数字城市地理空间框架建设与应用

委民正

（福建省地质测绘院，福建 福州 350011）

数字城市地理空间框架是城市地理信息数据及其采集、加工、服务过程中涉及的政策、法规、技术、设施与人力资源的总称[1]。为了整合与充分发挥地理信息数据资源优势，推动城市信息化建设，《关于开展数字城市地理空间框架建设试点工作的通知》（国测国字［2006］18号）于2006年5月正式颁布，该通知从国家层面正式推动数字城市地理空间框架的建设工作。

数字城市地理空间框架为经济社会发展提供了重要的基础平台，可免费为各部门、企事业单位及社会公众提供数据服务，消除信息孤岛，实现共建共享。

1 国内数字城市地理空间框架建设现状

目前，数字城市地理空间框架建设已经取得了显著发展，经查阅国家地理信息公共服务平台（天地图）网站，全国共开展了686个数字县域地理空间框架建设项目，成果应用范围涉及政府管理决策、公共安全、应急保障、资源开发利用、重大工程建设以及百姓生活等各个方面[2-4]，对信息共享起到了重要作用，同时服务于宏观调控、社会管理、科学决策等方面。多个城市的县管部门反馈，基于地理信息公共平台的业务工作效率大幅度提高，对政府决策的科学性帮助巨大，对于带动经济增长的作用较大[5]。

2 数字寿宁地理空间框架建设

2.1 项目目标与任务

为了使建成的寿宁基础地理信息数据库管理系统能够有效地进行数据管理和社会服务，系统建设的总体目标是运用空间信息技术，结合现代化通信手段、计算机及数据库技术，基于寿宁县基础地理信息数据特点，建设一个软、硬件一体化，各数据有机联系，具备高效数据安全管理与维护、数据查询、数据表达等功能的基础地理信息数据库管理系统。本项目在广泛调研寿宁县委办局和相关单位的基础上，采用独立建设模式开展建设工作，包括基础地理信息资源建设、地理信息公共平台建设、应用示范系统建设。

（1）基础地理信息资源建设。

3D数据整合及相应元数据生产：主要生产中心城区1∶1 000大比例尺DLG、DOM、DEM数据。

三维城市景观模型：主要生产中心城区三维景观模型数据和86个360°全景数据。

基础地理信息数据库管理系统：实现基础地理信息数据库入库、维护及历史数据的相关管理。

三维地理信息系统研发：实现数据的集成、发布和浏览、查询和分析等功能。

专题数据建设：整合各类政务专题信息，满足政府应用。

公共地理框架数据库管理系统：实现数据入库、切片、更新等。

（2）地理信息公共平台建设。

政务版地理信息公共平台和公众版地理信息公共平台包含在线服务、运维管理、门户网站子系统，实现地理信息服务发布、服务查询、地图调用、地图浏览，地图API及服务接口、用户管理、服务统计等功能。

（3）应用示范系统建设。

寿宁农转用数据管理系统；寿宁县不动产登记系统；寿宁县古树名木管理信息系统；寿宁县三峰山旅游管理信息系统；寿宁县美丽乡村服务网建设系统。

2.2 系统总体架构

数字寿宁地理空间框架建设项目采用独立建设模式，经过项目需求调研和资料收集、设计书编制、地理信息数据生产和运行支持环境建设、数据成果检查验收与软件系统测评等工作环节[6-8]，根据功能和需求不同，系统设计和开发基于统一的管理平台，通过不同的功能模块组合，实现对多源、多类型、多比例尺空间数据的批量入库与集成管理。

寿宁三维地理信息系统总体结构如图1所示。

图1 寿宁三维地理信息系统总体框架

（1）支撑层。

包括系统软件环境和硬件环境。软件配置包括GIS软件、数据库、操作系统与开发工具等。硬件包括服务器、微机和网络环境等，对硬件进行集成是系统实现的前提和基础。经过对现有机房的升级改造，目前已实现内外网物理隔离。

（2）数据层。

主要包括大地测量数据、数字高程模型数据、数字正射影像数据、元数据等。数字寿宁地理空间框架数据均以在线服务的形式提供，用户可以通过网络方便地浏览、查询、获取和调用丰富的、现势性好的地理信息数据，节约大量的数据采购、处理与更新费用，实现“分建共享、在线集成”[9]，用户不需要具备专业的地理信息知识，就可以构建各类地理信息应用系统，降低应用开发的门槛，节约应用系统建设成本。

（3）接口层。

包括GIS应用开发组件和数据访问接口。

（4）逻辑层。

采用GIS平台提供的组件接口，负责系统业务逻辑的实现，如空间数据的载入、表现和操作等。根据数字寿宁地理空间框架建设、寿宁县自然资源局、其他委办局的生产需要以及数字寿宁发展远景，确定系统的主体目标，获得系统设计的当前模型，根据系统当前模型抽象出当前系统的逻辑模型，分解目标系统与当前系统逻辑上的差异，建立目标系统逻辑模型。

（5）表现层。

满足基础地理信息数据的管理需要，表现为各应用管理系统。

3 框架建设应用与推广模式

3.1 数据应用

数字寿宁地理空间框架建设的最终目的是实现数字寿宁成果的共享和推广应用。在数据应用方面，充分考虑寿宁县现有的数据情况，在整合改造原有数据的基础上，生产了现势性好、分辨率高的主城区线划地形数据、航空影像数据和采集了寿宁县主城区的地名地址数据，利用最新的航空影像数据进行寿宁县电子地图生产，目前已经被寿宁县自然资源局、不动产登记中心、旅游局、县委等委办局应用。

3.2 平台应用

数字寿宁地理空间框架建设了政务版地理信息公共平台、公众版地理信息公共平台和运行于寿宁县政务信息网环境的三维地理信息系统。

政务版地理信息公共平台通过政务信息网为政府部门提供地理信息服务。公众版地理信息公共平台主要为政务公开、企事业单位及社会公众提供地理信息服务。公众版地理信息公共平台（天地图·寿宁）主要通过桌面浏览器端为用户提供二维地理信息服务。三维地理信息系统运行于政务信息网，将集成城市基础地理信息与专题地理信息，为宏观决策、应急指挥、国土规划等提供支持。

平台的应用推广采用边建边用、分层次分阶段的推进模式，最大限度地实现地理信息公共服务平台的应用。目前平台已经部署在局域网、政务信息网和互联网，发布了电子地图（WMTS）、影像（WMS）、高程数据（WMS）、地名地址（WFSG）、实体数据（WMS、WFS）、国土行业专题数据（WMS、WFS）、路网数据（WFS）以及POI兴趣点（WFS）等地图服务，发布了地图查询、分析等功能服务，提供了二次开发接口，可为寿宁县政府部门、企业单位和社会公众提供地图浏览、查询定位、空间分析、服务调用、地理信息系统定制开发等服务。

3.2.1 基于局域网应用

目前，基于局域网的应用对象主要是寿宁县自然资源局。寿宁县国土资源管理系统可通过二次开发接口直接调用平台发布的各类地理信息服务，将国土资源专题信息与地理空间框架数据进行对接，为寿宁县国土资源的业务管理提供直观的地理信息底图。

3.2.2 基于政务网应用

基于政务信息网的应用对象主要是寿宁县政府领导机关和行业应用部门。政务版公共平台通过在线服务系统发布了电子地图、影像、高程数据、地名地址、实体数据等丰富的地图服务；通过门户网站提供了地图浏览、服务中心、地图收藏、共享交换、应用开发、互联互通等功能模块；通过运维管理系统提供了组织机构管理、授权管理、日志管理、平台监控和平台审核办理等功能。丰富的地图服务和功能服务将为国民经济建设、经济社会发展和产业发展提供地理信息保障。

3.2.3 基于互联网应用

公众版地理信息公共服务平台除了面向公众提供地理信息共享服务外，更侧重电子地图的浏览及兴趣点、地名的查询检索。

天地图·寿宁（公众版公共平台）部署在互联网上，除了为政府部门、企事业单位和社会公众提供电子地图、个性地图、应用开发、专题应用等服务外，同时发布了18～20级（1∶2 000～1∶500）电子地图、地名地址、1∶500实体等数据服务，为市民出行、购物、旅游、商务等各种活动提供了权威、统一的定位基准和空间载体，使其成为市民日常生活不可缺少的助手。

3.3 推广措施

为了推进数字寿宁地理空间框架建设成果的广泛应用，不断提升寿宁县地理信息服务保障水平。领导小组办公室开展多种推广措施，促使项目成果发挥出最大效益。

3.3.1 政府主导并制定政策机制

只有政府主导才能协调相关部门密切配合，才能有效维护公共平台在城市信息化建设中的权威性和唯一性、实现资源共享、避免重复建设。在政府主导下才能提供足够的资金用于平台的更新维护。长期以来，各应用部门的专题信息与基础空间信息同类要素存在基准和分类编码不一致等问题，造成信息无法集成使用。因此，为了满足各应用部门内部业务需要，需要由政府主导建立统一的空间基准和分类编码以及面向信息化要求的技术标准。

3.3.2 加强宣传和技术培训

项目宣传和技术培训非常关键。地理空间框架建设意义重大，转变了传统的纸质和电子拷贝方式服务模式，建立了低碳环保的网络化地理信息服务模式，降低了地理信息系统开发成本。项目宣传和技术培训根本在于转变用户的观念，让更多的用户感知地理信息公共服务平台的价值，最终引导用户基于平台开展地理信息系统应用，逐步让已建立的地理信息系统接入平台。项目组通过政府网站、科技展览、电视广播、现场会、技术培训、业务交流等多种方式向广大用户宣传地理空间框架建设意义及其应用前景，取得了良好的效果。

4 框架建设效益分析

目前，该项目成果已经开始逐步应用于寿宁县政府部门、委办局和社会公众，避免了信息资源重复建设，促进测绘成果的广泛应用，已经充分凸显了地理信息资源的基础性、公益性作用，取得了比较显著的社会效益和经济效益。

4.1 社会效益

数字寿宁地理空间框架建设成果在政府科学决策、公共服务等方面发挥了积极作用，进一步提高了寿宁测绘保障能力和服务水平，为经济社会发展和信息化建设提供了更有力支撑。

4.2 经济效益

随着寿宁县经济建设飞速发展，地理要素不断变化，信息化建设的需求越来越高，迫切需要加快地理空间框架的建设，不仅实现各级部门间的地理空间数据共享，彻底消除信息孤岛，同时在数字寿宁地理空间框架的基础上能够搭建诸如寿宁县国土资源一张图、寿宁县多规合一等模块，减少基础设施的重复建设和重复投入，向集约化方向发展。

5 结语

数字城市的本质是信息化，包括网络化、智能化等。为了持续推进城市可持续化现代化发展，数字化城市建设是基础，是对人民群众长远利益的充分保障，同时对于培养人才、提高社会文明度具有重要意义。数字寿宁地理空间框架的建成与应用，为不同部门提供及时有效的政务应用服务，保证各部门地理信息数据的兼容性与一致性，同时为部门间工作的有效协调提供了良好的平台与基础。数字寿宁地理空间框架的建成与应用，解决了地理信息资源共享的堵点，对于公共服务的能力与政府决策水平的提高具有重要促进作用。推动了企事业单位基于地理信息开展各类增值服务，为人们的日常活动提供了更便捷的生活服务。