数字化城市管理的多格网融合及应用.doc

数字化城市管理的多格网融合及应用李宗华 彭明军 樊玮 肖立霞（武汉市国土资源和规划信息中心，武汉 430014）摘 要：目前，在我国的城市各部门中，存在多个管理分区（管理单元），如行政分区、邮政分区、地籍管理分区、消防分区、规划分区、交通调查小区等，这些管理分区由不同的部门采用不同的划分标准划分得到。为解决数字化城市管理中多个不同的管理分区之间的空间、非空间数据共享融合问题，本文详细描述了实现社会经济数据与空间地理数据动态的、智能的数据融合方法，并以武汉市社会管理与服务信息系统为例，划分了城市的最小单元网格，并以此为基础，聚合生成其他专题网格，融合共享了不同数据来源的人口、房屋、法人、部件、事件五类空间、非空间的数据，为数字化城市管理的空间决策提供了基础依据。关键词：城市多级网格 网格聚合 数据共享Multigrid-based Integration and Application of Digital City ManagementLi Zonghua, Peng Minjun, Fan wei, Xiao lixia(Wuhan Land Resources and Urban Planning Information Center, Wuhan, 430014)Abstract: At present, there are multiple management zones (management unit) in various departments in China, such as administrative zones, postal zones, cadastral management zones, fire zones, planning zones, traffic survey zones, etc. These management zones are divided by different departments with different standards. To solve data sharing and integration of spatial and non-spatial between different management zones, this paper describes data integration method to achieve socio-economic data and spatial geographic data dynamic, intelligent data integration. Then, taking case of Wuhan Society Management and Service Information System, the citys smallest unit grid is divided. Other thematic grids are aggregated from the unit basic grid, and five kinds of spatial and non-spatial data such as population, housing, corporation, parts and events from different sources are shared and integrated. It provides a sound basis for digital city management of spatial decision. Keywords: urban multi-grid; grid aggregation; data sharing1 引言随着城市化、信息化的进程日益加快，社会、经济、人口等信息急剧增长，信息共建共享成为城市信息化建设的一项重要任务。虽然地理信息系统在过去的十几年里得到了很大的发展，在很多部门得到了广泛的应用，但总的说来，信息的共享程度不高，各个部门建立的地理信息系统不能相互利用，形成信息孤岛。城市管理宏观决策的最重要的依据就是社会经济信息的分布及资源配置情况，统计表格形式的经济信息数据库进行统计、分析等基于文本数据的操作优势明显，但是如果考虑到这些经济信息的空间分布和地理特征，目前存储社会经济数据的关系数据库显得捉襟见肘。城市管理的信息化需要将不同部门、企事业单位的经济信息和地理位置信息（GIS）纳入统一的框架下进行有机综合、协同管理。实现社会经济数据与空间地理数据动态的、智能的连接，并在空间位置上专题化，这是数字化城市管理空间决策的基础依据。空间信息多级网格研究的主要目标是信息的共享与服务。以网格为数据附属体，通过网格内部的空间数据处理与分析，提供以网格为单位的主题数据，这些数据构成基于多级网格信息的基础，在软硬件环境的支持下，为国家和省市宏观决策提供空间信息服务【1】。本文详细描述了实现社会经济数据与空间地理数据动态的、智能的数据融合方法，并以武汉市社会管理与服务信息系统为例，划分了城市的最小单元网格，并以此为基础，聚合生成其他专题网格，融合共享了不同数据来源的人口、房屋、法人、部件、事件五类空间、非空间的数据，为数字化城市管理的空间决策提供了基础依据。2 网格划分原则和方法在城市空间多级网格中，需要确定一个最小的城市单元网格作为基础，它处于城市多级网格中的最底层，是各类社会经济信息统计的基础。通过该网格的聚合，可以生成其他专题的网格，如城市规划分区网格、城市交通调查小区、城市社区、人口调查分区、消防分区、邮政区等【2】。按照道路、河流等自然属性以及行政管理区等，实现的最小单元网格的无缝划分。网格划分综合考虑人、房、事、物等因素，采取从下至上的方法，依托社区，以小区为单位，根据实际情况划分。管理单元网格划分应综合考虑以下原则：n 法定基础原则网格的划分应基于法定的地形图或遥感影像数据进行，地形图数据比例尺一般以1:20001:10000为宜。n 管理容量原则按照网格所属职能部门的管理要求、性质、作用的不同，确定相应的管理容量，以便于管理。n 属地管理原则网格的最大边界为社区边界，原则上不应跨社区。部队、水上生活人员、重点工程（工棚）、企业、高校、大型商业区等特殊区域遵照属地管理原则的前提下，可单独划分网格。n 地理布局原则按照城市中的街巷、院落、村落、公共绿地、广场、桥梁、空地、河流、山丘、湖泊等自然地理布局进行划分。n 负载均衡原则兼顾建筑物的完整性，网格的边界不应穿越建筑物，并使各网格内的人、房、事、物的数量大致均衡。n 无缝拼接原则网格之间不应重叠，不应留缝隙，符合无缝拼接的拓扑规则。面层是满铺的（或者说是严格剖分的）：一方面同层面状单元之间不能有任何的空间相交关系，只能是邻接关系；另一方面要求上一级任一单元都是下级面状单元的并集，且上下层面之间、同一层内部中间不能有缝隙。确保每个对象都是下级面状单元的面积和【3】。n 相对稳定原则网格的划分宜保持相对稳定。n 方便管理原则为方便城市管理，应尽可能使管理路径便捷。网格在空间定义上应有一个唯一的编码，网格变更时，其原代码不应占用；新增网格按照原有编码规则进行扩展。单元网格划分方法如下：网格编码由15位数字组成，依次为：6位区级及区级以上行政区划代码、3位街道（镇）代码、3位社区代码和3位网格顺序码。区级和区级以上行政区划代码按照GBT2260执行，街道（镇）代码和社区代码宜按各地管理要求进行编码。网格顺序码在一个社区内原则上按从左到右、从上到下的顺序进行编码。3 多格网的数据融合方法由于城市管理工作往往是从下至上的，因此网格融合也是按照从下至上，逐级融合的方法。每个级别的网格对象关联共享相应级别的空间、非空间数据，通过网格管理城市的资源信息；同时，每个级别的网格通过空间关系实现层级关联，这样将城市的各类信息通过多级网格关联在一起，实现各类信息资源的纵向关联共享。图1描述了多格网的数据融合方法。图1多格网的数据融合方法海量数据组织与存储模型的设计很大程度上与所描述的数据特点有关，需要充分结合目标数据的查询及检索特点。本文针对武汉市社会管理的对象，按照多格网数据融合的思路设计了武汉市社会管理信息的物理存储模型，如图2所示。图2 物理存储模型4 数据共享模型在武汉市社会管理与服务信息系统中的应用4.1 多格网融合武汉市划分的最小网格单元是以人、房管理为主的“人房网”，按照中心城区300户800人、新城区500户1400人的标准，共划分了2100平方公里9600个“人房网”网格。然后以部件管理均衡为原则，按照0.2-0.8平方公里为标准进行聚合，全市共聚合成1287个以城市管理为主的“城管网”。同时聚合成400个以工商企业法人、质监、食药、消防等部门为主的“综合网”，在空间上实现了三网融合，信息全覆盖，无缝隙。 a :聚合成城管部件网 b：聚合成工商法人网图3 专题网格聚合4.2 数据共享应用成果武汉市社会综合管理与服务信息平台充分研究并运用新的社会管理理念、知识、技术、方法和机制等，对传统管理模式及相应的管理方式和方法进行改造、改进和改革，整合公安、计生、民政、人社、卫生等部门的人口信息、法人信息和社会经济信息等数据，将各类资源纳入全市统一平台，创新社会管理体制，优化再造管理流程，以信息为先导来整合、引导和分配社会管理资源，建立全口径的城市社会管理与服务平台，实现全市跨区域、跨部门的信息互联、互通、融合、共享。数据融合共享以基础资源数据中心为基础，通过数据交换中间件和数据转换流程，把各部门数据资源进行转换、关联、切分和聚合，形成政务资源信息库，业务部门可以通过服务获得相关资源，从而打通信息孤岛，实现武汉市基础数据资源的“一网打尽”。图2展示的是以人房管理为最小单元网格的各类共享信息，如武展社区第一网格内的人口、房屋、法人等社会经济信息，城市部件、消防等空间信息的相应统计信息，并将这些信息进行了空间化的展示。同时通过查询还可以查看到该网格内这些信息资源的详细情况。图4 基于多格网的各类信息融合共享5 结束语本文从城市最小单元网格出发，聚合形成各类专题网格，实现了人口、房屋、法人、部件、事件五类信息的网格化融合共享，将各类资源纳入全市统一平台，为各类信息资源的“一网打尽”奠定了基础，为多格网的数字化城市管理提供了基础支撑。参考文献1李德仁,朱欣焰,龚健雅. 从数字地图到空间信息网格空间信息多级网格理论思考J. 武汉大学学报信息科学版.2003,28(6):642-6502Peng Mingjun.Division of urban hierarchical grid based on hierarchical spatial reasoningC. Proceedings of SPIE- The international society for optical engineering,Wuhan,China,2009, 7492-1483许欢.面向服务的土地资源空间信息多级语义网格研究D.浙江:20094罗康,张驰月.基于GIS的城市网格化管理关键技术研究J.科技资讯. 2011,25:43-455李宗华,彭明军,樊玮. 人口空间分布信息系统建设与应用C. 数字城市理论与实践第六届中国数字城市建设技术研讨会论文集,20116王金鑫,边馥苓.网格GIS的四重地理空间网格模型J .武汉大学学报信息科学版,2005,30(1):73-767作者基本情况表姓 名李宗华性别男职称正高工作单位武汉市国土资源和规划信息中心职务主任联系电信地址湖北省武汉市三阳路13号邮编430014E-mail姓 名彭明军性别男职称正高工作单位武汉市国土资源和规划信息中心职务总工联系电话0