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1、城市规划、建设与管理信息化的发展趋势2002-3-6 11:10:00王宏伟 （中国城市规划设计研究院，北京100037） 工业经济在20世纪得到迅速发展，伴随着20世纪的悄然离去，作为其重要标志的制造业在发达国家的GDP中的比例正日趋下降。进入21世纪，信息时代前进的步伐加快，知识经济初见端倪，传统的工业大生产模式将遭到信息经济强有力的挑战。 城市规划、建设与管理和时代密切相关。小农经济社会，生产力水平极低，中国秦砖汉瓦的宫殿式建筑成为城市建设的亮点，并闻名于全世界；工业大生产时代，科技进步，生产力水平提高，摩天大楼与高大厂房给城市增光添彩，使城市建设得到突飞猛进的发展；信息时代的到来，城市
2、规划、建设与管理如何适应这种需要呢？这是大家普遍关注的焦点问题。 一城市信息化与信息高速公路、空间数据基础设施建设 （一）“要想富，先修路”的诠释 城市信息化是对信息时代城市发展方向的描述，就象工业社会城市集聚经济造成环境污染需要园林城市一样。其本质是对物质城市及其相关现象（经济社会特征）统一的数字化重现和认识，是用数字化的手段来处理、分析和管理整个城市，促进城市的人流、物流、资金流、信息流、交通流的通畅、协调。 80年代流行的“要想富，先修路”已得到大家的认可，同样，城市要发展，也要先修路，只不过在卖向信息时代的今天，“路”的内涵和定位已与惜日不同： 路，不仅包括公路、铁路、城市道路，还必须
3、包括信息道路（信息网络）。 好路，不仅包括海、陆、空全方位的物流运输，还必须包括快速的信息流与良好的信息服务（信息高速公路）。 可见，城市信息化是以信息高速公路为主构成的信息基础设施作为基本的支撑平台，而城市规划、建设与管理的信息化则还需要空间数据基础设施作为本身的支撑平台。 （二）城市规划、建设与管理信息化的支撑平台信息高速公路和空间数据基础设施建设 1从“高速公路”到“信息高速公路” 早在1956年，美国政治家Albert Gore作为国会议员提出了“洲际高速公路”提案，并获得了议会通过。这个提案是计划建立7万多公里的连通美国各洲的高速公路。在1981年，Albert Gore之子第四十五
4、任副总统Al Gore，当时作为国会议员在美国科学与电视艺术研究院的一次讲演中，首次提出了风靡全球的信息高速公路概念，从而开拓了后来逐渐形成的构成知识经济骨干部分的互联网经济(Internet Economy)，把工业经济的基础设施“高速公路”的概念引伸到了知识经济的基础设施“信息高速公路”的概念上。所谓“信息高速公路”并不是指交通公路，而是指高速、大容量计算机通讯网络。它是通过光纤光缆、通信卫星或电缆把政府机构、科研单位、企业、图书馆、学校、商店以及家家户户的计算机连接起来，利用计算机终端、传真机、电视等终端设备，像使用电话那样方便、迅速地传递和处理信息，从而最大限度地实现信息共享。“信息高
5、速公路”所起的作用除创造丰富的物质财富外，还将深刻地改变人类的生产和生活方式。 美国总统克林顿入主白宫以后着手实施的耗资上千亿美元的“信息高速公路”计划，与肯尼迪总统当年的航天计划具有同等重要的意义。 我国的信息高速公路建设已初具规模，现已建成包括数据网、光纤骨干网、ATM异步传输模式网、SHD同步数字系列网和光纤接入网等在内的通信干线网。全国重要地信息高速公路包括： 中国公用计算机互联网（ChinaNet）：是中国电信经营管理的基于Internet网络技术的中国最大的互联网络接入和信息服务提供商。目前，ChinaNet的干线速率以2.048Mbps为主，并将逐步升至更高速率。ChinaNet
6、在北京、上海和广州设置有国际出口中继线，实现与国际Internet的互联。到1998年6月，ChinaNet国际出口带宽已达64Mbps。 中国公用分组交换数据网（CHINAPAC）：由原邮电部于1993年建成。由国家骨干网和各省（自治区、直辖市）的省内网组成，骨干网覆盖到全国各省会城市。与公用电话网互联，通过电话网可以覆盖到己开通电话的所有地区。分组网上提供的多种增值业务包括：电子信箱，可视图文，电子数据交换，数据库检索，和传真存储转发业务。 中国公用数字数据网（CHINA DDN）：利用光纤（或数字微波和卫星）数字电路和数字交叉连接设备的数字数据网。主要为用户提供永久、半永久型出租业务。该
7、网具有传输时延短，可用传输带宽范围宽（2.4-2048kbps），传输质量高，具有路由自动迂回等特点。特别适合于对传输时延要求高、信息量大的用户的要求。提供的业务有：专用电路业务（用户速率为2.4-19.6kbps），帧中继业务（用户速率为9.6-2048kbps），话音/GS传真业务，虚拟专用网。 中国教育和科研网（CERNET）：由教育部和主要高等学校联合建设的因特网业务接入和信息服务提供者。其目的是加强信息基础设施建设，提高综合国力，缩小我国与国外先进国家在信息领域的差距，改善我国教育和科研事业的基础条件，促进国内外交流，有利于人才培养；为我国计算机信息网络建设积累经验，并起示范作用。
8、2从“信息高速公路”到“空间数据基础设施” 为了在“信息高速公路”上表示和查询与城市规划、建设与管理有关的空间信息，就必须建设空间数据基础设施，它是继信息高速公路后又一重要的国家级信息基础设施建设，其主要目的是为解决空间数据上网，即在Internet-Web上运行地技术系统由于空间数据比一般数据要复杂得多、在网上传输的难度要大得多的难题而进行的单独研究。空间数据基础设施(NSDI)主要包括：地球空间数据框架、空间数据协调、管理与分发体系、空间数据交换网 站和空间数据转换标准。 地球空间数据框架是提供一个可以进行精确地、始终如一地获取、配准和集成地球空间信息的基础。此框架中包括正射影像、大地控制
9、、高程、交通、水系、政区、公用地籍以及资源、环境、社会、经济、历史记录等方面的数据。空间数据协调、管理与分发体系，是组织生产和使用地理数据的人员，建立相应的组织机构，制定有关空间数据的发展战略和政策，建立地理空间数据个人和机构间联系渠道，传输数据和开发数据库。其目标是生产和使用共用的空间地理数据集，共享和开发基础数据资源以 提高决策能力。 空间数据交换网站是一个拥有地理空间信息，在地理空间数据生产者、管理者和用户之间的 一个分布式电子网络。其用户有权决定保存哪类地理空间数据；了解数据状况(内容、质量及其它特征等)；寻找他们需要的数据；根据他们的应用项目，评价数据是否有用；尽可能经济地获取或订购
10、数据。地理空间数据生产者以各种软件工具提供电子形式的元数据(关于数据的数据)。元数据标准规定了不同地理空间数据的元数据的内容，其目的是提供一个共同的标准化的元数据术语和定义。 空间数据转换标准是一个异种计算机间空间数据转换的进程。该标准规定了带有空间参考系信息的矢量和栅格(包括格网)数据的交换约定、寻址格式、结构和内容。标准中包括概念模型、质量报告、传输组件说明和对空间要素和属性的定义。 空间数据基础设施与信息高速公路有着相互依存、相互促进、共同发展的密切关系。计算机硬件和各种应用软件好似高速公路上跑着的车，而基础地理信息好似被运载的货物。为避免出现有路没车、或有车没货的现象，应大力发展我国地
11、理信息产业，为社会提供丰富的基础空间信息和软件产品。这样既节约了开发力量和系统投资，又能最大限度地实现基础空间信息的共享。 二城市规划、建设与管理信息化的技术现状与趋势 城市规划、建设与管理信息化的核心技术为城市地理信息系统（UGIS）、数字地球（DE）、数据库、网络及电子商务技术等。 （一）城市地理信息系统发展的现状和趋势 国际上的城市地理信息系统研究始于70年代初期，经过20多年的迅猛发展，目前发达国家已将它作为城市现代化标志与重要基础设施之一，用于城市动态管理和规划发展，并将它作为对城市重大问题和突发性事件进行科学决策的现代化手段。 1城市规划、建设与管理信息化的阶段划分 城市规划、建设
12、与管理信息化的进程可分为以下三个阶段： （1）以MIS为主体结合GIS的静态的城市资源管理信息建设：如建立城市的基础地理信息数据库、地籍数据库和地下管网数据库等空间或非空间数据库，实现城市资源的计算机管理。在登录、查询、检索和图形输出等方面，比传统工作有了很大的提高。 （2）以UGIS为主体结合OA的动态规划管理信息建设：面向城市规划，推进办公自动化，加强业务运行系统的建设，扩大服务范围，提高城市动态模拟、实时监测与调控管理的能力。 （3）以“数字城市”为长远目标，面向城市可持续发展的全数字化信息系统的建设目前正在探索。这一阶段，随着城市化进程加快，城市密集区的形成，环境、交通等日趋紧张，对网
13、络化管理和动态调控的需求也日趋增加。遥感系统、全球定位系统、数据自动采集系统和Internet网络技术的结合应用，使城市动态监测管理、公众信息发布、自动辅助决策、宏观调控能力与城市持续发展等方面都产生了飞跃。 2城市地理信息系统在城市规划、建设与管理的实际工作中取得了显著效益，成为城市现代化管理的重要工具。 美国、日本、澳大利亚等许多国家在城市规划、市政工程、交通设施、公共服务、动态监测等方面都广泛地应用了UGIS。美国华盛顿特区采用34了个城市信息子系统进行城市动态管理，如交通子系统能定时发布交通状况信息，导向车辆运行。这是GIS 用于城市交通管理的成功范例。1988年法国巴黎市政府开始建设
14、城市信息系统（城市地籍和地下管线管理的GIS系统），主要用于协调城市规划和管理部门的工作。80年代初，泰国曼谷市政府、泰国电话局、曼谷市供电局和供水局建立了一个合作机构，为未来基础设施发展而共同建设UGIS。1989年9月泰国已完成覆盖曼谷市20平方公里地区的试验项目，该项目的建成，有效地提高了地下管网的管理水平，有助于减少曼谷市的交通阻塞、控制洪流、为开发者和投资者提供土地信息服务。我国香港特别行政区的建筑和土地管理部门原来采用手工管理的大量图纸和资料，已无法满足工作和社会公众的需要。现已建成一个综合型的GIS，包括基本制图、专题信息、城市规划信息和地理信息检索等子系统, 满足了港府和公众服
15、务要求。 我国城市地理信息系统研究以遥感为先导，1980年在天津和1983年在京、津、渤地区都进行了有益的探索。1989年，利用世界银行贷款正式在常州、洛阳和沙市三个中等城市进行城市规划管理信息系统子系统的研究探索和建设。1990年后，计算机技术发展迅速，随着国民经济建设和城市化进程的加快，特别在经济特区和东南沿海城市，对UGIS的需求出现了一股热潮，加大了资金和技术投入。深圳、广州等城市的UGIS建设，已进入城市管理和规划的业务应用阶段。我国在城市信息的查询、数据和信息的更新、土地规划和房地产管理等的计算机化、城市问题的分析评价与科学决策等方面，都在不同程度上借助UGIS这一先进技术，并产生
16、了非常明显的社会效益和经济效益。 3目前，国内外结合UGIS的城市数字化工作呈现出良好的发展态势，其特点、经验与问题可概括为： （1）UGIS是集规划、测量、地理、信息、管理、社会、计算机科学和应用对象知识等为一体的综合技术应用领域，目前发展迅速。 （2）UGIS在美国、加拿大、澳大利亚和德国等发达国家已成为较成熟的应用技术，取得了相当的社会和经济效益。我国已进入初级系统建设阶段。 （3）UGIS技术从环境、资源等宏观管理领域逐步向工程和工业管网等微观管理和生产管理方向发展，与经济发展日益密切结合。 （4）UGIS项目建设涉及面广、信息量大，要求基础资料完整、精度高，因而耗资较大，建设周期较长，但社会经济效益巨大。根据美国有关典型调查资料，UGIS投资回收期为8年，系统运行78年开始产生利润，投入产出比约为1：7.74。 （5）应用开发和服务是UGIS总收入中的主要部分。一般来说，应用开
