiàn)有研究主要從理論上對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的構(gòu)建進(jìn)行研究，較少涉及城市數(shù)據(jù)畫(huà)像在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行需求分析與平臺(tái)建設(shè)的探討，有必要從實(shí)踐層面對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的實(shí)施路徑展開(kāi)研究。同時(shí)，實(shí)踐的發(fā)展需要標(biāo)準(zhǔn)體系的支撐。因此，開(kāi)展城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系研究，在智慧城市與城市信息模型等相關(guān)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)與應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研基礎(chǔ)上，制定城市數(shù)據(jù)畫(huà)像重點(diǎn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、面向城市數(shù)據(jù)畫(huà)像建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范群等也是城市數(shù)據(jù)畫(huà)像研究的必要構(gòu)成。因此，本文從城市規(guī)劃頂層設(shè)計(jì)的視角出發(fā)，基于標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建提出城市數(shù)據(jù)畫(huà)像規(guī)劃與建設(shè)的總體設(shè)想，系統(tǒng)研究城市數(shù)據(jù)畫(huà)像內(nèi)涵與應(yīng)用、城市數(shù)據(jù)畫(huà)像方法體系與核心支撐技術(shù)，探索基于標(biāo)準(zhǔn)體系的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施路徑，以期厘清城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的重要問(wèn)題，為中國(guó)智慧城市的建設(shè)與發(fā)展提供參考。

1 城市數(shù)據(jù)畫(huà)像內(nèi)涵及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的內(nèi)涵

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像，即城市畫(huà)像，是數(shù)據(jù)畫(huà)像在城市這一對(duì)象上的應(yīng)用。數(shù)據(jù)畫(huà)像的應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，應(yīng)用對(duì)象涵蓋較多。進(jìn)行城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建，首先需要厘清城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的內(nèi)涵特征，從而在基本概念上對(duì)其進(jìn)行把握。早期的“城市畫(huà)像”最早出現(xiàn)于文學(xué)作家對(duì)于城市印象的刻畫(huà)描述中，傳達(dá)其對(duì)某個(gè)城市的主觀印象[6];當(dāng)前的城市畫(huà)像則是城市運(yùn)行狀態(tài)在各個(gè)城市利益相關(guān)者中的客觀印象。二者均反映城市印象，但其實(shí)現(xiàn)手段與實(shí)現(xiàn)目的不同。前者通過(guò)文字描述，目的在描述;后者通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘，目的在管理。

在當(dāng)前數(shù)據(jù)科學(xué)背景下，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像可理解為城市管理者為及時(shí)掌握城市運(yùn)行狀態(tài)所采取的一種手段，是城市管理的一種新視角。從某種程度上講，用戶(hù)畫(huà)像實(shí)質(zhì)是用戶(hù)特征的標(biāo)簽化，通過(guò)用戶(hù)的屬性、特征等數(shù)據(jù)生成用戶(hù)的標(biāo)簽，通過(guò)標(biāo)簽體現(xiàn)用戶(hù)特征[7]。因此，類(lèi)似于用戶(hù)畫(huà)像構(gòu)建方法，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像也可以通過(guò)數(shù)據(jù)特征提取標(biāo)簽得到城市印象[8]。城市畫(huà)像可看作是對(duì)城市的不同組成系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)簽化，通過(guò)城市分面的屬性特征進(jìn)行城市經(jīng)濟(jì)、交通、人口、科技等城市子系統(tǒng)的圖像描繪。城市大數(shù)據(jù)包含傳感數(shù)據(jù)、用戶(hù)生成數(shù)據(jù)、政府管理數(shù)據(jù)、私人單元數(shù)據(jù)、媒體資料數(shù)據(jù)、混合關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)等多種類(lèi)型數(shù)據(jù)，并以各種復(fù)雜的模態(tài)和關(guān)聯(lián)方式分布在由物理世界、人類(lèi)社會(huì)和信息空間所組成的三元世界中[9]。單純通過(guò)城市標(biāo)簽化可以獲得不同層面城市所反映出的“性格”，而無(wú)法全面反映城市內(nèi)部復(fù)雜的運(yùn)行機(jī)制與發(fā)展軌跡。因此，城市畫(huà)像的構(gòu)建是一項(xiàng)關(guān)于城市大數(shù)據(jù)應(yīng)用和治理的復(fù)雜系統(tǒng)工程，是城市數(shù)字空間的具體表征，其內(nèi)涵特征是以城市時(shí)空大數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)搭建城市空間框架結(jié)構(gòu)，融合多種事件數(shù)據(jù)鏈條形成城市的空間發(fā)展脈絡(luò)，以城市治理體系為依托劃分城市空間主體功能區(qū)間并定義數(shù)據(jù)脈絡(luò)流向，甄別出城市大數(shù)據(jù)在不同功能區(qū)間運(yùn)行的核心機(jī)理與互動(dòng)機(jī)制，研究城市智慧數(shù)據(jù)機(jī)體自組織、自運(yùn)行的技術(shù)保障，以城市形象塑造和戰(zhàn)略定位為目標(biāo)勾畫(huà)城市社會(huì)的復(fù)雜面相，形成若干涵蓋關(guān)鍵領(lǐng)域的城市指征，進(jìn)而構(gòu)建基于城市大數(shù)據(jù)的城市規(guī)劃與治理新體系[10-11]。

基于此，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像可定義為：在物理空間—社會(huì)空間—信息空間三元世界理論指導(dǎo)下，將城市發(fā)展過(guò)程中所包含的物理世界和人類(lèi)社會(huì)所形成的大數(shù)據(jù)資源，通過(guò)信息序化、關(guān)聯(lián)、組織與融合，實(shí)現(xiàn)在信息空間上的映射，進(jìn)而結(jié)合畫(huà)像構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)體系與指標(biāo)體系，開(kāi)展城市不同分面的建模，最終通過(guò)可視化等綜合技術(shù)進(jìn)行呈現(xiàn)的一種技術(shù)建構(gòu)。其需要在城市現(xiàn)有的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)上，運(yùn)用情報(bào)工程和大數(shù)據(jù)資源規(guī)劃理論與方法，從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)視角，將城市感知數(shù)據(jù)和認(rèn)知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為城市數(shù)據(jù)畫(huà)像，形成城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建方法體系，通過(guò)平臺(tái)實(shí)施挖掘城市數(shù)據(jù)畫(huà)像在現(xiàn)代城市管理中的價(jià)值。

1.2 城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)不同類(lèi)型用戶(hù)畫(huà)像生成流程與方法，可以歸納為5個(gè)主要環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)收集與處理、用戶(hù)屬性劃分、用戶(hù)特征挖掘、用戶(hù)畫(huà)像表示以及用戶(hù)畫(huà)像更新[12]。當(dāng)前，用戶(hù)畫(huà)像研究主要通過(guò)獲取用戶(hù)屬性信息、用戶(hù)行為信息和用戶(hù)生成內(nèi)容3類(lèi)信息，采用統(tǒng)計(jì)[13]、數(shù)據(jù)挖掘[14]、機(jī)器學(xué)習(xí)[15]以及多種方法組合對(duì)用戶(hù)特征進(jìn)行挖掘，然后通過(guò)實(shí)體或概念、主題或話題、用戶(hù)興趣或偏好、用戶(hù)行為習(xí)慣等方法將用戶(hù)不同側(cè)面特征抽象為易于用戶(hù)可理解或機(jī)器可讀的標(biāo)簽，通過(guò)向量、描述圖表和標(biāo)簽云可視化呈現(xiàn)，最后根據(jù)用戶(hù)興趣衰減、更新觸發(fā)條件和更新機(jī)制等方面實(shí)現(xiàn)用戶(hù)畫(huà)像的更新。然而，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的構(gòu)建要比用戶(hù)畫(huà)像研究更為豐富，其不單單擴(kuò)展了數(shù)據(jù)來(lái)源，其數(shù)據(jù)類(lèi)型、關(guān)聯(lián)關(guān)系、分析維度、指標(biāo)體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、平臺(tái)建設(shè)等各個(gè)方面都更為復(fù)雜。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的構(gòu)建需要考慮到城市管理者、城市企業(yè)以及城市居民3種主體類(lèi)型，數(shù)據(jù)類(lèi)型需要考慮分布在物理世界與人類(lèi)社會(huì)層關(guān)系疊加的顯性數(shù)據(jù)，也要挖掘潛藏在三元空間中尚未開(kāi)采的隱性數(shù)據(jù)。因此，破壁城市三元世界在平行空間上的隔閡，構(gòu)建出完整意義上的城市數(shù)據(jù)生態(tài)，就需要構(gòu)建頂層意義的城市大數(shù)據(jù)集成架構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)城市三元空間在大數(shù)據(jù)層面的高維融合，使得數(shù)字城市空間能夠最大限度地涵蓋城市治理體系[16]。

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建涉及的技術(shù)方法主要包括數(shù)據(jù)交換協(xié)議、多源數(shù)據(jù)采集與融合技術(shù)、統(tǒng)計(jì)建模與分析技術(shù)、可視化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。城市大數(shù)據(jù)語(yǔ)境下，需要在接入城市法人信息庫(kù)、地理信息庫(kù)、宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)等公共基礎(chǔ)庫(kù)和現(xiàn)有各類(lèi)系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，基于智能傳感、射頻識(shí)別、視頻圖像、激光雷達(dá)和航空遙感等數(shù)據(jù)前端感知技術(shù)，以及基于NB-IOT（Narrow Band Internet of Things）、LORA（Long Range Radio）、3G/4G/5G、藍(lán)牙、MSTP（Multi-Service Transport Platform）、VPN（Virtual Private Network）等各類(lèi)無(wú)線、有線接入與傳輸技術(shù)，對(duì)城市不同分面行業(yè)領(lǐng)域有關(guān)的跨模態(tài)、跨時(shí)空多源數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同感知與獲取，形成較為完善的信息資源體系。然后采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)中分布式計(jì)算、在線數(shù)據(jù)處理、在線指標(biāo)計(jì)算和多因子挖掘分析等方法對(duì)位置和城市數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、編碼、切割、索引、搜索、空間聚合和時(shí)空聚合等操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市大數(shù)據(jù)的特征提取、信息表示、序化、關(guān)聯(lián)與融合，從而實(shí)現(xiàn)城市不同分面上的大數(shù)據(jù)綜合集成與分析。最后研究面向城市數(shù)據(jù)畫(huà)像中各類(lèi)指標(biāo)體系的可視化策略，綜合探索矢量、動(dòng)畫(huà)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種可視化技術(shù)應(yīng)用，突破靜態(tài)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、多維大數(shù)據(jù)、三維空間與時(shí)空切換數(shù)據(jù)的可視化展示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像在時(shí)間維度上的多頻次、空間維度上的多區(qū)域同步顯示功能。另外，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的構(gòu)建也可借鑒虛擬城市[17]、數(shù)字孿生[18]等研究領(lǐng)域的理論、技術(shù)與方法開(kāi)展。虛擬城市可為城市數(shù)據(jù)畫(huà)像提供城市信息空間建立的技術(shù)手段，可以綜合運(yùn)用GIS、遙感、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、三維建模及虛擬仿真等技術(shù)，對(duì)城市內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策。數(shù)字孿生則為城市研究從物理空間向信息空間的映射、城市數(shù)據(jù)治理功能的設(shè)計(jì)提供一種路徑，可以充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)處理的全生命周期過(guò)程。

2 城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建

標(biāo)準(zhǔn)體系是指在一定范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)按其內(nèi)在聯(lián)系形成的科學(xué)的有機(jī)整體，是對(duì)特定標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象按照一定目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)的依據(jù)，是由許多現(xiàn)行的、正在制定的和將要制定的標(biāo)準(zhǔn)組成的具有明確目的性、完整性、預(yù)見(jiàn)性以及可行的、成文的概念體系[19]。標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是引導(dǎo)智慧城市實(shí)現(xiàn)科學(xué)、有序、健康發(fā)展的重要手段，是促進(jìn)信息資源匯聚、共享和開(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ)支撐。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像科學(xué)實(shí)施具有重要意義。

2.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系現(xiàn)狀

智慧城市安全有效的建設(shè)與運(yùn)行，離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)體系的支持。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像在不同城市實(shí)踐中展開(kāi)，也需要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范。對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)畫(huà)像及智慧城市相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)查與分析，對(duì)本文的標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建具有參考價(jià)值?，F(xiàn)有相關(guān)研究及應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)分析如下：

在相關(guān)學(xué)術(shù)研究中，來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)研究、城市管理等不同領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)智慧城市相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)進(jìn)行了研究。羅志清等指出，城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施是“數(shù)字城市”建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，城市空間數(shù)據(jù)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，其提出可以在現(xiàn)有信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行引用或修編等措施[20]。尹麗英等對(duì)智慧城市研究進(jìn)行綜述，其認(rèn)為智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)是智慧城市建設(shè)的核心問(wèn)題[21]。季玨等認(rèn)為，城市信息模型（City Information Modeling，CIM）可以解決新型智慧城市建設(shè)的數(shù)據(jù)孤島困境，有利于推動(dòng)城市管理各行業(yè)的數(shù)據(jù)匯聚共享[22]。整體而言，現(xiàn)有城市相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系研究主要從數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與解決數(shù)據(jù)共享等方面提出，指出當(dāng)前智慧城市建設(shè)中仍然存在“數(shù)據(jù)孤島”。標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)可以在一定程度上改善“數(shù)據(jù)孤島”問(wèn)題，避免城市數(shù)據(jù)的低效利用。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)與智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)均旨在提高城市數(shù)據(jù)的利用，打造一個(gè)智能化、可視化的城市運(yùn)行管理系統(tǒng)。

在相關(guān)實(shí)踐應(yīng)用中，國(guó)內(nèi)外均已出臺(tái)一些智慧城市建設(shè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，用以指導(dǎo)智慧城市建設(shè)。這可以為城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提供參考。如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO在2012年3月成立社區(qū)可持續(xù)發(fā)展技術(shù)委員會(huì)（TC268），主要從事社區(qū)管理系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作，并于2013年9月成立智慧城市專(zhuān)責(zé)小組。其相繼出臺(tái)了Sustainable Cities and Communities—Vocabulary（ISO 37100：2016）、Sustainable Development in Communities—Management System for Sustainable Development—Requirements with Guidance for Use（ISO 37101：2016）、Sustainable Cities and Communities—Indicators for Smart Cities（ISO 37122：2019）等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，用以指導(dǎo)智慧城市建設(shè)與評(píng)價(jià)等工作。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會(huì)現(xiàn)已出版20余條國(guó)內(nèi)智慧城市建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如《新型智慧城市評(píng)價(jià)指標(biāo)》（GB/T 33356-2016）、《智慧城市技術(shù)參考模型》（GB/T 34678-2017）、《面向智慧城市的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用指南》（GB/T 36620-2018）等[20]。這些標(biāo)準(zhǔn)從智慧城市頂層設(shè)計(jì)、總體框架、技術(shù)模型、項(xiàng)目實(shí)施、基本術(shù)語(yǔ)、評(píng)價(jià)指標(biāo)等方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，為智慧城市的發(fā)展提供保障。

總體而言，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像出現(xiàn)時(shí)間較晚，針對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的研究已經(jīng)從理論向?qū)嵶C逐步發(fā)展，實(shí)踐中缺少城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的應(yīng)用范例，對(duì)于城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的研究還未有開(kāi)展。智慧城市標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)具有參考意義，可參照智慧城市的標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成與覆蓋范圍進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建。

2.2 總體框架

首先，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系總體框架對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的構(gòu)建原則、流程方法、目標(biāo)對(duì)象、使用范圍及編碼體系進(jìn)行全面覆蓋。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的建設(shè)需要建立規(guī)范統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。這些標(biāo)準(zhǔn)可以從城市數(shù)據(jù)的生產(chǎn)、收集、組織、檢索及分析挖掘等各個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)，對(duì)城市畫(huà)像相關(guān)的數(shù)據(jù)化工作進(jìn)行規(guī)范。其次，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像采取分面思想進(jìn)行建模，主要依據(jù)城市職能以及城市運(yùn)行機(jī)制，從智慧城市一體化的基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)狀況、社會(huì)公共服務(wù)以及城市創(chuàng)新能力4個(gè)維度制定城市數(shù)據(jù)畫(huà)像關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。其中，針對(duì)基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)體系，從人居、地產(chǎn)、環(huán)保、交通等維度進(jìn)行細(xì)分;針對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)狀況標(biāo)準(zhǔn)體系，從經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、收入支出等維度進(jìn)行細(xì)分;針對(duì)社會(huì)公共服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系，從教育、衛(wèi)生、文化、政務(wù)等維度進(jìn)行細(xì)分;針對(duì)城市創(chuàng)新能力，從科技、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和信息等維度進(jìn)行細(xì)分，融合現(xiàn)有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建出涵蓋以上4個(gè)方面的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像重點(diǎn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。最后，針對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像建設(shè)與實(shí)施過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)需求，在構(gòu)建重點(diǎn)分面標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，構(gòu)建覆蓋城市數(shù)據(jù)畫(huà)像多個(gè)維度的系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，覆蓋城市數(shù)據(jù)畫(huà)像建設(shè)與實(shí)施的關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)與技術(shù)環(huán)節(jié)。具體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要包括：城市空間數(shù)據(jù)應(yīng)用分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)、城市數(shù)據(jù)生成與發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、城市數(shù)據(jù)應(yīng)用成像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、城市數(shù)據(jù)畫(huà)像匹配與標(biāo)識(shí)規(guī)范、城市性格數(shù)據(jù)抽取與定義規(guī)范、城市數(shù)據(jù)畫(huà)像呈現(xiàn)以及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。具體如圖1所示。

2.3 分面標(biāo)準(zhǔn)制定

城市是一個(gè)復(fù)雜巨系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)畫(huà)像，需要按照不同分面開(kāi)展。因此，對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建需要按照分面標(biāo)準(zhǔn)制定。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像分面標(biāo)準(zhǔn)制定需要對(duì)城市各分面的功能及變遷進(jìn)行解析，把握城市各分面建模的核心理念、實(shí)現(xiàn)路徑以及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，全面感知與獲取各分面相關(guān)的靜態(tài)、實(shí)時(shí)城市數(shù)據(jù)，在充分借鑒有關(guān)智慧城市國(guó)家體系建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)制定政策及統(tǒng)一的參考模型基礎(chǔ)上，面向城市的不同行業(yè)分面，運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法構(gòu)建由基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、綜合標(biāo)準(zhǔn)以及專(zhuān)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)等各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)綜合體框架;并依據(jù)“行業(yè)主管部門(mén)主導(dǎo)與審核、專(zhuān)家評(píng)估與審查、各方參與”的機(jī)制建立各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，最終搭建重點(diǎn)適當(dāng)、全面完整、配套協(xié)調(diào)的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像分面標(biāo)準(zhǔn)體系。

從宏觀整體層面，分析與整合不同分面之間及各分面內(nèi)部中不同應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)等，提煉共性、優(yōu)化組合，構(gòu)建城市數(shù)據(jù)畫(huà)像建設(shè)的技術(shù)性、應(yīng)用性和服務(wù)性標(biāo)準(zhǔn)化體系，為適時(shí)開(kāi)展智慧城市建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供規(guī)范性指導(dǎo)。強(qiáng)化關(guān)鍵性前沿標(biāo)準(zhǔn)的介入理念，深入細(xì)分各分面重點(diǎn)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化體系。例如，針對(duì)城市現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化，研究制定流通消費(fèi)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展金融、現(xiàn)代物流、高端商務(wù)、科技信息、會(huì)展等領(lǐng)域生產(chǎn)服務(wù)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定;加快現(xiàn)代商貿(mào)、度假旅游、文化創(chuàng)意、健康養(yǎng)老、休閑體育等領(lǐng)域生活服務(wù)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定，修訂完善現(xiàn)有地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，構(gòu)建具有地方特色的生活服務(wù)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系;研究制定區(qū)域性交易平臺(tái)、跨境電商等新型商業(yè)模式的交易流程、服務(wù)規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、金融、文化、旅游相互融合發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)研究;積極參與城市標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新聯(lián)盟工作，深入推進(jìn)國(guó)家電子商務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化示范城市建設(shè)，開(kāi)展國(guó)家跨境電子商務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化試點(diǎn)等;針對(duì)城市科技服務(wù)領(lǐng)域，加強(qiáng)核心共性關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究與開(kāi)發(fā)，支持形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn);開(kāi)展科技成果、專(zhuān)利與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)化試點(diǎn)等。

從微觀層面，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像分面標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建路徑按照城市各分面功能與變遷解析、數(shù)據(jù)感知與獲取、標(biāo)準(zhǔn)綜合體框架構(gòu)建、各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制定關(guān)鍵步驟過(guò)程構(gòu)成。標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的主要內(nèi)容按照共性標(biāo)準(zhǔn)提煉與重組，關(guān)鍵前沿標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化與強(qiáng)化的思路進(jìn)行構(gòu)建。其中，結(jié)合城市不同分面相關(guān)領(lǐng)域的特點(diǎn)、職能要求等，構(gòu)建面向城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的評(píng)價(jià)模型以及不同分面標(biāo)準(zhǔn)下的基礎(chǔ)指標(biāo)體系，制定各標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)體系的總體框架、一級(jí)指標(biāo)、二級(jí)指標(biāo)、三級(jí)指標(biāo)等評(píng)價(jià)要素及分項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)立原則、設(shè)立要求和描述要求。針對(duì)不同級(jí)別指標(biāo)明確其釋義及適用范圍，進(jìn)一步采用專(zhuān)家咨詢(xún)法、層次分析法（AHP法）、模糊綜合評(píng)判法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等，對(duì)指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與實(shí)證篩選;計(jì)算出評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度、相關(guān)度和鑒別度，最終形成具有科學(xué)性、可操作的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)體系。綜上所述，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像分面標(biāo)準(zhǔn)制定框架如圖2所示。

2.4 評(píng)估體系與推廣

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的建立與實(shí)施對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像開(kāi)展具有指導(dǎo)作用，其應(yīng)用效果需要進(jìn)行評(píng)估。對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)估，是開(kāi)展城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建研究的必要環(huán)節(jié)。在城市數(shù)據(jù)畫(huà)像體系評(píng)估中，應(yīng)結(jié)合城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)的不同用戶(hù)，綜合考慮技術(shù)指標(biāo)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的多個(gè)維度構(gòu)建多層級(jí)的應(yīng)用效果動(dòng)態(tài)評(píng)估基礎(chǔ)指標(biāo)體系，確定各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)價(jià)要素和設(shè)置要求、原則?？刹捎脤?zhuān)家咨詢(xún)法、層次分析法等方法對(duì)指標(biāo)體系進(jìn)行定性與定量規(guī)劃、指標(biāo)權(quán)重設(shè)定。針對(duì)評(píng)估定量指標(biāo)，結(jié)合城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)的用戶(hù)信息采集機(jī)制和外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入等方法，實(shí)現(xiàn)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)跟蹤機(jī)制，從而構(gòu)建科學(xué)、合理、自動(dòng)化的定性與定量相結(jié)合的應(yīng)用效果評(píng)估體系。在城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)的建設(shè)中，可根據(jù)城市化、城市信息化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地域等特征調(diào)研并選擇國(guó)內(nèi)多個(gè)典型代表城市，通過(guò)對(duì)接城市外部信息系統(tǒng)、本地化系統(tǒng)配置等方式，為各個(gè)城市建立示范性的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)。在平臺(tái)建設(shè)后，跟蹤示范化應(yīng)用過(guò)程中由于數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)格式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范、安全規(guī)范等差異造成的標(biāo)準(zhǔn)沖突，探索并記錄沖突解決方法，優(yōu)化既有標(biāo)準(zhǔn)體系;從多個(gè)典型城市示范平臺(tái)中總結(jié)共性標(biāo)準(zhǔn)缺失現(xiàn)象，研制缺失標(biāo)準(zhǔn)，彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)體系不足，結(jié)合既有標(biāo)準(zhǔn)修正和缺失標(biāo)準(zhǔn)彌補(bǔ)，形成較為完備的標(biāo)準(zhǔn)體系調(diào)試與完善機(jī)制。

同時(shí)，利用提出的標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用效果評(píng)估指標(biāo)體系，建立面向平臺(tái)建設(shè)和平臺(tái)運(yùn)行的全周期平臺(tái)效果監(jiān)測(cè)機(jī)制。針對(duì)示范平臺(tái)效果評(píng)價(jià)長(zhǎng)效歷史數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘等方法，分析不同示范平臺(tái)的效果共性、差異、變化模式等方面，并預(yù)測(cè)各平臺(tái)效果走勢(shì)。針對(duì)不同類(lèi)型用戶(hù)，收集平臺(tái)使用信息反饋，整理平臺(tái)評(píng)估信息反饋。通過(guò)專(zhuān)家研討、用戶(hù)座談等方法，深度剖析應(yīng)用示范平臺(tái)所達(dá)到的預(yù)期效果以及形成的社會(huì)效益，揭示示范平臺(tái)宏觀運(yùn)行價(jià)值。根據(jù)所提出的效果評(píng)價(jià)體系評(píng)估特定城市的平臺(tái)應(yīng)用效果，在指標(biāo)層面進(jìn)行深入分析并給出有針對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用路徑，提升城市數(shù)字畫(huà)像的應(yīng)用能力，以及提出城市管理改進(jìn)對(duì)策，檢驗(yàn)該對(duì)策有效性，從而支撐城市管理和規(guī)劃。同時(shí)，對(duì)多個(gè)示范平臺(tái)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，形成城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用典范和標(biāo)桿，梳理城市數(shù)字畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系實(shí)施的最佳實(shí)踐方法，為標(biāo)準(zhǔn)大范圍實(shí)施應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)、探索路徑，為下一步城市數(shù)字畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系推廣提出具體建議。

以標(biāo)準(zhǔn)在大中型城市中實(shí)施為出發(fā)點(diǎn)，利用標(biāo)準(zhǔn)中所涉及規(guī)范設(shè)計(jì)，采用科學(xué)評(píng)估方法，制定合理評(píng)估指標(biāo)體系，在進(jìn)行城市規(guī)劃水平評(píng)估的同時(shí)，也對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化與規(guī)范化進(jìn)行評(píng)估。開(kāi)展城市數(shù)字畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)用示范研究，提出城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的應(yīng)用效果評(píng)估體系，以測(cè)度城市數(shù)據(jù)畫(huà)像反映城市性格和動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況的能力。將示范性平臺(tái)應(yīng)用于不同類(lèi)型或功能定位的典型城市中，并給出針對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn)體系調(diào)試和修正方案以完善標(biāo)準(zhǔn)體系，并驗(yàn)證其適用性。同時(shí)，借助城市數(shù)據(jù)畫(huà)像示范平臺(tái)，探索城市數(shù)據(jù)畫(huà)像在現(xiàn)代城市規(guī)劃與管理中的作用與意義。與國(guó)際同類(lèi)型城市比較，明確不同城市在管理方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面存在的異同，以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)不同城市差異的主要原因和影響因素，從而制定出針對(duì)不同城市進(jìn)行數(shù)據(jù)畫(huà)像的本土化標(biāo)準(zhǔn)修訂方案。另外，開(kāi)展城市數(shù)據(jù)畫(huà)像規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)體系適應(yīng)性提升對(duì)策的相關(guān)應(yīng)用研究，從而將標(biāo)準(zhǔn)所提出的對(duì)策應(yīng)用到不同的城市規(guī)劃與建設(shè)中，通過(guò)觀察和評(píng)估特定指標(biāo)在連續(xù)年份、月份內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的合理性和科學(xué)性。

3 城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的實(shí)施路徑

基于對(duì)智慧城市建設(shè)中多源時(shí)空數(shù)據(jù)認(rèn)知及其應(yīng)用規(guī)律，面向國(guó)家城市群發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，以城市規(guī)劃頂層設(shè)計(jì)的視角，系統(tǒng)研究城市數(shù)據(jù)畫(huà)像內(nèi)涵與應(yīng)用、城市數(shù)據(jù)畫(huà)像方法體系與核心支撐技術(shù)，在智慧城市與城市信息模型等相關(guān)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)與應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研基礎(chǔ)之上，充分探討城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，是城市畫(huà)像實(shí)施路徑研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。為此，通過(guò)城市數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行評(píng)估，基于城市數(shù)據(jù)畫(huà)像規(guī)劃與建設(shè)總體設(shè)想，構(gòu)建基于數(shù)據(jù)畫(huà)像的城市空間架構(gòu)的多維復(fù)合模型，進(jìn)而凝練出城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的規(guī)劃與設(shè)計(jì)路線，初步探討基于標(biāo)準(zhǔn)化視域的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施路徑。其中，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施具體包括城市數(shù)據(jù)畫(huà)像需求分析、城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建、城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)建設(shè)與應(yīng)用示范研究3部分。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系貫穿整個(gè)實(shí)施路徑之中，對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的實(shí)施路徑進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，保證各個(gè)環(huán)節(jié)在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系下開(kāi)展。

3.1 城市數(shù)據(jù)畫(huà)像需求分析

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像需求分析是城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施首先要開(kāi)展的任務(wù)，要在城市數(shù)據(jù)畫(huà)像相關(guān)利益方需求明細(xì)的前提下開(kāi)展城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的實(shí)施。需要在實(shí)踐中按照城市數(shù)據(jù)畫(huà)像重點(diǎn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，按照不同城市組件進(jìn)行城市數(shù)據(jù)的調(diào)查與獲取，從城市參與者的需求出發(fā)，構(gòu)建城市數(shù)據(jù)畫(huà)像建設(shè)的目標(biāo)與任務(wù)。

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像可以為城市智能化管理提供輔助，需求是城市數(shù)據(jù)畫(huà)像開(kāi)展的基本動(dòng)力。開(kāi)展城市數(shù)據(jù)畫(huà)像建設(shè)，首先需要深度調(diào)研我國(guó)智慧城市建設(shè)背景下的城市數(shù)據(jù)資源應(yīng)用現(xiàn)狀及其面向具體領(lǐng)域所產(chǎn)生的實(shí)際效用，挖掘數(shù)據(jù)環(huán)境深刻變化與網(wǎng)絡(luò)空間治理為城市數(shù)據(jù)化、智慧化創(chuàng)新發(fā)展所提出的新要求，調(diào)查分析現(xiàn)有的智慧城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、CIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所涵蓋的領(lǐng)域和內(nèi)容，提出面向國(guó)家頂層設(shè)計(jì)和宏觀規(guī)劃所需的城市數(shù)據(jù)空間建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)需求。其次，將數(shù)據(jù)資源視為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與協(xié)調(diào)創(chuàng)新的戰(zhàn)略性資源。從數(shù)據(jù)資源規(guī)劃利用角度，選取典型城市調(diào)查其網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、行業(yè)/產(chǎn)業(yè)/領(lǐng)域數(shù)據(jù)應(yīng)用方式、數(shù)據(jù)資源應(yīng)用環(huán)境，評(píng)估數(shù)據(jù)資源在城市建設(shè)發(fā)展中的實(shí)際作用。最后，從數(shù)據(jù)流管理角度，調(diào)查研究典型城市數(shù)據(jù)資源的形成維度、數(shù)據(jù)資源的生成機(jī)制，以及數(shù)據(jù)處理流程中的抽取與采集、集成分析、應(yīng)用呈現(xiàn)等現(xiàn)狀，通過(guò)調(diào)研現(xiàn)狀分析城市數(shù)據(jù)治理的現(xiàn)狀和主要問(wèn)題，為城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的實(shí)現(xiàn)提供資源支持，通過(guò)對(duì)城市發(fā)展政策制定者、城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)實(shí)施者、城市發(fā)展核心利益相關(guān)者的需求調(diào)研，構(gòu)建CIM標(biāo)準(zhǔn)體系的主要維度與關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，為城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的建設(shè)提供指導(dǎo)。

3.2 城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的構(gòu)建是城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施路徑的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)畫(huà)像的核心方法與技術(shù)均在此環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范群正是面向該環(huán)節(jié)而構(gòu)建的。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系中面向城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范群規(guī)范了城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建各個(gè)環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建既服務(wù)于城市規(guī)劃與國(guó)家戰(zhàn)略需求頂層設(shè)計(jì)，也扎根于城市數(shù)據(jù)空間中的泛在數(shù)據(jù)源?；诔鞘行愿穹治龅确椒ǎM(jìn)行內(nèi)容豐富、應(yīng)用敏捷、服務(wù)智能的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像整體設(shè)計(jì)，并系統(tǒng)研究城市規(guī)劃，從資源、功能、應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)等維度驗(yàn)證規(guī)劃的可行性，面向城市發(fā)展需求設(shè)計(jì)具體的實(shí)施方案（標(biāo)準(zhǔn)），進(jìn)而通過(guò)城市空間構(gòu)建與治理滿(mǎn)意度評(píng)估進(jìn)行效用反饋。

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像構(gòu)建需要在把握城市數(shù)據(jù)畫(huà)像內(nèi)涵界定的基礎(chǔ)之上，基于資源獲取與利用的方法，設(shè)計(jì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像可實(shí)現(xiàn)的核心功能與延伸功能，進(jìn)而提出承載功能實(shí)現(xiàn)的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)架構(gòu)。其內(nèi)容包括：根據(jù)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的功能模式研究其應(yīng)用領(lǐng)域和具體功能實(shí)現(xiàn)，研究城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的核心共性技術(shù)和面向具體應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)技術(shù)，為功能及應(yīng)用落地提供支撐;通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系設(shè)計(jì)等內(nèi)容為城市數(shù)據(jù)畫(huà)像提供保障;最終實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像功能設(shè)計(jì)、應(yīng)用實(shí)施、關(guān)鍵技術(shù)、保障體系的整體規(guī)劃建設(shè)，如圖3所示。

具體而言，基于信息科學(xué)、空間科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等相關(guān)學(xué)科理論與技術(shù)，以分面建模的方式進(jìn)行城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的構(gòu)建。城市數(shù)據(jù)畫(huà)像可以按照數(shù)據(jù)采集、分類(lèi)整合、數(shù)據(jù)指標(biāo)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)體系建立、畫(huà)像構(gòu)建、平臺(tái)建設(shè)的路徑開(kāi)展。在數(shù)據(jù)采集中，首先應(yīng)該按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼格式規(guī)范，將3S（地理信息系統(tǒng)GIS、遙感技術(shù)RS、全球定位系統(tǒng)GPS）數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和一體化管理，為城市數(shù)據(jù)化基礎(chǔ)布局提供基礎(chǔ)地理信息支持;在數(shù)據(jù)分類(lèi)整合中，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)共享單元，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、整合、清洗為主要技術(shù)核心，制定統(tǒng)一存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)交換接口，保證數(shù)據(jù)一致

性、正確性與完整性，為城市數(shù)據(jù)化核心框架提供數(shù)據(jù)組織保障;在參照標(biāo)準(zhǔn)和融合指標(biāo)設(shè)計(jì)中，應(yīng)結(jié)合需求調(diào)研，對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像涉及的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)考核指標(biāo)，根據(jù)統(tǒng)一的指標(biāo)體系進(jìn)行城市分面評(píng)價(jià);最后，在分面融合指標(biāo)和指標(biāo)體系基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)展示，實(shí)現(xiàn)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的構(gòu)建。

3.3 城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)建設(shè)

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)建設(shè)是城市數(shù)據(jù)畫(huà)像走向應(yīng)用的環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)需要在跨地域、跨行政級(jí)別的城市場(chǎng)景中開(kāi)展。面向全國(guó)范圍的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)建設(shè)尤其需要標(biāo)準(zhǔn)體系的支持，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與功能協(xié)調(diào)，需要有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)建設(shè)進(jìn)行規(guī)范。因此，城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)建設(shè)十分重要。

城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)是一個(gè)與城市電子政務(wù)系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)、智慧城市系統(tǒng)等外部系統(tǒng)高度交互和協(xié)同的復(fù)雜性系統(tǒng)。因此，在構(gòu)建城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)之前，需要制定出嚴(yán)密的整體建設(shè)方案，以保障城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)的順利實(shí)施。該系統(tǒng)首先應(yīng)同時(shí)兼具檢驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系的功能，在明確平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)定位基礎(chǔ)上，需要調(diào)研項(xiàng)目建設(shè)模式，分析不同模式建設(shè)的成本、復(fù)雜度、可行性等，確定項(xiàng)目建設(shè)模式。其次，選取城市數(shù)據(jù)畫(huà)像不同分面模型的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)流分析方法，從數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程等角度剖析數(shù)據(jù)在整個(gè)系統(tǒng)生命周期的特點(diǎn)，形成面向數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與處理流程方案。然后，結(jié)合平臺(tái)對(duì)計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力的需求，從PaaS、SaaS、IaaS等云平臺(tái)中確定平臺(tái)選型以支持大數(shù)據(jù)計(jì)算與存儲(chǔ)的需求，從運(yùn)行穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性等角度綜合考慮分析確定詳細(xì)的技術(shù)選型，形成平臺(tái)建設(shè)的整體技術(shù)框架。另外，需要對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)的不同類(lèi)型終端用戶(hù)（包括政府、企業(yè)、公眾等）進(jìn)行隨機(jī)抽樣，運(yùn)用深度訪談、座談、問(wèn)卷調(diào)查等方法收集用戶(hù)對(duì)于城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的具體需求，采用質(zhì)性研究方法進(jìn)行需求分析，整理形成終端用戶(hù)的需求文檔。最后，借助企業(yè)資源規(guī)劃方法，在城市數(shù)據(jù)畫(huà)像分面標(biāo)準(zhǔn)體系等數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下，形成城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)粗粒度規(guī)劃。

按照軟件工程的思想，系統(tǒng)建設(shè)包含從整體方案設(shè)計(jì)、平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)、平臺(tái)研發(fā)與評(píng)估3部分，如圖4所示。其中，整體建設(shè)方案按照數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)，從建設(shè)模式、數(shù)據(jù)流程、技術(shù)框架3個(gè)方面對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像平臺(tái)建設(shè)展開(kāi)調(diào)研與研究，以支撐整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)，把握項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)原則與建設(shè)思想，從業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的關(guān)系梳理，到技術(shù)方案的選擇，整體上做出考慮。平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)從終端用戶(hù)和資源規(guī)劃兩方面出發(fā)，根據(jù)管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)路徑依次進(jìn)行系統(tǒng)需求調(diào)研，系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)和系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)，從業(yè)務(wù)流程上對(duì)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行劃分與實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。平臺(tái)的研發(fā)與評(píng)估則重點(diǎn)關(guān)注平臺(tái)研發(fā)路徑的選擇，根據(jù)敏捷開(kāi)發(fā)的思路進(jìn)行系統(tǒng)原型搭建，快速響應(yīng)用戶(hù)需求，并對(duì)涉及數(shù)據(jù)畫(huà)像的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究。最后，設(shè)計(jì)系統(tǒng)評(píng)估指標(biāo)，對(duì)設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，以保證系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的相關(guān)功能。同時(shí)，系統(tǒng)建設(shè)要在城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的指導(dǎo)下開(kāi)展，要根據(jù)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系中的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范展開(kāi)設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

4 總 結(jié)

本文從城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的內(nèi)涵特征、現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的探討出發(fā)，結(jié)合智慧城市建設(shè)與三元世界理論，討論基于城市畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像建設(shè)基本路徑。文章提出標(biāo)準(zhǔn)體系框架，并按照分面原則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估體系的建立與實(shí)施進(jìn)行探討，并對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像標(biāo)準(zhǔn)體系的應(yīng)用與推廣進(jìn)行討論。基于標(biāo)準(zhǔn)體系的城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施路徑包含需求分析、構(gòu)建方法、平臺(tái)建設(shè)等主要內(nèi)容。在城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施路徑的各個(gè)環(huán)節(jié)均需要按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)施，保證城市數(shù)據(jù)畫(huà)像系統(tǒng)的開(kāi)放性與適應(yīng)性。

本文的不足之處在于僅在理論上從宏觀角度對(duì)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像實(shí)施的路徑及標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)展開(kāi)論述，未采用實(shí)驗(yàn)等方法在具體實(shí)踐問(wèn)題上展開(kāi)研究。在未來(lái)的工作中，擬計(jì)劃從實(shí)驗(yàn)的角度展開(kāi)城市數(shù)據(jù)畫(huà)像的總體框架及方法研究，利用實(shí)際城市數(shù)據(jù)進(jìn)行城市畫(huà)像“繪制”，擬重點(diǎn)探索城市相關(guān)的社交媒體數(shù)據(jù)與城市運(yùn)行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分布狀態(tài)，開(kāi)展城市相關(guān)數(shù)據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研、數(shù)據(jù)采集與融合方法、城市畫(huà)像標(biāo)簽化提取方法等研究工作。

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（責(zé)任編輯：陳 媛）

收稿日期：2021-08-20

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“國(guó)家安全大數(shù)據(jù)綜合信息集成與分析方法”（項(xiàng)目編號(hào)：71790612）。

作者簡(jiǎn)介：劉學(xué)太（1986-），男，博士研究生，研究方向：信息資源管理、數(shù)據(jù)畫(huà)像。巴志超（1990-），男，講師，研究方向：知識(shí)網(wǎng)絡(luò)與知識(shí)服務(wù)。李綱（1966-），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)與信息組織。