數(shù)據(jù)整合在中國(guó)海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用

【摘 要】 在氣候變化和城市化進(jìn)程的不受限制的擴(kuò)張下，與城市澇災(zāi)、水資源和水生環(huán)境相關(guān)的問題正在日益加劇。2014年，中國(guó)開始實(shí)施海綿城市建設(shè)方案，本文提出了城市規(guī)劃數(shù)據(jù)整合，建立一個(gè)海綿城市建設(shè)框架的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成和集成技術(shù)支持。該計(jì)劃設(shè)計(jì)用于海綿城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工，并作為依托數(shù)據(jù)和綜合技術(shù)的運(yùn)營(yíng)的理論框架。

【關(guān)鍵詞】 海綿城市 數(shù)據(jù)整合 低影響開發(fā)

一 前言

當(dāng)今困擾著中國(guó)水問題如洪澇干旱，資源短缺，污染嚴(yán)重，水生物棲息地喪失等各種不勝枚舉，這些系統(tǒng)性、綜合的問題亟需一個(gè)綜合科學(xué)的解決方案。2014年，中國(guó)開始實(shí)施海綿城市建設(shè)方案，以解決城市中心的水環(huán)境問題。習(xí)近平總書記提出在科學(xué)依托的環(huán)境自然資源承載力的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)的城鎮(zhèn)化建設(shè)，減少對(duì)自然界的干擾和破壞，解決城市缺水問題，建設(shè)海綿城市。“海綿城市”描述能夠靈活地適應(yīng)環(huán)境變化的城市，使其吸收，儲(chǔ)存，滲透和凈化雨水，并在需要時(shí)能夠使用儲(chǔ)存的水。

二 海綿城市建設(shè)中數(shù)據(jù)整合的必要性

海綿城的建設(shè)涉及水文，氣象，河流系統(tǒng)，土地利用布局，管網(wǎng)系統(tǒng)，城市發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的多個(gè)方面，這樣做需要來自城市地理，社會(huì)經(jīng)濟(jì)，水資源和生態(tài)系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)的支持。海綿城市建設(shè)過程復(fù)雜化和收集數(shù)據(jù)方法，統(tǒng)計(jì)要求，格式結(jié)構(gòu)以及報(bào)告數(shù)據(jù)的精度范圍和精度有差異，造成了城市建設(shè)數(shù)據(jù)的多樣化。

隨著社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)據(jù)集成方式發(fā)展迅速，目前數(shù)據(jù)集成方法和技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于資源管理，城市規(guī)劃和地理分析的社會(huì)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的共享和整合已經(jīng)成為海綿城市城市規(guī)劃的必然趨勢(shì)。因此，海綿城市建設(shè)數(shù)據(jù)整合方法的研究使有限的數(shù)據(jù)信息得到有效的利用，使海綿城市的建設(shè)更加可靠，可操作，有效。

三 海綿城市建設(shè)數(shù)據(jù)的屬性

海綿城市規(guī)劃數(shù)據(jù)主要由空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)組成。空間數(shù)據(jù)包括基線空間信息，獨(dú)特的自然特征，基礎(chǔ)設(shè)施的空間定位，邊界，控制，河流和排水系統(tǒng)，土地利用和規(guī)劃，城市規(guī)劃和城市建設(shè)管理的數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)包括對(duì)應(yīng)于空間數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、資源環(huán)境數(shù)據(jù)、歷史開發(fā)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)監(jiān)控和管理數(shù)據(jù)、規(guī)劃目標(biāo)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的所有類型的數(shù)據(jù)。其各種來源表現(xiàn)在：

（1）多時(shí)間/空間和多標(biāo)量格式。海綿城市建設(shè)規(guī)劃數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的時(shí)空屬性，有由相同的時(shí)間和不同的空間，以及由相同的空間和不同的時(shí)間組成的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

（2）收集方法的多樣性。海綿城市建設(shè)獲取數(shù)據(jù)的方法很多，通過不同的手段提取和處理的數(shù)據(jù)卻較少。

（3）存儲(chǔ)格式的多個(gè)源。由于數(shù)據(jù)信息表達(dá)的定位和空間實(shí)體的幾何形狀，同時(shí)也記錄了空間實(shí)體的相應(yīng)屬性，文件存儲(chǔ)格式的應(yīng)用往往不同，因此存儲(chǔ)格式也多源。

由于海綿城市建設(shè)尚未建立起自己的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息主要來源于現(xiàn)有的水利、環(huán)保、市政等部門的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。在數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中，海綿城市建設(shè)信息共享平臺(tái)仍存在不足，模型支持和技術(shù)方法的綜合應(yīng)用有待進(jìn)一步發(fā)展。

四 海綿城市建設(shè)的數(shù)據(jù)集成框架

由于海綿城市建設(shè)相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)來源不同，其空間坐標(biāo)系和參數(shù)之間有顯著差異，為了使兼容，數(shù)據(jù)有必要經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換和操作。實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)集成的方法主要有三種：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換方法、數(shù)據(jù)互操作方法和數(shù)據(jù)直接存取方法，這三種方法各有優(yōu)勢(shì)，但沒有一種方法可以實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)集成，應(yīng)進(jìn)行多方法相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)集成的存儲(chǔ)和管理的多源數(shù)據(jù)。有效整合多源數(shù)據(jù)的方法和策略有：

1.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)的集成，海綿的城市建設(shè)需要一個(gè)GIS數(shù)據(jù)和CAD數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)，并通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建立、CAD制圖和設(shè)計(jì)過程納入GIS中的圖形和屬性的統(tǒng)一管理系統(tǒng)。

2.提高空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的一體化，有必要建立一個(gè)空間數(shù)據(jù)表，將作為相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)和空間信息之間的聯(lián)系，并建立相應(yīng)的指數(shù)為每個(gè)空間對(duì)象。

3.提高融合和數(shù)字高程信息和遙感影像數(shù)據(jù)集成，進(jìn)行城市的地形和土地現(xiàn)狀的3D顯示，為規(guī)劃提供對(duì)城市地理的確切信息。

4.改善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和規(guī)劃結(jié)果數(shù)據(jù)的時(shí)間特性集成，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)涉及的基本地形因素的時(shí)間變化的描述，規(guī)劃結(jié)果數(shù)據(jù)反映了建設(shè)規(guī)模的演變。

五 結(jié)論

在海綿城市建設(shè)目前存在的問題，本文提出了一種改進(jìn)的海綿城市的數(shù)據(jù)集成方案，建立一個(gè)海綿城市建設(shè)框架的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成（涉及城市規(guī)劃數(shù)據(jù)、地下管網(wǎng)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)，水文站網(wǎng)資訊）和集成技術(shù)支持（包括低影響開發(fā)、城市給排水、內(nèi)澇防御，生態(tài)保護(hù)，防止城市面源污染和雨水的使用）。

海綿城市也可以與正在發(fā)展中的智慧城市相聯(lián)系，將智慧思維運(yùn)用于海綿城市。在智慧化海綿城市建設(shè)，將云計(jì)算與大數(shù)據(jù)信息技術(shù)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)智慧排水和雨水收集利用，提供實(shí)時(shí)響應(yīng)，并保持城市地表水污染實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

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作者簡(jiǎn)介：余乙民（1992-），男，漢族。四川南充人，水利水電工程研究生，單位：重慶交通大學(xué)河海學(xué)院水利工程專業(yè)，研究方向：市政給排水處理研究。