构筑城市地理空间基础框架为全面建设小康社会提供基础地理信息保障.pdf

6 城市勘测 2 0 0 4正 构筑城市地理空间基础框架 为全面建设小康社会提供基础地理信息保障 肖建华 武汉市勘测设计研究院 湖北 武汉4 3 0 0 2 2 摘要 城市地理空间基础框架建设是数字城市基础和核心任务之一 为全面建设 小康社会提供基础地理信息保 障 本文叙述 了城市地理空间基础框架的概念 分析 了城 市地理空间基础框架建设的必要性 作用 目标和主要 内容 并提 出了对于建立基础地理信息价值体 系 数据体 系和技术服务体 系的思考 关键词 城市地理空间基础框架 数字城市 空间基础数据 基础地理信息 信息是现代经济社会里流动的血液 与 自然资源 一 样 信息资源是国家实现可持续发展的重要基础之 一 在某种程度上 能否实现对信息的快速获取和有 效利用甚至超过 了对 自然资源的占有 上世纪 9 0年 代末 数字地球概念的诞生为人们描绘出一个无限丰 富 美好的信息世界 由此 数字 国家 数字城市 乃至 数字行业 数字社区 的建设方兴未艾 这既是 促进科学技术发展的社会动力 也成为改变社会经济 生活 的技术革命 城市是是人口 资源 环境和社会经济要素高度密 集的地理综 合体 是区域政治 经济 文化 科技的中 心 也是信息化进程最快 信息交换程度最高的活动 体 面对纷繁复杂 不断扩张的信息资源 只有在统一 的地理空间基础框架中 才能将各种 自然 社会 经济 人文 环境等要素有机地集成和组织起来 从而实现信 息共享和应用 构筑完善的城市地理空间基础框架 不仅是 数字城市 建设的基础 也是全面建设小康社 会 的需要 l 城市地理 空间基础框架建设 的时代背景 1 1 全面建设小康社会的需要 随着时 代的发展 信 息技 术发展 水平 和信 息 的应 用程度 已经 成 为衡 量综 合 国力 的重 要标 志 步入 2 l 世纪 国家提 出 r全 面建设小 康社会 的宏伟 目标 小康 收稿 日期 2 I 1 4 一l I n 一 0 5 社会是工业化 城市化进程大加速的时期 大力推进 信息化 以信息化带动工业化 以工业化促进信息化 走新型工业化道路 是我国实现工业化和现代化的必 然选择 是 实 现 生 产 力跨 越 式 发 展 增 强 国家综 合 实 力 维护 国家安 全 的关 键环 节 建 设城 市地理 空 间基 础框架 促进基础地理信息成果的应用 将推动全社会 信息化水平的提高 从而为全面建设小康社会提供信 息基础平台和有效服务支持 1 2 数字城市 建设的需要 以网络技术和城市空 间数据基础设施为依托 的 数字城市 集中体现了当前信息社会对城市建设 管 理和发展的要求 为城市实现可持续发展提供了重要 的信息支撑 数字城市 实际就是城市信息化 是国 民经济信息化的重要组成部分 数字城市建设的 目标 就是利用现代高科技手段 以地理空间基础框架为载 体 充分采集 整合和挖掘城市各种信息资源 建立面 向政府 企业 社区和公众服务的信息平台 信息应用 系统以及政策法规保障体系等 服务于城市规划 建 设 管理 服务于政府宏观决策 企业经营运行 公众社 会生活 服务于资源环境 经济社会的可持续发展 城 市地理空间基础框架为城市发展和信息化建设提供统 一 的空问定位与基础地理信息公共平台和丰富的空间 基础数据 进而实现城市信息资源整合和共享 是数字 城 市建设的核心任 务之 一 维普资讯 第5 期 建华 构筑城市地理空间基础框架为全面建设小康社会提供基础地理信息保障 7 1 3 城市测绘单位的职责所在 经济发展 测绘先行 多年以来 城市测绘单位一 直担负着为国民经济发展 城市建设和规划管理提供 测绘保障的任务 从基础控制网的建立到基本地形图 的测 制 从 单 一 的 线 划 地 图 产 品 到 以 DL G DRG D O M D E M 为代表的基础地理信息集合 测绘成果为 包容和整合各类社会活动的专题信息提供了方便的条 件 为人类认识和改造客观世界的活动以及人们的生 活提供了丰富的信息资料 现代测绘业就是地理信息 产业 面对城市信息化迅猛发展的挑战 测绘单位作 为城市基础地理信息生产者 加工者 维护者和提供 者 也必然是城市空间数据基础设施建设的主力军 1 4 城市测绘单位 自身发展的需要 以计算机 网络 通讯为代表的信息技术的广泛应 用和全社会信息化水平的提高 测绘成果的应用已经 扩展到国 民经济 的各 个领 域 各个 层 次 从城 市规 划 设计到国土资源调查 从道路桥梁建设到城市拆迁改 造 从环境分析到灾害监测 从车辆导航到智能交通 可 以说 上至 国家 宏观 决 策下 到百 姓 日常生 活 对基 础 地理信息的需求无处不在 这种需求对城市测绘单位 的发展提出了新的要求 要求城市测绘单位从建设完 善的地理空间基础框架的角度出发 调整和转变观念 在技术升级和资源积累等方面进行不懈的努力 2 城市地理空间基础框架的内涵 城市地理空间基础框架包括空间基础数据体系 相关规范与标准体系 网络分发服务体系和组织管理 体系 就其本质而言 城市地理空间基础框架就是城 市空问数据基础设施 u S D I 是一项基础性和公益性 事业 2 1 城市地理空间基础框架的组成 1 空间基础数据体系 地理空间基准 包括平面坐标系统 高程基准 重 力基准 参考椭球模型和地图投影系统 和空间基础数 据 包括地 形框架 数据 土地 利用 覆盖 数据 地 籍 测绘 数据 航测 与遥 感影 像 数据 以及交通 水 系 行政境 界 等与空间位置相关的基本 自然人文信息 2 规范与 标准体 系 包括信息生 产 管理 与共 享 的政 策 法 律 信 皂 共 享机制 定位参照 系统 数 据馍型 数据质 量 元 数据等 地 信息的 数据标准 技术标准千 啦 1 1 标 3 l q络分 发 务 系 网络分发是利用计算机与网络技术支持的数据分 发 共享的数据传输 交换通信网络 4 组织管理体系 组织管理体系包括协调管理机构 生产部 门和服 务机 构等 2 2 空间基础数据与基础地理信息 数据是信息的表达形式 信息是数据的本质内容 基础地理信息主要表征地球上自然和人文要素的地理 位置和空间分布关系 主要有 3类产品 一是地理信息 数据产品如数字地 图 二是地理信息技术产品如 G I S 软硬件 三是地理信息工程 其集合构成 了空间数据 集 因此 城市空间基础数据就是城市基础地理信息 的数字化表达 3 城市地理空间基础框架建设的意义 基础地理信息广泛应用于政府决策 城市规划与 建设 和人 民群众 生活等 各 个方面 对于 促进 经济 的可 持续发展 改善环境质量和资源管理 提高公众健康和 安全 加快对 自然灾害和其他灾害的反应 提高政府 区域 民族和国家的现代化等至关重要 是全面建设小 康社会的重要基础设施 3 1 为全面建设小康社会提供信息支持 小康社会的城市发展 目标是高起点规划 高标准 建设 高效率管理和高 质量服务 完整 准确和 全面地 把握城市及周边环境的动态空间特征对城市管理和决 策的水平将具有十分重要的意义 城市地理空间基础 框架建设通过对基础地理信息采集与处理 整合与开 发 分发与提供 为国 民经济建设 国防建设 和社会 发展 提供信息支持 城市空间基础数据的作用主要包括以 下 3个方 面 1 作为研究和观察城市状况的最基本的信 皂 城市空间基础数据构成了反映城市最基本特征的空间 数据集 可以为研究和了解城市的基本情况提供信息 支持 例如 在规划领域利用遥感影像调查掌握实地 现状 监测违法建设和用地 在资源环境领域利用大地 水准基础控制网监测地壳运动 监测由于地下水开采 高层建筑以及桥梁 隧道的建设等人类活动引起的地 面沉降等 2 为各 类 GI S应 用 系统提 供 所 需 的公 用 信 息 不同专 业 领域 的 Gl S系统 都 需要 最基 本 的空 间 数据 集为基 础 这些 数据 集通 常 可以从 城市 空间 基础 数据 l 1 提取 例 在智能交通信息系统以数字地 的道 维普资讯 8 城市勘测 2 0 0 4笠 路 网为基 础进行 汽 车导航 车辆监 控 和现 代交通 管理 等 3 提供定位参考基准 定性 定量和定位分析是 城市各种专题应用的核心 一般专题信息本身并不具 有定位特征 城市空间数据可以为其提供空间定位基 准 例如 结合人 口统计数据可以了解人口分布情况 为商业 银行 餐饮等与人民群众生活有关的服务设施 的选点提供依据 结合资源调查数据可以了解区域 内 矿产分布情况 为经济布局提供依据等 3 2 促进信息技术的发展 城市地理空间基 础框架建设离不 开新技术的支 撑 如 高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术 海量 数据的快速处理与存储技术 三维仿真与虚拟现实技 术等等 其发展促进了关于信息化思想认识的提高和 计算机 网络 遥感等相关领域的技术突破 从而推动 社会的信息化建设向更高和更深层次的迈进 成为信 息化发展 的动 力 4 城市地理空间基础框架建设的主要内容 城市地理空间基础框架建设的基本原则是 统一 领导 合理分工 统筹规划 分步实施 统一标准 资源 共享 4 1 总体 目标 城市地理空间基础框架建设的总体目标是综合应 用 3 S和计算机网络等技术 制定相应的政策法规和标 准体系 建设多数据源 多尺度 多分辨率 多时相的城 市空间数据体系 构建统一的城市地理空间基础平台 从而为城市政府 企业 社区和公众提供高质量的基于 空 间位置 的应用服务 4 2 主要内容 根据管理机制和对城市基础地理信息的需求 现 阶段城市地理空间基础框架建设应从空间基础数据体 系 政策法规与保障体系 数据分发与应用服务体 系以 及技术支撑体系四个方面着手 根据武汉市地理空间 基础框架建设的现状和发展需求 十一五 期间武汉 市地理 空间基础框架 建设 的主要 内容是 1 完 善现代大地控 制网系统 建立起在计算机网络技术支持下 由连续运行的 G P S差分基准站 数据处理中心以及信息发播系统构 成的空间定位 动态服 务体系 到 2 0 0 5年底 完 成武汉 市连 续运行 GP S基准 站系统 的首 期建设 初步 实现 为 武汉市外环线 以 I 地 I 约 3 0 0 0 k n 范 围 内用户提 供厘米级的实时动态定位服务 远期 目标是实现对全 武汉市域 约 8 6 0 0 k m z 的覆盖 同时服务对象拓展到 城市规划 交通导航 环保监测 气象预报 灾害预防等 领域 此外 还将进一步完成城市测量控制网的扩展 城 市坐标体系统的完善和似大地水准面的精化研究 2 健全基础地理信息数据库的建设与更新机制 在认真分析需求 的基础上实施 全覆盖 战略 从 广度和深度两个方面拓展基础测绘工作的覆盖领域 建设多数据源 多尺度 多分辨率 多时相的城市空间 数据体系 十五 期间武汉市基础测绘工作领域主要 集中在城市规划区 8 8 6 k m 2 范围内 其中 地下管线普 查整测为中 t7 城区 2 5 0 k m 2范围 1 5 0 0数字地形 图 为主城区 3 8 0 k m 2 1 2 0 0 0为规划区 8 8 6 k m 2 范围 因此 不仅主城区 1 5 0 0地形图及地下管线普查整测 工作需补充完善 外环线乃至市域范围内基础控制还 需要复测 加密 同时尚有数千平方公里无图区的系列 比例尺数字地形图 影像 图需要测制 十一五 期间 将对 十五 期 间所完成 的 1 5 0 0 1 2 0 0 0数字地形 图 综合地下管线图等成果进行更新 做好各个时期数 据库的维护与管理 3 建成基础地理信息交换和分发服务的网络体 系 充分利用 3 S G P S R S G I S 技术 计算机技术 和网络技术 初步建成为政府决策 城市建设和市 民生 活服务的公共空 间数据平台 通过地理空间信息发布 系统向全社会发布武汉市空间框架数据的产品 目录 描述数据等信息 建立数字化地理空间信息服务系统 和基础地理信息数据传输网络 建立面向服务的以地 理空间信息采集 集成 服务为目标体系的地理空间信 息网格 实现资源共享与协同使用 整合有限的资源 最大限度地满足社会各界对地理空间信息的需求 4 推进地理空间基础框架建设的法制化 规范化 建设 根据国家 省有关法律 法规 制定武汉市地理空 间基础框架建设及其成果管理法规 明确地理空间基 础框架建设经费稳定的投入渠道 建立稳定 高效的武 汉市地理空间基础框架建设工作机制和成果管理 维 护的措施 使武汉市地理空间基础框架建设纳入法制 化 规 范化 轨道 同时 为 r保障 城市地 理空 间 基础框 架 的顺 利 建 设 特 别需要从 国家 地 方甚至企业等多个层 次解决城 维普资讯 第 5 期 肖建华 构筑城市地理空间基础框架为全面建设小康社会提供基础地理信息保障 9 市地理空间基础框 架建 设所需 资金问题 从某种意 义 上讲 资金问题可能是决定城市地理空间基础框架建 设成败的关键因素 5 城市地理空间基础框架建设 的思考 城市地理空间基础框架建设面临着信息需求 技 术发展和思想观念等多方面的严峻挑战 这也为城市 地理空间基础框架建设的主力军 城市测绘单位带 来 的难得的发展机遇 5 1 转变思想观念 逐步建立城市基础地理信息的价 值体 系 与传统意义上的测绘工作相比 地理空间基础框 架建设的内涵和外延都发生了较大变化 测绘生产的 方式和内容也需要进行相应调整 作为城市基础地理 信息的重要载体 测绘产 品在价值形态上也发生 了质 的变化 上世纪的 7 0年代前 由于测绘产品主要为规 划设计服务 产品的形成以外业手工操作为主 体现的 是劳务价值 随着测绘领域广泛应用计算机等先进技 术 成果的技术含量不断提高 主要体现的是技术成果 价值 伴随着我国城市化和信息化建设的不断加快 测 绘行业也实现了向信息产业 的转换 城市测绘服务的 领域也由主要为城市规划向社会经济 的各个领域扩 展 其成果价值更多地体现了社会经济价值 作为空间数据基础设施的主力军 城市测绘单位 都面临由传统的测图和制图部门向基础地理信息的采 集与处理 整合与开发 分发与提供者的角色转换 必 须转变观念 由过去的 地图 生产转变为 信息 的生 产 将工作的重心应由过去侧重信息的 采集 转移到 对信息的 整合 开发应用 上来 提供权威的基础 地理信息数据 为相关各行业 的数据应用奠定基础 在为国民经济和社会发展提供基础地理信息保障的同 时 测绘单位 自身也能得到发展 壮大 5 2 统筹规划实施 建立完备的城市基础地理信息数 据体系 基础地理信息数据体系是构建城市基础地理空间 基础框架的核心 没有基础地理信息数据体系的支撑 拓展应用服务面 提高服务水平则无从谈起 数字城市 建设也只是一句空话 现有基础地理信息数据体系与 实际需求还有较大差距 表现在覆盖地域较小 系列比 例尺地形数据不完整 缺少大地基准数据 城市三维建 模数据以及多时态和多分辨率航空遥感影像数据等 等 因此 要从提高服务能力和应用水平的角度出发 拓展基础地理信息的内容