我国城市空间数据和GIS应用的前景

<P>需求</P>
<P align=left>　　人类即将进入21世纪。新世纪的城市必将有巨大的发展，同时也会面临着严峻的挑战。城市无疑是社会全面发展的关键，全世界都面对着难以解决的许多城市问题。城市规划、建设、管理与服务追求的目标是高起点的规划、高标准的建设、高效率的管理和高质量的服务。目前，城市规划、建筑界以及社会、经济界的许多专家学者和政府官员都在对城市的现状和发展进行思考和再认识[1~3]。
　　我国的城市必须走可持续发展的道路，制定城市发展战略不仅需要信息支持和信息服务，同时更需要基于信息的科学决策支持。据估计，人类信息的75%~80%都与地理空间位置有关。显然，城市发展需要城市GIS及相关技术的支持。我们认为，GIS在以下诸方面将会大有作为。
　　1） 城市规划、建设与管理
　　我国的城市规划成就辉煌，但城市规划的现状却并不总是令人满意；在城市各种基础设施建设中，事故时有发生；城市建设的市场不规范，许多问题急待解决；城市交通、土地、水资源、能源、灾害管理和决策的水平急需改善和提高。为寻求解决这些问题的对策，广大城市规划师和城市决策者迫切希望能够更完整、准确和全面地把握城市及其周边环境的动态空间特征。
　　2） 城市化与城市可持续发展
　　我国1999年的城市化水平已经达到30.9%，进入了城市化的快速发展时期。城市化是社会经济发展的必然趋势，它将给社会发展带来新的机遇，从而提高我国的总体国力和现代化水平，但城市化同时也将带来一系列问题[3，4]，如空间布局混乱、人口膨胀、环境危机、资源危机、耕地浪费、交通堵塞、灾害加剧和人居质量恶化等。为了缓解这些危机，必须及时准确地掌握相应的空间信息。
　　3） 小城镇规划与建设
　　发展小城镇是我国经济社会发展的一个大战略，是实现城市化的必由之路。1998年底，我国已有建制镇和乡集镇近5万个。小城镇的规划与建设是当前的一项重要工作，引起了国家主管部门的高度重视。诸如小城镇交通网络与内部道路配置、给水排水系统规划、供热供燃气规划、环卫设施与生态环境保护规划、防灾减灾规划、土地与水资源合理利用等都急需包括GIS技术在内的高科技的支撑。
　　4） 城市住宅产业发展
　　发展城市住宅产业是当前的一大热点。随着住房制度改革的深入，城市住宅产业将有大的发展，在社区和住宅的规划设计、建设以及住宅营销和物业管理等方面住宅产业信息化的需求十分旺盛。
　　5） 城市社会与公众服务
　　城市信息服务业方兴未艾。基于城市空间信息的服务，一方面可为企业提供信息服务，以提高它们在市场经济条件下的应变能力，公安、消防、金融、保险、通讯等城市特殊行业对地理信息服务的潜在需求不可低估；另一方面则是为社会公众提供开放性的资讯服务，从而改善和提高人们的生活质量与效率。
　　上述这些方面都离不开各种城市空间数据和基于数据服务的支持。当前摆在地球空间信息科技工作者面前的一个重要课题是城市GIS及相关技术如何为其提供有效的支持和服务。
　　就城市空间数据尤其是大比例尺空间数据的获取与提供来说，“快、准、全、廉”应该是追求的目标。这里所说的“快”，指的是数据生产与更新的周期要短，作业效率要高，数据交付应迅速；“准”表示适应用户需求的数据的空间特征、属性特征和时间特征应准确，也就是说数据的几何精度、属性精度和现势性要高；“全”反映的是为满足用户需求所生产和提供的数据在空间、属性和时间上要全面、完整。这里有2层含义，一是要保证数据的完整性，二是要体现数据的真3维和时态性。“廉”主要是指经济性，目前数据的生产经费过低，而数据的销售价格又偏高，这一矛盾如果解决不好，有可能带来一系列负面效应。
　　除线划图外的一些新类型数据正逐步被人们所认识和理解，许多用户也准备接受这些数据，但这些数据的实际可用性却面临挑战。数字正射影像数据具有一系列的优越性，许多城市也已开始生产大比例尺数字正射影像数据。但由于数字正射影像数据量大，传输效率低，最终用户的使用相当不便，如何寻求高质量的快速有效的压缩与解压缩技术对于推动数字正射影像图的应用至关紧要。此外，3维数据是当前的热点，也是未来的趋势，但不同系统间数据的互操作和海量数据的存储与应用等问题需要有新的发展。
　　为了实现城市空间数据在一个城市、一个地区以至全国范围内的共享，诸如标准化和空间基准的一致性等技术问题也必须有实质性的突破。
　　就城市GIS而言，如何选准服务的目标和切入点是当前面临的挑战。3D GIS、TGIS（时态GIS）以及WebGIS等技术必须与其最终服务目标统一起来才能真正发挥作用，过分追求技术的先进性可能会牺牲系统的实用性与可操作性，最终也将降低系统的生命力。各种系统之间如何真正实现无缝集成与无限扩展尚有许多技术问题待解决。凡此种种，都决定了城市地理信息技术的未来任重而道远。
　　实际上，除技术因素外，管理、政策和经济方面的因素也是不容忽视的。 </P>
<P>行动</P>
<P>　　面对上述挑战，政府有关部门和一些企业已经或正在采取一些行动。
　　作为国家建设行政主管部门，建设部近年来在推动城市空间数据发展和GIS技术应用方面做了大量工作。1998年，建设部规划司等提出了城市空间数据发展的举措[6]，主要包括：依靠科技进步，推行新技术，鼓励使用影像图代替矢量图或将影像图与简化的矢量图套合使用；增加政府投入；加快体制改革，实行城市测绘管理与生产的分离；改进管理，利用行政手段促进数据开放，结合工程建设审批和竣工验收进行图件更新，并把地形图更新与地籍图和房产图的更新结合起来等。
　　在1997年召开的全国城市规划行业新技术应用经验交流会上，建设部规划司也提出了城市规划GIS的发展目标[7]，其中至2000年的近期目标是：在大城市，普及数字化成图技术；有条件的城市，要建立基础图形数据库，并开始对外提供数字化地图；部分城市在建立综合规划信息系统上有一定突破，并投入正式运行。到2010年的远期目标是：多数大中城市完成城市规划地理信息系统的建设，大部分投入实际运行。
　　最近，建设部计划在全国范围内启动“城市规划、建设、管理与服务的数字化工程”项目。该项目的总体目标是：建设适合我国城市规划、建设与管理实践的数字化系统，实现全国范围内城市规划、建设与管理工作的信息共享和业务应用，大力提高城市的信息化水平和城市管理的现代化水平；为国家及各级行政主管部门的科学管理与决策提供及时、准确和权威的信息支持；为各类企业和广大公众提供方便、有效和权威的信息服务；通过数字化工程的实施，改造传统产业，推动技术进步，保证城市经济、社会、环境和科技的协调发展。该项目明确地将数字城市确定为其终极目标。可以预料，该项目的实施，将大大推动城市空间数据生产和城市GIS技术的发展与应用。
　　与此同时，众多企业也行动起来。除国内原有GIS软件商外，以城市空间数据生产、城市GIS开发和数字城市为服务对象的高新技术公司相继建立，一些大型软件或系统服务商也已进入城市GIS开发与集成领域，面向公众的数据服务业务也已开始起步。一些有实力的企业甚至准备投入资金介入城市空间数据的生产与更新。企业的介入，无疑将给城市空间数据生产和城市GIS的发展增添新的活力。</P>
<P>前景 </P>
<P>我们相信，未来若干年空间数据采集和GIS技术将会有新的更大的发展，从而给城市空间数据生产和GIS应用增添新的生命力。
　　以信息高速公路和计算机宽带高速网为代表的国家信息基础设施（NII）的建设、高分辨率卫星影像技术的实用化、数字摄影测量和空间定位技术的发展以及超大容量、高速数据存储设备的发展将给城市空间数据生产和GIS应用带来巨大积极效用。
　　新的数据获取与更新技术的发展、新数据形式的应用、数据共享政策及其实施、国家多尺度空间数据基础设施的建设以及数字地球和数字城市的建设都将大大改善我国城市空间数据的状况。
　　GIS技术的一些最新发展（如WebGIS、OpenGIS、ComGIS、3D GIS、TGIS等）将在城市得到实际应用，从而提高GIS系统应用的水平。
　　城市GIS将进一步由技术推动转向应用牵引。面向应用将是GIS的生命，GIS与其它技术的集成将成为主流，应用系统的质量将稳步提高，用户的意识和行动将更有利于GIS的发展，应用将向深层次和大众化两极发展。
　　21世纪我国的城市将会有更大的发展，城市的发展将给城市GIS技术带来新的机遇。城市GIS虽然面临挑战，但未来无限光明。由于GIS本身的特点，过去建立起来的城市GIS系统的实际效益在未来几年将会逐步显示出来，人们的认识会进一步提高，城市GIS的生命力将愈加旺盛，并将会发挥应有的、符合其特点的作用，城市GIS也将真正走向产业化和市场化。
我们应该从现在做起，从踏踏实实的工作做起，政府、用户、商家和大众都应放眼未来，通过有效的合作，促进城市GIS的持续健康发展。
　　本文完成过程中，得到了蔡力群高级工程师的帮助，特此致谢。 </P>
<P>参考文献 </P>
<P><B>[1]</B> 建设部“跨世纪中国城市发展战略”课题组，经济全球化与中国城市发展对策，城市规划，1999（7）
<B>[2]</B> 吴良镛. 城市世纪、城市问题、城市规划与市长的作用. 城市规划. 2000（4）
<B>[3]</B> 李秉仁. 关于我国城市可持续发展若干问题的思考. 城市发展研究. 1999（4）
<B>[4]</B> 陈述彭，周成虎，曾杉. 我国城市化问题与城市地理信息系统的紧迫任务. 见：林珲主编. 城市地理信息系统学术论坛，香港：地球信息科学联合实验室出版. 1998
<B>[5]</B> 中国城市规划设计研究院，我国城市地理信息系统应用现状与发展战略研究，1998年9月
<B>[6]</B> 建设部规划司等. 信息技术在城市规划中的应用的调查及建议. 1998年4月
<B>[7]</B> 建设部规划司等. 全国城市规划新技术应用经验交流会文件汇编. 1997年12月
<B>[8]</B> 王丹. 城市空间基础信息、城市GIS与城市地理信息产业化. 城市勘测. 1998（4）
<B>[9] </B>王丹. 数字城市与城市地理信息产业化——机遇与挑战. 遥感信息. 2000（2）
<B>[10]</B>王丹，蔡力群. 我国城市空间基础数据的现状与发展. 城市规划. 2000（6）
（载《工程勘察》01/2001）
<!--- 文章正文结束---></P>

<P>顶!真不错!写的很详实!</P>

  有价值! 再支持!顶起来<img src="images/post/smile/dvbbs/em01.gif" />