孫祥會(huì) 張淑淑 孔令坤 劉瑞明

摘 ? ?要：為了緩解城市壓力，控制城市污染問題，國家非常注重建設(shè)數(shù)字城市，同時(shí)，通過構(gòu)建基于GIS的數(shù)字城市地理空間框架來全面監(jiān)控城市建設(shè)狀況。從整體結(jié)構(gòu)來分析，基于GIS的數(shù)字城市地理空間框架由六種關(guān)鍵技術(shù)組成，分別是GIS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、影像數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、EAL技術(shù)和SOA技術(shù)，這六種技術(shù)在發(fā)揮獨(dú)立功能的同時(shí)互相作用，使基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)更為有效。本文將簡單分析基于GIS的數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)，希望能為數(shù)字城市建設(shè)工作提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：GIS;數(shù)字城市;地理空間框架;建設(shè)

1 ?前言

進(jìn)入21世紀(jì)后，中國城市化建設(shè)速度在不斷加快，城市環(huán)境污染、資源短缺、交通擁堵問題極為嚴(yán)重，在冬季，北方城市時(shí)常出現(xiàn)霧霾天氣。為此，國家提出了建設(shè)數(shù)字城市理念。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國已有500座城市轉(zhuǎn)型為數(shù)字城市，從而有效緩解了城市壓力和環(huán)境污染問題，使城市服務(wù)功能得到進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)，有效提升了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文將簡單介紹數(shù)字城市的基本概念，系統(tǒng)論述基于GIS的數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)方案，并綜合分析基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)功能。

2 ?數(shù)字城市的基本概念

當(dāng)代數(shù)字城市（ digital city） 側(cè)重于電子政務(wù)、醫(yī)療、交通、旅游觀光服務(wù)業(yè)等方面的數(shù)字信息化建設(shè)，然而，各方面信息建設(shè)呈現(xiàn)出顯著的碎片化與重復(fù)性特征，信息銜接不足，不利于數(shù)字城市建設(shè)的發(fā)展。對(duì)此，需要加強(qiáng)基于GIS的數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)，構(gòu)建數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)，打造數(shù)字城市網(wǎng)絡(luò)生態(tài)環(huán)境，秉承按需服務(wù)原則，為廣大市民提供便捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，配置資源共享池，促進(jìn)各城市跨地區(qū)、跨業(yè)務(wù)、跨部門的系統(tǒng)共享與數(shù)字信息資源共享，全面優(yōu)化數(shù)字城市綜合功能。此外，數(shù)字城市建設(shè)由海量數(shù)據(jù)組合而成，主要包括城市信息服務(wù)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)矢量數(shù)據(jù)、地理編碼數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組合，就必須構(gòu)建基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)，提高該平臺(tái)數(shù)據(jù)管理能力，建設(shè)城市基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫。從整體結(jié)構(gòu)來分析，城市基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫由部門專項(xiàng)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)急響應(yīng)數(shù)據(jù)庫、政府公共數(shù)據(jù)庫、數(shù)字企業(yè)開發(fā)平臺(tái)、數(shù)字社區(qū)應(yīng)用平臺(tái)、電子商務(wù)應(yīng)用平臺(tái)和其他應(yīng)用平臺(tái);數(shù)據(jù)倉庫組合包括遙感影像圖庫、數(shù)字柵格地圖庫、數(shù)字線劃地圖庫、數(shù)字高程模型庫、地名數(shù)據(jù)庫、城市專題庫、其他數(shù)據(jù)庫等。

3 ?基于GIS的數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)方案

3.1 ?GIS技術(shù)

GIS技術(shù)是當(dāng)代數(shù)據(jù)城市地理空間框架建設(shè)的核心技術(shù)，該技術(shù)能夠準(zhǔn)確定位數(shù)字城市空間數(shù)據(jù)基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)城市厘米級(jí)精度，同時(shí)，構(gòu)建高精度的平面坐標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，根據(jù)信息定位準(zhǔn)確獲取三維坐標(biāo)。其次，GIS技術(shù)具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索與更新功能，因而能夠有效加強(qiáng)數(shù)字城市建設(shè)，為城市管理與發(fā)展以及優(yōu)化城市平臺(tái)服務(wù)體系提供準(zhǔn)確的參考信息。另外，GIS技術(shù)具備交互式仿真功能與虛擬仿真功能，因此，能夠組建數(shù)字城市虛擬系統(tǒng)和虛擬化地理信息系統(tǒng)，讓市民通過聽覺與視覺感知城市環(huán)境，達(dá)到身臨其境的效果。

3.2 ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

1999年，物聯(lián)網(wǎng)基本概念被首次提出，其英文名為The Internet of Things，直譯為“物與物相連接的互聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)是將信息感知、傳遞、識(shí)別、分析、測(cè)控等功能均連接于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)信息智能化識(shí)別管理目標(biāo)。從宏觀層次來看，物聯(lián)網(wǎng)的特征體現(xiàn)在三個(gè)方面：全面性感知，可靠性傳遞，做好設(shè)施處理。進(jìn)入21世紀(jì)后，國家將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域推送到各個(gè)行業(yè)，智慧城市建設(shè)行業(yè)自然也不例外。此外，從物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系來看，其關(guān)鍵技術(shù)包括云計(jì)算技術(shù)、信息傳感技術(shù)、通信技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、融合技術(shù)、接入網(wǎng)技術(shù)、納米技術(shù)、尋址技術(shù)、公共服務(wù)軟件管理技術(shù)和路由技術(shù)。各項(xiàng)技術(shù)功能融合為一體能夠及時(shí)收集、識(shí)別和分析信息，確保信息的安全傳輸與指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。

3.3 ?影像數(shù)據(jù)技術(shù)

從微觀層次來分析，影像數(shù)據(jù)技術(shù)是數(shù)字?jǐn)z影技術(shù)、航空攝影技術(shù)、衛(wèi)星攝影技術(shù)與相關(guān)數(shù)據(jù)軟件的集成技術(shù)，該技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)影像分辨率較高，能夠準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)特征、形狀和地面物體，判斷目標(biāo)所在空間位置。其次，影像數(shù)據(jù)技術(shù)能夠運(yùn)用多重分析法讀取城市建筑、土地利用規(guī)劃、房地產(chǎn)開發(fā)等數(shù)據(jù)信息，并做好影像的準(zhǔn)確解譯工作。

3.4 ?數(shù)據(jù)管理技術(shù)

數(shù)字城市管理工作需要對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和處理，這就需要發(fā)揮數(shù)據(jù)管理技術(shù)的作用，該技術(shù)具備海量空間數(shù)據(jù)整合、分析、處理和統(tǒng)一管理功能，能夠在GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上組建各種相宜的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，提供完善的數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.5 ?EAL技術(shù)

EAL技術(shù)屬于一種集成技術(shù)，該技術(shù)平臺(tái)會(huì)結(jié)合不同端口技術(shù)特征提供相應(yīng)的適配器，并根據(jù)不同技術(shù)業(yè)務(wù)正確接入適配器，并集成各項(xiàng)業(yè)務(wù)，縮減接口的連接數(shù)量，構(gòu)建多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的集成模式。當(dāng)接口出現(xiàn)變化，EAL技術(shù)平臺(tái)能夠及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，延伸業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)功能，降低業(yè)務(wù)升級(jí)和維護(hù)復(fù)雜性，做好大量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和配置工作，提升集成技術(shù)的開放性與靈活性。

3.6 ?SOA技術(shù)

SOA技術(shù)是一種服務(wù)架構(gòu)技術(shù)，該技術(shù)能夠集成各種離散的業(yè)務(wù)，構(gòu)建服務(wù)總線，設(shè)置綜合性服務(wù)化平臺(tái)，全面優(yōu)化業(yè)務(wù)應(yīng)用功能。

4 ?基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)功能

4.1 ?平臺(tái)定位功能

基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)能夠同定位功能來了解數(shù)字城市規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、城市建設(shè)、城市管理、各項(xiàng)服務(wù)運(yùn)營與發(fā)展活動(dòng)，同時(shí)，提供各種異構(gòu)系統(tǒng)之間的數(shù)字信息和指令雙向傳輸服務(wù)。

4.2 ?軟件復(fù)用功能

基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)可以解決數(shù)字城市網(wǎng)絡(luò)代碼重復(fù)開發(fā)、信息組建重復(fù)的封裝與系統(tǒng)重復(fù)部署問題，優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)系統(tǒng)，做好系統(tǒng)部署工作和測(cè)試工作，提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)效率。

4.3 ?系統(tǒng)集成功能

基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)能夠?qū)⒉煌到y(tǒng)中各項(xiàng)分散的業(yè)務(wù)流程銜接在一起，集成整體業(yè)務(wù)管理體系與數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建統(tǒng)一化與繼承性架構(gòu)，促進(jìn)不同系統(tǒng)之家的數(shù)據(jù)集成，解決多種應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合問題。

4.4 ?技術(shù)開發(fā)功能

基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)能夠?qū)M足數(shù)字城市的發(fā)展需求，統(tǒng)一互操作流程與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，降低數(shù)字城市管理技術(shù)開發(fā)難度，促進(jìn)城市管理系統(tǒng)升級(jí)，提高快速交付能力。

4.5 ?業(yè)務(wù)支撐功能

基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)能夠?qū)⒕唧w的業(yè)務(wù)組合成一個(gè)完整的軟件業(yè)務(wù)框架，固化業(yè)務(wù)流程，對(duì)業(yè)務(wù)的屬性予以封裝，做好業(yè)務(wù)規(guī)劃工作，滿足業(yè)務(wù)的快速響應(yīng)需求，降低業(yè)務(wù)實(shí)施成本。

5 ?結(jié)束語

綜上所述，緩解城市壓力和環(huán)境污染問題，優(yōu)化城市服務(wù)功能，加強(qiáng)數(shù)字城市建設(shè)，必須全面優(yōu)化基于GIS的數(shù)字城市地理空間框架建設(shè)方案，綜合發(fā)揮GIS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、影像數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、EAL技術(shù)和SOA技術(shù)的作用，搭建數(shù)字企業(yè)開發(fā)平臺(tái)、數(shù)字社區(qū)應(yīng)用平臺(tái)、電子商務(wù)應(yīng)用平臺(tái)和其他應(yīng)用平臺(tái)，組建遙感影像圖庫、數(shù)字柵格地圖庫、數(shù)字線劃地圖庫、數(shù)字高程模型庫、地名數(shù)據(jù)庫、城市專題庫、其他數(shù)據(jù)庫，不斷優(yōu)化基于GIS的數(shù)字城市地理空間管理平臺(tái)功能。

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