結合數字錫林浩特地理空間框架建設談數字城市建設的服務本質

寶力杰　姚姝娟　沈文慧

1.內蒙古自治區地圖院　呼和浩特　010051 2.內蒙古自治區航空遙感測繪院　呼和浩特　010010

結合數字錫林浩特地理空間框架建設談數字城市建設的服務本質

寶力杰1姚姝娟2沈文慧2

1.內蒙古自治區地圖院呼和浩特010051 2.內蒙古自治區航空遙感測繪院呼和浩特010010

本文闡述了我國數字城市建設的發展歷程及其涵蓋內容，并以數字錫林浩特地理空間框架與示范應用系統建設為例，描述了數字城市建設的服務本質與作用。

數字城市地理空間框架地理信息公共平臺示范應用系統

1.前言

“數字城市”概念在中國的提出可溯源至2000年，2000 年5月13日，中國近百名市長與百名IT精英企業聚首“二十一世紀數字城市論壇”，共商推動中國城市數字化進程。國家測繪局在2000年全國局長干部會議上明確提出，測繪局系統今后一個時期的主要任務是構建地理的框架。這也拉開了國家大力推進地理信息資源共享整合和互聯互通，開展數字中國地理空間框架構建，進而推進全國各級數字城市建設的序幕。

2012年3月，中國社會科學院發布的《中國生態城市建設發展報告（2012）》指出，當前我國正處于城市化水平迅速提升的關鍵階段，未來發展要擯棄傳統的城市發展道路，探索可持續發展的生態城市道路。應該說，數字城市應運而生，符合生態文明時代城鎮化轉型的要求，是城鎮化和信息化融合的必然抉擇。數字城市的本質是“多用信息、少用能源”、“多用數據、少用資源”，實現城鎮化建設過程的精細可量化、精準可控化。針對現階段快速城鎮化產生的“城市病”等問題，數字城市廣泛采用信息化成果，以信息化為手段，以公共信息平臺為基礎，以信息流為介質，在城鎮日常的管理運行中，實現“資源共享、業務協同”，可預見性地優化資源配置，保障交通、市政、環保、醫療、電力、安保、水務等城市方方面面的順利運行，實現城鎮的可持續發展。

2.數字城市建設內容

數字城市的核心理念是信息共享，同時運用信息技術，將物質城市進行數字化重建，并且據此整體研究解決城市問題的綜合系統。總體而言，數字城市建設包含以下幾方面內容，如圖2-1所示。

圖2　-1數字城市架構圖

2.1基礎地理信息數據庫的完善

早在上個世紀八十年代，我國就已經開始著手規劃和建設基礎地理信息系統，國家測繪地理信息局在“九五”事業發展規劃中把NSDI（National SpatialData Infrastructure，國家空間數據基礎設施）放在優先建設的位置，按照國家、省級和城市等不同應用層次，分別建設1∶100萬、1∶25萬、1∶5萬、1∶1萬、1∶2000、1∶500等相應尺度的基礎地理數據庫。截至“十五”末期，國家測繪地理信息局建成了國家1∶100萬、1∶25萬、1∶5萬基礎地理數據庫，并全面更新了1∶100萬和1∶25萬數據庫。已建成的1∶5萬數據庫包括覆蓋全國數字柵格地圖（DRG）、數字高程模型（DEM）、地形核心要素數據庫（DLG）、地名（GN）、土地覆蓋（LC）、正射影像庫（DOM-TM、DOM-SPOT、DOM-AP）等。

2.2數字城市地理空間框架建設

數字城市地理空間框架簡單來說就是涉及地理空間數據的一切，這一環節最核心的兩部分內容，一是多尺度、多形式的空間數據；二是地理信息公共服務平臺。通過建立城市統一的地理空間框架，可以滿足政府的各個部門、企事業單位以及社會公眾等不同用戶群體的地理信息需求。而基于這個統一的地理空間框架，可以消除或者減少重復建設、實現信息共享及互聯互通。

2006年，國家測繪地理信息局和國務院信息化辦公室于聯合發布了《關于加強數字中國地理空間框架建設與應用服務的指導意見》（國測國字［2006］35號），要求加快數字中國地理空間框架建設，促進地理信息資源開發、整合、共享和應用，更好地為國民經濟和社會信息化服務。同年，我國第一個數字城市地理空間框架——數字潛江啟動，拉開了中國數字城市地理空間框架建設的序幕，數字城市地理空間框架建設進入高速發展時期。

2.3搭建地理信息公共平臺

在整個地理空間框架建設中，國家地理信息公共服務平臺是核心。依托基礎地理信息數據，平臺通過在線方式直接面向政府及其部門，企業和老百姓提供地理信息和空間定位、分析服務。在2009年1月召開的全國測繪局長會議上，國家測繪地理信息局表示將啟動國家地理信息公共服務平臺建設工程。平臺總體上由1個主節點、31個分節點和333個信息基地組成，形成自上而下樹狀結構的拓撲關系，實現上下級、不同部門之間信息共享，消除由于各種應用需求、數據獲取手段不統一所帶來的信息孤島，彌補由此造成的數字鴻溝。

幾年的時間內，各地的平臺建設迅速開展起來，截至2012年5月23日，全國已經有260余個地級以上城市開展了數字城市地理空間框架建設，其中100余個城市的數字城市地理空間框架已經建成并投入全面應用。根據“十二五”規劃，“十二五”期間，全國將基本建成由“一個網”（全球衛星定位綜合服務網）、“一張圖”（國家基本比例尺地形圖）、“一個平臺”（國家地理信息公共服務平臺）組成的數字中國地理空間框架。

2.4專題示范應用系統建設

接下來是地理信息的綜合服務，主要包括政府、企業、公眾三個方面，這個環節跟民眾的生活聯系緊密。就目前建設情況看，最主要還是政府層面的應用，在地理信息空間框架基礎上疊加行業專題信息建立各行業部門的應用系統，各部門的數據在權限內的共享與交換，并以統一的標準提供各行業應用的接口，行業涉及國土、水利、公共安全、石油石化、人口計生等諸多領域。以平臺為基礎，通過示范應用系統的落地服務，可以實現各部門、各單位資源的有效共享、整合，促進政務等信息資源高效利用。

2.5構建網絡化環境

為滿足地理信息公共平臺長效、安全、穩定的運行，應建立、完善平臺運行需要的政務網、互聯網環境，計算機系統，配備網絡安全設備等。確保不間斷的提供地理信息平臺服務，保證運行速度和效率。

2.6建設長效管理機制

平臺的長久應用離不開數據的更新，這需要當地政府出臺一系列的政策和管理辦法。為平臺運行提供穩定的隊伍和資金保障，從而能夠使其長久服務下去。同時，也要求明確城市后續建設的應用系統將來必須直接搭建到地理信息公共平臺之上。

3.數字錫林浩特地理空間框架建設

“十一五”期間，錫林浩特市完成了覆蓋全市域大地測量基準和1∶250000～1∶5000比例尺的數字地形圖，基礎測繪取得了長足發展，成果日趨豐富。錫林浩特基礎地理信息數據日益完善，擁有包括1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶10000等多種比例尺數據。網絡環境方面，錫林浩特市連接各部門的政務外網已建成。這些都為構建數字錫林浩特地理空間框架建設打下了堅實的基礎。

從錫林浩特市的實際情況出發，確立數字錫林浩特地理空間框架建設的總體目標是：

（1）以基礎地理信息數據為基礎，以滿足政府管理決策需求和為公眾提供綜合信息服務為出發點和落腳點，建設多尺度、多分辨率、多類型的地理空間數據體系；

（2）搭建錫林浩特市權威、唯一和通用的地理信息公共平臺；搭建穩定的運行支撐環境，形成有效的長效機制；

（3）開發典型示范應用系統，強化應用服務功能，推進地理信息資源的共享共用，為城市建設和管理、政府宏觀決策及社會公眾提供完善、優質、有效的地理信息服務。

數字錫林浩特地理空間框架建設將推進政府部門間數據的“共建共享”，為政府輔助決策提供技術和信息支持，為社會公眾提供便捷的公共信息服務。數字錫林浩特地理空間框架由基礎地理信息數據體系、目錄與交換體系、公共服務體系、政策法規與標準體系和組織運行體系五部分構成，其核心內容體現為“一庫一平臺”，如圖3-1所示。

結合錫林浩特市的實際，初步確定數字錫林浩特地理空間框架建設采取“邊建設、邊應用、邊完善”的策略，分兩期實施：

①項目近期目標（2011年10月～2013年12月底）

完善錫林浩特市基礎地理信息數據；進一步建設基礎地理信息數據庫；構建地理信息公共平臺；開發5個典型示范應用系統；建立健全更新維護與應用推廣的長效機制；實現跨部門、跨行業的地理信息資源共享與交換，為政府部門、企事業單位和社會公眾提供持續、權威、精確、現勢基礎地理信息保障服務。

圖3　-1數字錫林浩特地理空間框架建設內容

②項目遠期目標（2014年1月～2015年6月）

在地理空間框架建設完成后，在總結典型示范應用經驗的基礎上，全面推進地理信息公共平臺在政府各部門、企事業單位及社會公眾服務中的應用，同時優先選擇條件好的蘇木（鎮）啟動兩級地理信息服務的試點，將錫林浩特市的地理空間數據在多個層面進行推廣應用。在此基礎上，結合物聯網、地圖云計算、智能化等新技術、新方法和新手段的應用，逐步推動“數字錫林浩特”走向“智慧錫林浩特”。

4.數字錫林浩特專題示范應用系統建設

結合錫林浩特城市管理信息化建設的現狀與需求，通過對需求迫切、領導關注和信息化建設特色鮮明的單位與部門，以及擬實施“示范應用”的協作部門進行調研，開展典型示范應用系統建設。在建設當中不斷探索應用機制，發揮應用效益，逐步做到以點帶面，將各部門的應用統一到地理信息公共平臺上。

在數字錫林浩特地理信息公共平臺基礎上，結合對政府部門和企事業單位調研的結果。針對錫林浩特市國土資源局、規劃局等相關部門的基礎地理信息需求，開發了土地整理管理信息系統、土地規劃管理信息系統和礦產資源管理信息系統；延伸開發了三維地理信息系統、三維街景系統。正在擴展開發地下管線三維信息系統、三維規劃審批系統。建設情況如圖4-1所示。

圖4　-1數字錫林浩特地理空間框架建設示意圖

4.1土地整理管理信息系統

在錫林浩特市國土資源局業務管理流程中，土地開發整理作為建設用地項目占用耕地的補充來源，是保證耕地紅線，實現耕地總量動態平衡的重要手段。目前，錫林浩特市的土地開發整理采用紙質檔案管理，對開發整理項目的申請立項、立項審核管理、占補明細查詢主要依靠人工模式，亟需一套基于地理空間信息對土地開發整理項目進行有效管理的系統，以實現開發整理項目的圖形化管理，并能實現土地開發整理項目與建設用地項目的有效關聯查詢，為市國土資源局在建設用地項目審批管理工作提供方便。

建成后的錫林浩特市土地開發整理管理信息系統將實現對全市現有土地開發整理項目的基本信息、地塊坐標和檔案材料的錄入和可視化管理，為市國土資源局土地整理業務科室在土地開發整理項目管理、市國資源土局耕地保護業務科室在核實建設用地項目補充耕地方案等業務辦理時，提供基于地理信息的輔助決策功能。如圖4-2所示。

圖4　-2錫林浩特土地整理管理信息系統

4.2土地規劃管理信息系統

在錫林浩特市國土資源局業務管理流程中，規劃作為業務管理的開始，在整個國土業務的管理中起著龍頭作用，如何基于地理信息對規劃成果進行有效的管理和使用是規劃是否能夠發揮實際作用的關鍵。

土地利用規劃管理信息系統建成后，能夠對現有的錫林浩特市的土地利用規劃成果進行有效的管理和使用，系統提供建設用地錄入、編輯，明細查詢功能，方便指標臺賬的查詢與統計，同時系統在輔助決策規劃審查上，避免人工審查，縮短審查的時間，并且確保審查的準確性，為國土管理工作提供可靠的依據。如圖4-3所示。

圖4　-3　錫林浩特土地規劃管理信息系統

4.3礦產資源管理信息系統

礦產管理在整個國土礦政管理體系中占有非常重要的地位。如何將礦區采礦區與探礦區的信息直觀的表現出來，真正顯性地服務于各權利主體，無論從政府還是公眾的角度來看，都要求實現礦產的信息化、可視化。

建設礦產資源管理信息系統可以將礦產信息和空間位置通過可視化方式在圖上顯示出來，更好地為確定礦區的位置、查詢相關屬性等提供服務；還可以及時更新礦區數據；通過對礦區資料的收集，對采礦權和探礦權等信息進行分析、統計；同時進行礦權分析，為管理部門提供決策依據，可以使礦產相關應用部門實現統一服務、統一共享，為礦產工作提供輔助決策支持。如圖4-4所示。

圖4　-4錫林浩特礦產資源管理信息系統

4.4三維地理信息系統

錫林浩特市三維地理信息系統是基于地理信息系統和虛擬現實技術、以計算機網絡為載體，三維GIS軟件為平臺，為城市建設、管理和決策提供服務的三維信息系統。該系統以2013年錫林浩特地面分辨率為0.1米的航飛真彩色航空影像為基礎，構建三維城市，實現錫林浩特市三維基礎地理信息系統管理，為有關領導做出最終決策提供幫助。如圖4-5所示。

圖4　-5　錫林浩特三維地理信息系統

此外，該系統平臺基于數字攝影測量技術的城市三維模型數據，根據建筑物的實際三維地理坐標，構建真實的城市三維景觀模型。從而在三維景觀模型數據中，獲得與實地完全對應的建筑物之間的空間位置關系，可廣泛用于城市規劃建設、城市空間現狀環境測評、用地布局分析，城市防災分析等領域。

4.5地下管線三維信息系統

城市地下各類管線是一個城市重要的基礎設施，擔負著信息傳輸、能源輸送等工作，也是城市賴以生存和發展的物質基礎。

建成的地下管線三維信息系統運行在錫林浩特市規劃局業務網中，側重數據管理和更新，實現管網信息（圖形和屬性數據）的入庫、存儲、管理、查詢、分析、統計、輸出和輔助決策等工作，建立起圖形和屬性關聯的一體化的綜合管網空間數據庫。如圖4-6所示。

圖4　-6　錫林浩特地下管線三維信息系統

管線三維信息系統實現了管線數據的屬性化、圖形化管理，并通過三維管線模型表現出來。可有助于避免市政建設過程中道路多次開挖，降低施工中地下設施矛盾與事故隱患；提高管線工程規劃設計、施工與管理的準確性和科學性，為城市地下空間的利用提供基礎信息保障；節省規劃審批中挖路斷面、確定管線走向的費用，縮短規劃周期，減少因規劃失策造成的經濟損失。對發生在城市設施和環境中的事件，包括事件的發現、核實、協調處置、處置核查等環節。地下管線及其附屬設施信息資源可為平臺管線事件的定位、協調處置提供數據支撐。

4.6三維街景系統

錫林浩特三維街景系統是數字錫林浩特示范應用系統之一，通過該系統直觀的三維街景漫游方式，公眾可多方位、多角度的了解錫林浩特市的城市面貌和建設成果，相關部門也可以利用系統為規劃決策提供參考。如圖4-7所示：

圖4　-7錫林浩特三維街景系統

5.數字城市建設的挑戰與展望

自2006年以來，國家測繪地理信息局已先后批準24個省市自治區的41個區建設試點，服務于政府科學管理與決策。經過多年的發展，在數字城市地理空間框架、城市規劃和管理、房產和官網管理等多方面的建設均取得了一定的成效。目前，全國665個城市中數字城市建設推廣與應用城市已達300多個，與2010年10月統計數字112個城市相比，有了很大發展。在示范應用系統落地方面，統計數據顯示，已有120多個城市建立了城市規劃管理信息系統，200多個城市在不同程度上建立了空間基礎設施管理信息系統和綜合管網管理信息系統，100多個城市的城建部分建立了辦公自動化系統，在提高辦公效率、輔助決策支持方面都起到了顯著的成效。本文提及的數字錫林浩特地理空間框架與示范應用系統建設正是我國數字城市大發展下的一個縮影。

在國家“十二五”發展大環境下，我國的數字城市建設將迎來空前的利好形勢，同時，也面臨著來自各層次高要求高標準的挑戰。

一方面，國家信息化的深入，城鎮發展的需求，科學技術的進步，基礎設施建設提速，社會公眾的關注等，都從各個角度帶動推動著數字城市建設發展。

另一方面，我國數字城市建設起步晚，發展快，各地數字城市信息化基礎參差不齊，對我國現有數字城市的組織制度、推廣應用、產業形成和保障機制等各環節提出挑戰。比如，在制度上缺乏總體規劃，建設模式千差萬別，管理組織困難；技術上缺乏標準化推廣的成熟技術；應用上各部門、單位間缺乏協同和共享，形成信息孤島；產業上政府投資推動為主，發展模式滯后等問題。

總體而言，未來“十二五”期間，我國數字城市發展的目標更為明確，未來的發展也將因勢利導、順勢而為。其發展趨勢主要體現在：從原來單純的技術驅動機制轉為應用需求驅動；從形成“信息孤島”的各自為政的思維方式轉向統籌規劃的綜合考量；從政府包攬的建設模式轉為政府、企業和公眾共同參與的模式；注重數字城市各組織機構橫向協調機制的建立；關注網絡信息技術、物聯網、云計算、地理信息技術等關鍵技術的創新發展等。將數字城市建設逐步應用到大眾生活當中，不斷強化數字城市的服務本質，為未來走向“智慧城市”打下堅實基礎。

［1］中國數字城市發展研究報告（2011—2012年度）（仇保興主編中國建筑工業出版社）.

［2］3S新聞周刊（數字城市增刊）（2012年6月15日）.

［3］數字錫林浩特地理空間框架建設項目設計書（張貴俊石建軍王俊枝2013年10月）.

［4］內蒙古自治區數字市縣地理信息公共服務平臺建設指南（試行）（2011年8月）.

［5］《關于加強數字中國地理空間框架建設與應用服務的指導意見》（國測國字［2006］35號）.

［6］《關于全面加快數字城市地理空間框架建設試點與推廣工作的通知》（國測國字［2008］38號）.

［7］《國家測繪局關于進一步加快推進數字城市建設的通知》（國測國發［2010］48號）.