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1、“数字城市”建设研究以“数字濮阳”为例 1、“数字城市”建设研究的背景和意义数字地球的提出是建立在人类科学技术发展成果的基础上，有其深刻的社会、经济背景。1.1国际背景。数字地球由美国副总统戈尔于1998年首次提出，这标志着地球信息科学的发展跨入了新阶段，是对地理空间基础设施建设理论的总结和升华。地理信息科学等学科的发展为数字地球的产生打下了理论基础；对地观测系统和计算机网络的发展为数字地球提供了技术支持；全球变化和可持续发展的研究对数字地球的出现起到了推动作用。1.2国内背景。我国学者认识到数字地球战略是推动我国信息化建设和社会经济、资源环境可持续发展的重要武器后，国家测绘局、国务院信息化工
2、作办公室联合印发了关于加强数字中国地理空间框架建设与应用服务的指导意见。“数字中国”、“数字城市”成了国内学者研究的热门课题，也是推动信息化、拉动经济增长的旗帜。截至目前，全国已有近120个城市开展了数字城市试点和推广应用工作。濮阳在“数字河南”的大潮下，继郑州、信阳、鹤壁等市地理空间框架建设之后，被省测绘局确定为地理空间框架建设城市。因此，建设濮阳地理空间信息基础设施，把“数字濮阳”熔入到“数字河南”的建设中去，势在必行。1.3数字城市建设的意义。数字城市建设能有力促进我国地理空间基础设施共享和广泛应用，充分发挥地理空间信息在国民经济、信息化以及经济结构调整中的作用，为相关产业的发展创造条件
3、。同时，数字城市建设在虚拟交往、打击犯罪、保护生态、环境测报、农业病虫害防治等方面都有较广泛的用途。2、濮阳辖区地理空间基础设施现状首先，我市积累了一些北京54和西安80坐标成果。近几年，随着以地理信息系统（GIS）、卫星定位系统（GPS）和遥感（RS）技术为主的“3S”技术在我市的推广应用，先后完成了濮阳市D级GPS三维空间大地控制网点200个，E级GPS控制网点200个，城区加密1、2级导线网点500个，三、四等水准网600公里；完成市区160平方公里的数码航摄，施测市区1：1000地形图600幅；刚刚结束的全国第二次土地调查使我市的地籍数据得到更新，形成濮阳辖区1：1万地籍图380幅、1
4、：1000城镇地籍图2300幅，并进行了数字化，建立了数据库。把地籍数据与基础测绘数据的有效整合使基础测绘成果得到更新。技术力量和设备方面，我市已拥有各类地理信息采集仪器设备6000多套、技术水平较强的乙级专业队伍3家丙级专业队伍15家丁级专业队伍8家 ，这使得地理空间信息获取、加工、服务的工艺得到改善，效率得到提高，设备得到更新。同时我市各级政府基础测绘经费投入逐年增加，为 “数字濮阳”提供了财力支撑。3、“数字城市”的建设目标按照“需求牵引，设计统一，共同投资，资源共享”的原则，建立地理空间框架的基础设施、应用服务平台、保障体系以及示范工程；建立数据与系统维护更新的运行机制，实现多尺度、多
5、分辨率、现势性强的基础地理信息数据的全市覆盖与动态更新，为经济社会信息化和电子政务提供标准的地理空间基础平台，为政府和全社会准确及时地提供三维空间定位数据、基础地理信息数据及其应用服务。4、“数字城市”建设的内容“数字城市”建设共分为四个部分：基础数据采集与更新、数据交换网络体系、规范和标准协议、运作机构。4.1基础数据的采集与更新4.1.1数据。表示地理现象的空间数据可以细分为：类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据。类型数据包括测量控制点、独立地物、管线垣栅、境界、交通、水系等；面域数据包括居民点、地表覆盖区域、土地利用类型等；网络数据包括道路交点、街道和街区
6、等；样本数据包括气象站、航线和野外样方的分布区域等；曲面数据包括高程点、等高线和等值区域等；文本数据包括地理信息注记、文化内容的添加、人文信息等；符号数据包括点状符号、线状符号、面状符号等。4.1.2数据的采集。基础数据的采集要保证地理信息数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数据逻辑一致性与正确性。目前，可用于基础数据采集的方法与技术很多，手扶跟踪数字化、其他数据转换、键盘录入、鼠标录入、测量设备采集、自动化扫描、遥感等，自动化扫描和遥感数据集成最为人们所关注。扫描技术的应用与改进，实现扫描数据的自动化编辑与处理仍是基础数据生产的主要关键技术。4.1.3数据的更新。对不断采集的“4D”（数字
7、正射影像图DOM、数字高程模型DEM、数字线划图DLG、数字栅格地图DRG）数据要进行复合与专题加工，实现数据生产更新与交换的自动化，并能与其他不同尺度的数据库具有良好的衔接。数据更新要最大限度地保证基础地理信息的现势性、广泛性。4.1.4数据成果。基础地理空间数据主要以数据库的形式存在和应用。基础地理空间数据库具体是指以自然、人文、经济和环境等核心地理要素为基本内容，把其空间位置、形状特征和相互关系的矢量或栅格数据模型。用户可通过对空间数据库检索，获取所需要的地理空间信息，进行空间分析、模拟和决策。濮阳市基础地理空间数据库主要有：测绘基准数据库、数字高程模型（DEM）数据库、核心地形要素（D
8、LG）数据库、数字正射影像（DOM）数据库、地名数据库、元数据库。4.2数据交换网络体系数据交换网络体系是在技术标准和通信协议以及硬、软件支持下的实际运行系统。为使各类用户能够较为方便地获取和交换所需的数字城市信息，应建立军事和地方数字城市信息分发系统，通过互联网向各类用户发布空间数据基础设施产品目录和数据描述，包括信息类、比例尺、内容、数据量、投影、记录格式和等级，交换站可通过网上浏览、查询所需的三维图像和信息。数据交换网络体系应建立在一个基于局域网的并具备数据导入、导出、编辑、查询、统计、模拟输出、更新、日志和监控等常规功能的大型空间数据管理系统。通常的管理平台应当选用大型成熟的商用地理信
9、息系统软件，例如数据库软件Oracle和地理信息系统平台ArcGIS。空间数据管理系统主要包括工程管理、数据管理、图层管理、查询定位、数据浏览、数据处理工具、用户管理、日志管理、界面管理、用户帮助、打印输出共11项功能，构成数字濮阳权威、标准、唯一的地理信息系统。4.3规范和标准协议数字濮阳地理空间框架建设应执行国家和省制定的统一标准和规范。在某些工序没有标准规范时应根据濮阳市实际制订可行的技术标准，待国家下发新的技术标准后应符合新的国家标准，这有利于未来信息共享。综合考虑本市基础情况和工作内容，须参考下列标准：1：500，1：1000，1：2000比例尺地形图航空摄影规范（GB/T6962-
10、2005）、1:500、1:1000、1:2000地形图图式（GB/T 20257.2-2006）、1:500、1:1000、1:2000地形图要素分类与代码（GB/T 20257.2-2006）、国家基本比例尺地形图分幅和编号GB/T139891992、1:10000基础地理信息数据生产与建库总体技术纲要、1:500地形图、地籍图中间格式数据分层、编码及属性标准、1:1000地形图、地籍图中间格式数据分层、编码及属性标准、1:5000地形图、地籍图中间格式数据分层、编码及属性标准、1:500地形图数据、地籍数据中间数据格式标准、1:1000地形图数据、地籍数据中间数据格式标准、1:5000地
11、形图数据、地籍数据中间数据格式标准、航空摄影测量方法获取基础地理数据、地籍数据技术规程、全野外测量方法获取地形图数据、地籍数据技术规程。在采用国家、行业和河南省相关标准和规范文件的基础上，针对濮阳市实际情况，要形成适合地方特色、满足实际需求、可操作性强、能够切实指导数字濮阳的技术规程。具体包括数字濮阳地理空间框架数据采集、表达形式、数据库设计、管理以及标准规程，包括数据内容分类与编码规程、数据采集规程、数据库建设规程、图式符号规程、应用平台建设技术规程等。4.4运作机构建立健全数字城市的运作机构，加强数字城市空间基础设施统一管理、统一运作，数字濮阳的运作机构包括：协调组织、管理维护机构、组织实
12、施机构。4.4.1协调组织。数字濮阳地理空间框架建设领导小组为一级工作组。该工作组由国家测绘局、河南省测绘局、濮阳市人民政府相关领导组成。主要负责横向与纵向协调及相关经费筹措，同时对数字濮阳涉及的工作范围、内容、产品模式以及应用领域等重大技术问题进行决策。4.4.2管理维护机构。成立濮阳市基础地理信息中心，负责研究、论证空间信息基础设施、地理信息系统建设和发展的优先领域、重点项目重大问题；组织数字城市地理空间框架建设；制定相关空间信息基础设施建设工程实施方案；指导各县区空间信息基础设施建设和地理信息产业的发展，指导“数字濮阳”各应用系统规范有序的开发。4.4.3组织实施机构。成立二、三级工作组
13、。总体组为第二级工作组。总体组由河南省基础地理信息中心和濮阳市基础地理信息中心抽调人员组成。总体组在正确领会领导小组的指导思想的基础上，编制具有前瞻性、示范意义、可操作的总体设计方案，同时对各个具体实施方案进行审核和评价，提出可行的解决方案。技术实施组为第三级工作组，主要负责具体实施方案的制定，并进行具体项目的落实和实施。5、“数字城市”的主要成果 数字濮阳的主要成果有：地理信息公共平台、基础地理空间数据库、应用示范系统。5.1地理信息公共平台。地理信息公共平台是基于网络环境下的应用服务平台，包括政务应用服务平台、公众应用服务平台。政务应用服务平台为基础空间数据共享、为行业专题数据集中与交换提
14、供服务。而公众信息服务平台是针对公众服务的应用系统提供技术支撑的软件开发平台。通过该平台可快速开发各类公众服务应用系统：如公众查询、地名服务、交通、城市管理等服务系统。5.2基础地理空间数据库。濮阳市基础地理空间数据库主要包括以下库体：测绘基准数据库、数字高程模型（DEM）数据库、核心地形要素（DLG）数据库、数字正射影像（DOM）数据库、地名数据库、元数据库。以上这些库体通过空间数据库管理平台进行数据导入、导出、编辑、查询、统计、模拟输出、更新、日志和监控等，实现互通互融，共同向用户提供服务。5.3应用示范系统。数字濮阳建设的应用示范系统包括：濮阳市公众信息服务系统、矿产资源管理系统、国土资
15、源数字执法系统、人防地理信息系统、公路管理信息系统、地价信息系统。除了上述典型示范工程以外，该框架还可以广泛应用于环保、地矿、土地、气象、地震、水利、交通、电力、海洋、石油、通信、公安、农业、林业、卫生、航天、科研、教育等各个领域，作为各种行业应用系统的基础平台。总之，只要是与地理空间信息相关的专业领域均可在“濮阳市空间数据基础平台”之上建立各自的专业GIS应用信息系统。如何科学地运用基础地理空间数据库建设各类专题GIS应用系统，如何按照共建共享原则进行部门间数据交换，如何有效地进行基础地理信息空间数据的保密管理等等，是项目进一步发展中亟待深入研究的几个重大问题。我们相信，随着信息化浪潮的不断冲击，新技术、新理念、新思维、新制度会不断涌现；一个功能强大的数字濮阳不久的将来一定会展现在世人面前。参考文献：【1】乌伦等，地理信息系统，北京：科学出版社，2005【2】潘正风，杨正尧，数字测图原理与方法，武汉：武汉大学出版社，2002【3】河南测绘，2004年第二期作者简介：刘忠明，男，1974年9月生，现就职于清丰县土地整理储备中心，任工程师兼副主任，从事土地整理储备工程管理和地籍测量专业，主要完成了国家、省市土地整理项目的设计施工任务，刘红刚 男 清丰县住房和城乡建设局 工程师联系地址：清丰县政通大道西，邮编：457300，电话：13849332486，e-mile:
