结合数字锡林浩特地理空间框架建设谈数字城市建设的服务本质

宝力杰　姚姝娟　沈文慧

1.内蒙古自治区地图院　呼和浩特　010051 2.内蒙古自治区航空遥感测绘院　呼和浩特　010010

结合数字锡林浩特地理空间框架建设谈数字城市建设的服务本质

宝力杰1姚姝娟2沈文慧2

1.内蒙古自治区地图院呼和浩特010051 2.内蒙古自治区航空遥感测绘院呼和浩特010010

本文阐述了我国数字城市建设的发展历程及其涵盖内容，并以数字锡林浩特地理空间框架与示范应用系统建设为例，描述了数字城市建设的服务本质与作用。

数字城市地理空间框架地理信息公共平台示范应用系统

1.前言

“数字城市”概念在中国的提出可溯源至2000年，2000 年5月13日，中国近百名市长与百名IT精英企业聚首“二十一世纪数字城市论坛”，共商推动中国城市数字化进程。国家测绘局在2000年全国局长干部会议上明确提出，测绘局系统今后一个时期的主要任务是构建地理的框架。这也拉开了国家大力推进地理信息资源共享整合和互联互通，开展数字中国地理空间框架构建，进而推进全国各级数字城市建设的序幕。

2012年3月，中国社会科学院发布的《中国生态城市建设发展报告（2012）》指出，当前我国正处于城市化水平迅速提升的关键阶段，未来发展要摈弃传统的城市发展道路，探索可持续发展的生态城市道路。应该说，数字城市应运而生，符合生态文明时代城镇化转型的要求，是城镇化和信息化融合的必然抉择。数字城市的本质是“多用信息、少用能源”、“多用数据、少用资源”，实现城镇化建设过程的精细可量化、精准可控化。针对现阶段快速城镇化产生的“城市病”等问题，数字城市广泛采用信息化成果，以信息化为手段，以公共信息平台为基础，以信息流为介质，在城镇日常的管理运行中，实现“资源共享、业务协同”，可预见性地优化资源配置，保障交通、市政、环保、医疗、电力、安保、水务等城市方方面面的顺利运行，实现城镇的可持续发展。

2.数字城市建设内容

数字城市的核心理念是信息共享，同时运用信息技术，将物质城市进行数字化重建，并且据此整体研究解决城市问题的综合系统。总体而言，数字城市建设包含以下几方面内容，如图2-1所示。

图2　-1数字城市架构图

2.1基础地理信息数据库的完善

早在上个世纪八十年代，我国就已经开始着手规划和建设基础地理信息系统，国家测绘地理信息局在“九五”事业发展规划中把NSDI（National SpatialData Infrastructure，国家空间数据基础设施）放在优先建设的位置，按照国家、省级和城市等不同应用层次，分别建设1∶100万、1∶25万、1∶5万、1∶1万、1∶2000、1∶500等相应尺度的基础地理数据库。截至“十五”末期，国家测绘地理信息局建成了国家1∶100万、1∶25万、1∶5万基础地理数据库，并全面更新了1∶100万和1∶25万数据库。已建成的1∶5万数据库包括覆盖全国数字栅格地图（DRG）、数字高程模型（DEM）、地形核心要素数据库（DLG）、地名（GN）、土地覆盖（LC）、正射影像库（DOM-TM、DOM-SPOT、DOM-AP）等。

2.2数字城市地理空间框架建设

数字城市地理空间框架简单来说就是涉及地理空间数据的一切，这一环节最核心的两部分内容，一是多尺度、多形式的空间数据；二是地理信息公共服务平台。通过建立城市统一的地理空间框架，可以满足政府的各个部门、企事业单位以及社会公众等不同用户群体的地理信息需求。而基于这个统一的地理空间框架，可以消除或者减少重复建设、实现信息共享及互联互通。

2006年，国家测绘地理信息局和国务院信息化办公室于联合发布了《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》（国测国字［2006］35号），要求加快数字中国地理空间框架建设，促进地理信息资源开发、整合、共享和应用，更好地为国民经济和社会信息化服务。同年，我国第一个数字城市地理空间框架——数字潜江启动，拉开了中国数字城市地理空间框架建设的序幕，数字城市地理空间框架建设进入高速发展时期。

2.3搭建地理信息公共平台

在整个地理空间框架建设中，国家地理信息公共服务平台是核心。依托基础地理信息数据，平台通过在线方式直接面向政府及其部门，企业和老百姓提供地理信息和空间定位、分析服务。在2009年1月召开的全国测绘局长会议上，国家测绘地理信息局表示将启动国家地理信息公共服务平台建设工程。平台总体上由1个主节点、31个分节点和333个信息基地组成，形成自上而下树状结构的拓扑关系，实现上下级、不同部门之间信息共享，消除由于各种应用需求、数据获取手段不统一所带来的信息孤岛，弥补由此造成的数字鸿沟。

几年的时间内，各地的平台建设迅速开展起来，截至2012年5月23日，全国已经有260余个地级以上城市开展了数字城市地理空间框架建设，其中100余个城市的数字城市地理空间框架已经建成并投入全面应用。根据“十二五”规划，“十二五”期间，全国将基本建成由“一个网”（全球卫星定位综合服务网）、“一张图”（国家基本比例尺地形图）、“一个平台”（国家地理信息公共服务平台）组成的数字中国地理空间框架。

2.4专题示范应用系统建设

接下来是地理信息的综合服务，主要包括政府、企业、公众三个方面，这个环节跟民众的生活联系紧密。就目前建设情况看，最主要还是政府层面的应用，在地理信息空间框架基础上叠加行业专题信息建立各行业部门的应用系统，各部门的数据在权限内的共享与交换，并以统一的标准提供各行业应用的接口，行业涉及国土、水利、公共安全、石油石化、人口计生等诸多领域。以平台为基础，通过示范应用系统的落地服务，可以实现各部门、各单位资源的有效共享、整合，促进政务等信息资源高效利用。

2.5构建网络化环境

为满足地理信息公共平台长效、安全、稳定的运行，应建立、完善平台运行需要的政务网、互联网环境，计算机系统，配备网络安全设备等。确保不间断的提供地理信息平台服务，保证运行速度和效率。

2.6建设长效管理机制

平台的长久应用离不开数据的更新，这需要当地政府出台一系列的政策和管理办法。为平台运行提供稳定的队伍和资金保障，从而能够使其长久服务下去。同时，也要求明确城市后续建设的应用系统将来必须直接搭建到地理信息公共平台之上。

3.数字锡林浩特地理空间框架建设

“十一五”期间，锡林浩特市完成了覆盖全市域大地测量基准和1∶250000～1∶5000比例尺的数字地形图，基础测绘取得了长足发展，成果日趋丰富。锡林浩特基础地理信息数据日益完善，拥有包括1∶1000、1∶2000、1∶5000、1∶10000等多种比例尺数据。网络环境方面，锡林浩特市连接各部门的政务外网已建成。这些都为构建数字锡林浩特地理空间框架建设打下了坚实的基础。

从锡林浩特市的实际情况出发，确立数字锡林浩特地理空间框架建设的总体目标是：

（1）以基础地理信息数据为基础，以满足政府管理决策需求和为公众提供综合信息服务为出发点和落脚点，建设多尺度、多分辨率、多类型的地理空间数据体系；

（2）搭建锡林浩特市权威、唯一和通用的地理信息公共平台；搭建稳定的运行支撑环境，形成有效的长效机制；

（3）开发典型示范应用系统，强化应用服务功能，推进地理信息资源的共享共用，为城市建设和管理、政府宏观决策及社会公众提供完善、优质、有效的地理信息服务。

数字锡林浩特地理空间框架建设将推进政府部门间数据的“共建共享”，为政府辅助决策提供技术和信息支持，为社会公众提供便捷的公共信息服务。数字锡林浩特地理空间框架由基础地理信息数据体系、目录与交换体系、公共服务体系、政策法规与标准体系和组织运行体系五部分构成，其核心内容体现为“一库一平台”，如图3-1所示。

结合锡林浩特市的实际，初步确定数字锡林浩特地理空间框架建设采取“边建设、边应用、边完善”的策略，分两期实施：

①项目近期目标（2011年10月～2013年12月底）

完善锡林浩特市基础地理信息数据；进一步建设基础地理信息数据库；构建地理信息公共平台；开发5个典型示范应用系统；建立健全更新维护与应用推广的长效机制；实现跨部门、跨行业的地理信息资源共享与交换，为政府部门、企事业单位和社会公众提供持续、权威、精确、现势基础地理信息保障服务。

图3　-1数字锡林浩特地理空间框架建设内容

②项目远期目标（2014年1月～2015年6月）

在地理空间框架建设完成后，在总结典型示范应用经验的基础上，全面推进地理信息公共平台在政府各部门、企事业单位及社会公众服务中的应用，同时优先选择条件好的苏木（镇）启动两级地理信息服务的试点，将锡林浩特市的地理空间数据在多个层面进行推广应用。在此基础上，结合物联网、地图云计算、智能化等新技术、新方法和新手段的应用，逐步推动“数字锡林浩特”走向“智慧锡林浩特”。

4.数字锡林浩特专题示范应用系统建设

结合锡林浩特城市管理信息化建设的现状与需求，通过对需求迫切、领导关注和信息化建设特色鲜明的单位与部门，以及拟实施“示范应用”的协作部门进行调研，开展典型示范应用系统建设。在建设当中不断探索应用机制，发挥应用效益，逐步做到以点带面，将各部门的应用统一到地理信息公共平台上。

在数字锡林浩特地理信息公共平台基础上，结合对政府部门和企事业单位调研的结果。针对锡林浩特市国土资源局、规划局等相关部门的基础地理信息需求，开发了土地整理管理信息系统、土地规划管理信息系统和矿产资源管理信息系统；延伸开发了三维地理信息系统、三维街景系统。正在扩展开发地下管线三维信息系统、三维规划审批系统。建设情况如图4-1所示。

图4　-1数字锡林浩特地理空间框架建设示意图

4.1土地整理管理信息系统

在锡林浩特市国土资源局业务管理流程中，土地开发整理作为建设用地项目占用耕地的补充来源，是保证耕地红线，实现耕地总量动态平衡的重要手段。目前，锡林浩特市的土地开发整理采用纸质档案管理，对开发整理项目的申请立项、立项审核管理、占补明细查询主要依靠人工模式，亟需一套基于地理空间信息对土地开发整理项目进行有效管理的系统，以实现开发整理项目的图形化管理，并能实现土地开发整理项目与建设用地项目的有效关联查询，为市国土资源局在建设用地项目审批管理工作提供方便。

建成后的锡林浩特市土地开发整理管理信息系统将实现对全市现有土地开发整理项目的基本信息、地块坐标和档案材料的录入和可视化管理，为市国土资源局土地整理业务科室在土地开发整理项目管理、市国资源土局耕地保护业务科室在核实建设用地项目补充耕地方案等业务办理时，提供基于地理信息的辅助决策功能。如图4-2所示。

图4　-2锡林浩特土地整理管理信息系统

4.2土地规划管理信息系统

在锡林浩特市国土资源局业务管理流程中，规划作为业务管理的开始，在整个国土业务的管理中起着龙头作用，如何基于地理信息对规划成果进行有效的管理和使用是规划是否能够发挥实际作用的关键。

土地利用规划管理信息系统建成后，能够对现有的锡林浩特市的土地利用规划成果进行有效的管理和使用，系统提供建设用地录入、编辑，明细查询功能，方便指标台账的查询与统计，同时系统在辅助决策规划审查上，避免人工审查，缩短审查的时间，并且确保审查的准确性，为国土管理工作提供可靠的依据。如图4-3所示。

图4　-3　锡林浩特土地规划管理信息系统

4.3矿产资源管理信息系统

矿产管理在整个国土矿政管理体系中占有非常重要的地位。如何将矿区采矿区与探矿区的信息直观的表现出来，真正显性地服务于各权利主体，无论从政府还是公众的角度来看，都要求实现矿产的信息化、可视化。

建设矿产资源管理信息系统可以将矿产信息和空间位置通过可视化方式在图上显示出来，更好地为确定矿区的位置、查询相关属性等提供服务；还可以及时更新矿区数据；通过对矿区资料的收集，对采矿权和探矿权等信息进行分析、统计；同时进行矿权分析，为管理部门提供决策依据，可以使矿产相关应用部门实现统一服务、统一共享，为矿产工作提供辅助决策支持。如图4-4所示。

图4　-4锡林浩特矿产资源管理信息系统

4.4三维地理信息系统

锡林浩特市三维地理信息系统是基于地理信息系统和虚拟现实技术、以计算机网络为载体，三维GIS软件为平台，为城市建设、管理和决策提供服务的三维信息系统。该系统以2013年锡林浩特地面分辨率为0.1米的航飞真彩色航空影像为基础，构建三维城市，实现锡林浩特市三维基础地理信息系统管理，为有关领导做出最终决策提供帮助。如图4-5所示。

图4　-5　锡林浩特三维地理信息系统

此外，该系统平台基于数字摄影测量技术的城市三维模型数据，根据建筑物的实际三维地理坐标，构建真实的城市三维景观模型。从而在三维景观模型数据中，获得与实地完全对应的建筑物之间的空间位置关系，可广泛用于城市规划建设、城市空间现状环境测评、用地布局分析，城市防灾分析等领域。

4.5地下管线三维信息系统

城市地下各类管线是一个城市重要的基础设施，担负着信息传输、能源输送等工作，也是城市赖以生存和发展的物质基础。

建成的地下管线三维信息系统运行在锡林浩特市规划局业务网中，侧重数据管理和更新，实现管网信息（图形和属性数据）的入库、存储、管理、查询、分析、统计、输出和辅助决策等工作，建立起图形和属性关联的一体化的综合管网空间数据库。如图4-6所示。

图4　-6　锡林浩特地下管线三维信息系统

管线三维信息系统实现了管线数据的属性化、图形化管理，并通过三维管线模型表现出来。可有助于避免市政建设过程中道路多次开挖，降低施工中地下设施矛盾与事故隐患；提高管线工程规划设计、施工与管理的准确性和科学性，为城市地下空间的利用提供基础信息保障；节省规划审批中挖路断面、确定管线走向的费用，缩短规划周期，减少因规划失策造成的经济损失。对发生在城市设施和环境中的事件，包括事件的发现、核实、协调处置、处置核查等环节。地下管线及其附属设施信息资源可为平台管线事件的定位、协调处置提供数据支撑。

4.6三维街景系统

锡林浩特三维街景系统是数字锡林浩特示范应用系统之一，通过该系统直观的三维街景漫游方式，公众可多方位、多角度的了解锡林浩特市的城市面貌和建设成果，相关部门也可以利用系统为规划决策提供参考。如图4-7所示：

图4　-7锡林浩特三维街景系统

5.数字城市建设的挑战与展望

自2006年以来，国家测绘地理信息局已先后批准24个省市自治区的41个区建设试点，服务于政府科学管理与决策。经过多年的发展，在数字城市地理空间框架、城市规划和管理、房产和官网管理等多方面的建设均取得了一定的成效。目前，全国665个城市中数字城市建设推广与应用城市已达300多个，与2010年10月统计数字112个城市相比，有了很大发展。在示范应用系统落地方面，统计数据显示，已有120多个城市建立了城市规划管理信息系统，200多个城市在不同程度上建立了空间基础设施管理信息系统和综合管网管理信息系统，100多个城市的城建部分建立了办公自动化系统，在提高办公效率、辅助决策支持方面都起到了显著的成效。本文提及的数字锡林浩特地理空间框架与示范应用系统建设正是我国数字城市大发展下的一个缩影。

在国家“十二五”发展大环境下，我国的数字城市建设将迎来空前的利好形势，同时，也面临着来自各层次高要求高标准的挑战。

一方面，国家信息化的深入，城镇发展的需求，科学技术的进步，基础设施建设提速，社会公众的关注等，都从各个角度带动推动着数字城市建设发展。

另一方面，我国数字城市建设起步晚，发展快，各地数字城市信息化基础参差不齐，对我国现有数字城市的组织制度、推广应用、产业形成和保障机制等各环节提出挑战。比如，在制度上缺乏总体规划，建设模式千差万别，管理组织困难；技术上缺乏标准化推广的成熟技术；应用上各部门、单位间缺乏协同和共享，形成信息孤岛；产业上政府投资推动为主，发展模式滞后等问题。

总体而言，未来“十二五”期间，我国数字城市发展的目标更为明确，未来的发展也将因势利导、顺势而为。其发展趋势主要体现在：从原来单纯的技术驱动机制转为应用需求驱动；从形成“信息孤岛”的各自为政的思维方式转向统筹规划的综合考量；从政府包揽的建设模式转为政府、企业和公众共同参与的模式；注重数字城市各组织机构横向协调机制的建立；关注网络信息技术、物联网、云计算、地理信息技术等关键技术的创新发展等。将数字城市建设逐步应用到大众生活当中，不断强化数字城市的服务本质，为未来走向“智慧城市”打下坚实基础。

［1］中国数字城市发展研究报告（2011—2012年度）（仇保兴主编中国建筑工业出版社）.

［2］3S新闻周刊（数字城市增刊）（2012年6月15日）.

［3］数字锡林浩特地理空间框架建设项目设计书（张贵俊石建军王俊枝2013年10月）.

［4］内蒙古自治区数字市县地理信息公共服务平台建设指南（试行）（2011年8月）.

［5］《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》（国测国字［2006］35号）.

［6］《关于全面加快数字城市地理空间框架建设试点与推广工作的通知》（国测国字［2008］38号）.

［7］《国家测绘局关于进一步加快推进数字城市建设的通知》（国测国发［2010］48号）.