數(shù)字化城市管理新模式實現(xiàn)中空間數(shù)據(jù)建設(shè)的幾個問題

1、數(shù)字化城市管理新模式實現(xiàn)中空間數(shù)據(jù)建設(shè)的幾個問題摘要：空間數(shù)據(jù)在數(shù)字化城市管理新模式實現(xiàn)中不僅起了十分重要的支撐和保障作用，而且大大提升了該模式的應(yīng)用功效。本文介紹了新模式中空間數(shù)據(jù)的類型及基本質(zhì)量要求，分析了專題數(shù)據(jù)、地理空間框架數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)建設(shè)的技術(shù)方法、質(zhì)量控制措施以及存在的問題，提出了相應(yīng)的對策建議。關(guān)鍵詞：數(shù)字化城市管理模式數(shù)字化城市管理系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制數(shù)據(jù)共享引言2004年，北京市東城區(qū)率先創(chuàng)立并實現(xiàn)了數(shù)字化城市管理（亦稱網(wǎng)格化城市管理）新模式1，顯著促進了城市管理效率的提高和管理水平的提升，有力地推動了我國數(shù)字城市的建設(shè)與發(fā)展。數(shù)字化城市管理新模式是一種新型城市管理模式，它依

2、托數(shù)字城市技術(shù)，采用萬米單元網(wǎng)格管理和城市部件管理方法，實現(xiàn)城市管理空間細化和管理對象的精確定位，創(chuàng)建城市管理新體制，再造城市管理流程，實現(xiàn)精確、敏捷、高效、全時段監(jiān)控和全方位覆蓋。該模式主要由7部分構(gòu)成，分別是萬米單元網(wǎng)格管理法、城市部件管理法、城管通信息采集器、城市管理流程再造、城市管理體制“雙軸化”、綜合績效評價體系以及多種技術(shù)集成的網(wǎng)格化城市管理信息平臺1。目前該模式正在全國范圍內(nèi)推廣應(yīng)用23。在數(shù)字化城市管理新模式的提出及其實現(xiàn)中，綜合運用了地理信息系統(tǒng)（gis）、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（gnss）、遙感等地理空間信息技術(shù)以及管理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、無線通訊等技術(shù)。其中g(shù)is技術(shù)包括w

3、ebgis、移動gis、地理編碼等技術(shù)以及網(wǎng)格gis的基本思想。應(yīng)該說，地理空間信息技術(shù)是數(shù)字化城市管理新模式提出的技術(shù)基礎(chǔ)，也是新模式實現(xiàn)的基本技術(shù)手段。沒有地理空間信息技術(shù)的支撐，也就不可能有數(shù)字化城市管理新模式。本文根據(jù)作者所在單位參與的幾個數(shù)字化城市管理系統(tǒng)建設(shè)實踐，對其中空間數(shù)據(jù)建設(shè)的有關(guān)問題進行分析和討論，并提出一些建議。一、數(shù)字化城市管理新模式中的空間數(shù)據(jù)及其技術(shù)質(zhì)量要求（一）數(shù)字化城市管理系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)數(shù)字化城市管理新模式的提出及實現(xiàn)，是以完善的城市空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)的145。在這里，空間數(shù)據(jù)不僅起了十分重要的支撐和保障作用，而且大大提升了該模式的實際應(yīng)用功效。數(shù)字化城市

4、管理新模式實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)是建立并運行數(shù)字化城市管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含的空間數(shù)據(jù)可以分為數(shù)字化城市管理專題數(shù)據(jù)、地理空間框架數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的元數(shù)據(jù)（見表1）。專題數(shù)據(jù)包括單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)、部件數(shù)據(jù)和事件數(shù)據(jù)；地理空間框架數(shù)據(jù)主要有道路數(shù)據(jù)、建構(gòu)筑物數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、地理編碼數(shù)據(jù)以及正射影像數(shù)據(jù)等；元數(shù)據(jù)則用來描述和說明各種專題數(shù)據(jù)和地理空間框架數(shù)據(jù)的特征和獲取過程情況等。（二）空間數(shù)據(jù)的技術(shù)質(zhì)量要求數(shù)字化城市管理系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的技術(shù)質(zhì)量要求等在已經(jīng)頒布實施的有關(guān)城市地理信息技術(shù)標準以及為推廣數(shù)字化城市管理新模式而專門編制的城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)系列標準（參見表1）中都有明確的規(guī)定。簡單地說，為滿足數(shù)

5、字化城市管理的應(yīng)用需求，空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容應(yīng)更詳細，幾何和屬性精度應(yīng)更高，現(xiàn)勢性應(yīng)更強。1.單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)單元網(wǎng)格是數(shù)字化城市管理定義的基本管理單位。城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)單元網(wǎng)格劃分與編碼規(guī)則（cj/t213-2005）確定了單元網(wǎng)格劃分的原則，并規(guī)定了單元網(wǎng)格編碼規(guī)則。規(guī)范規(guī)定單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)的幾何特征為面狀，不同單元網(wǎng)格之間具有拓撲關(guān)系。組成單元網(wǎng)格的多邊形角點可利用城市150012000比例尺地形圖結(jié)合實地調(diào)查獲得，其點位中誤差為1米。.部件數(shù)據(jù)部件也稱管理部件。城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)管理部件和事件分類、編碼及數(shù)據(jù)要求（cj/表1數(shù)字化城市管理系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)及其遵循的技術(shù)標準t214-20

6、07）將部件分為公用設(shè)施、道路交通、市容環(huán)境、園林綠化、房屋土地、其他設(shè)施以及擴展部件等7大類。其中，前6大類共包括85小類部件，而擴展部件類則供各城市根據(jù)需要自行進行部件類型擴展。規(guī)范規(guī)定了部件代碼規(guī)則，并要求對每個部件賦以唯一的標識碼。對于不同類型的部件，規(guī)范分別提出了其定位精度要求。同時，規(guī)范還規(guī)定了部件的基本屬性信息內(nèi)容。3.道路、建構(gòu)筑物、行政區(qū)劃數(shù)據(jù)道路數(shù)據(jù)、建構(gòu)筑物數(shù)據(jù)和行政區(qū)劃數(shù)據(jù)是城市地理空間框架數(shù)據(jù)中最常用的數(shù)據(jù)。城市地理空間框架數(shù)據(jù)標準（cjj103-2004）對數(shù)據(jù)的基本內(nèi)容、質(zhì)量和技術(shù)要求等做了規(guī)定。對框架數(shù)據(jù)而言，不僅關(guān)注其空間位置，更重要的是必須具有最基本的屬性信

7、息。其中，對于道路應(yīng)該具有道路名稱；對于建構(gòu)筑物，應(yīng)該具有門牌號或建構(gòu)筑物名稱?；?2000及更大比例尺基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)加工生成的框架數(shù)據(jù)可以滿足數(shù)字化城市管理系統(tǒng)建設(shè)的需求。4.地理編碼數(shù)據(jù)地理編碼數(shù)據(jù)作為框架數(shù)據(jù)在數(shù)字化城市管理系統(tǒng)中的作用是實現(xiàn)城市部件和事件從地點描述到地理坐標的定位，它主要由門牌地址數(shù)據(jù)和興趣點數(shù)據(jù)組成。城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)地理編碼（cj/t215-2005）對地理編碼數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和采集要求等做了相應(yīng)規(guī)定。5.正射影像數(shù)據(jù)正射影像數(shù)據(jù)除了作為數(shù)字化城市管理系統(tǒng)的公共參照數(shù)據(jù)外，還可用來輔助進行部件數(shù)據(jù)、有關(guān)框架數(shù)據(jù)以及地理編碼數(shù)據(jù)的獲取與更新。正射影像數(shù)據(jù)應(yīng)完整覆蓋

8、整個區(qū)域，其空間分辨率以0.20.5米為宜，幾何精度應(yīng)滿足1200015000地形圖精度要求，影像應(yīng)清晰，陰影應(yīng)盡可能少。二、部件數(shù)據(jù)調(diào)查與更新部件數(shù)據(jù)的獲取不僅工作量大，而且涉及的環(huán)節(jié)和可能出現(xiàn)的問題較多。它也是已經(jīng)或正在開展數(shù)字化城市管理系統(tǒng)建設(shè)的城市普遍關(guān)注的重點工作之一。（一）部件數(shù)據(jù)的采集與處理為建設(shè)數(shù)字化城市管理系統(tǒng)，首先需要系統(tǒng)全面地獲取部件數(shù)據(jù)?；痉椒ㄊ菍嵤┎考詹楹蜏y繪?；疽笫且ＷC部件分類代碼的正確性，屬性信息的完整性、準確性，部件的定位精度以及部件的完整性。部件數(shù)據(jù)的調(diào)查范圍通常為數(shù)字化城市管理系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有公共用地范圍（包括街道、廣場、單位、非封閉院落、空地

9、等）。要求按照技術(shù)標準和項目設(shè)計要求調(diào)查地面上各類部件的平面位置和基本屬性信息，并進行信息的分類和編碼處理。調(diào)查時，主要利用最新地形圖作為工作底圖，利用相關(guān)地物關(guān)系和簡單的測量工具來準確確定部件的平面位置。必要時，可利用全站儀等進行部件位置的測繪。根據(jù)外業(yè)獲得的調(diào)查圖和表，經(jīng)過內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)錄入和處理，分類建立滿足系統(tǒng)需要的部件專題數(shù)據(jù)文件。從系統(tǒng)建設(shè)實踐看，這里有幾個重點問題需要關(guān)注。一是部件屬性信息的獲取，規(guī)范規(guī)定了多達14項的基本屬性信息，其中一些信息如部件主管部門、權(quán)屬單位、養(yǎng)護單位等往往難以確定，但這些信息對于部件問題的處置至關(guān)重要，應(yīng)該仔細調(diào)查；二是對于正在施工的區(qū)域，應(yīng)圈出范圍，注明原

10、因，以便今后重點進行更新；三是當實地現(xiàn)狀與地形圖差別較大時，應(yīng)根據(jù)需要使用全站儀等設(shè)備對部件位置進行精確測繪。部件數(shù)據(jù)外業(yè)調(diào)查必須認真細致，做到“走到、看到、記到”，調(diào)查圖標記應(yīng)明確、清晰，并有調(diào)查者、檢查者簽字。外業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)查、內(nèi)業(yè)錄入處理工作應(yīng)經(jīng)過作業(yè)組自檢、審核檢查和監(jiān)理抽查等環(huán)節(jié)，以確保成果的質(zhì)量。基本工作流程見圖1所示。（二）部件數(shù)據(jù)的更新數(shù)字化城市管理的核心是實現(xiàn)管理對象的精細化、定量化，因此部件數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性直接影響系統(tǒng)運行的效果。目前在一些已經(jīng)建立了數(shù)字化城市管理系統(tǒng)的城市，部件數(shù)據(jù)的更新問題并沒有得到很好的解決，原因主要是沒有建立有效的數(shù)據(jù)更新機制。少數(shù)城市系統(tǒng)建設(shè)一年或更長時間

11、以來，甚至尚未進行過數(shù)據(jù)的更新。部件數(shù)據(jù)的更新方式有及時更新和定期更新兩種。前者主要是當監(jiān)督員在日常巡視工作中發(fā)現(xiàn)新部件或普查中遺漏部件出現(xiàn)問題時，立即報告監(jiān)管中心，由監(jiān)管中心采取措施或委托專業(yè)測繪單位對其位置及時進行測定并采集相應(yīng)的屬性信息；后者則按照一定的周期（如一個月、一個季度或半年），委托專業(yè)測繪單位對施工完成區(qū)域或變化較大區(qū)域進行一次系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新。在實際中，可采用以上兩種方式的結(jié)合，即監(jiān)督員發(fā)現(xiàn)新的或變化的部件時，記錄其概略位置，一段時間后由專業(yè)測繪單位對這些部件統(tǒng)一進行數(shù)據(jù)采集和處理。三、地理空間框架數(shù)據(jù)建設(shè)與應(yīng)用模式數(shù)字化城市管理新模式實施中，除了必須建設(shè)單元網(wǎng)格數(shù)據(jù)和部件數(shù)據(jù)

12、等專題數(shù)據(jù)庫外，還需要建立地理空間框架數(shù)據(jù)庫。地理空間框架數(shù)據(jù)的作用一方面是為數(shù)字化城市管理系統(tǒng)提供公共空間數(shù)據(jù)集，另一方面則為部件和事件問題的準確定位提供支撐。（一）框架數(shù)據(jù)庫建設(shè)之所以提出建設(shè)框架數(shù)據(jù)，主要是由于目前的基礎(chǔ)地理信息的內(nèi)容特別是其屬性信息很少，難以滿足應(yīng)用的需求。在一些地理信息系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用基礎(chǔ)良好的城市，通常已經(jīng)建設(shè)了較為完備的城市公共信息平臺和地理空間框架數(shù)據(jù)庫。這樣，數(shù)字化城市管理系統(tǒng)建設(shè)時可直接利用這些數(shù)據(jù)庫，或?qū)@些數(shù)據(jù)庫進行必要的更新，從而節(jié)省建設(shè)成本，縮短建設(shè)周期。如果沒有地理空間框架數(shù)據(jù)庫可供使用，可以利用城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)經(jīng)過必要的加工和擴展來建立相應(yīng)的框架數(shù)

13、據(jù)庫。在這里，有必要進一步確定適合數(shù)字化城市管理系統(tǒng)建設(shè)和運行的框架數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容和技術(shù)要求。目前許多城市尚沒有建立專門的地理編碼數(shù)據(jù)庫。在數(shù)字化城市管理系統(tǒng)建設(shè)實踐中，對于地理編碼的處理主要有兩種方式：一是采集足夠的門牌地址數(shù)據(jù)和興趣點數(shù)據(jù)；二是建立包含門牌地址數(shù)據(jù)的地理空間框架數(shù)據(jù)（建構(gòu)筑物數(shù)據(jù)、道路數(shù)據(jù)等），必要時采集少量的興趣點數(shù)據(jù)。前一種方式采用的比較普遍，而后一種方式對于已有良好工作基礎(chǔ)或計劃進一步擴展系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域、促進信息共享的城市具有優(yōu)越性。（二）框架數(shù)據(jù)應(yīng)用與共享前已述及，數(shù)字化城市管理系統(tǒng)需要地理空間框架數(shù)據(jù)的支持，但框架數(shù)據(jù)建設(shè)和應(yīng)用的模式值得進一步研究。目前一些城市為

14、建設(shè)數(shù)字化城市管理系統(tǒng)，從城市測繪部門通過拷貝的方式獲得基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，再自行加工生成所需的框架數(shù)據(jù)；還有少數(shù)城市甚至專門為此開展較大面積的大比例尺基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的生產(chǎn)。這不僅增加了成本，延長了系統(tǒng)建設(shè)周期，而且也給框架數(shù)據(jù)的后續(xù)更新和維護帶來很大的不確定性?？蚣軘?shù)據(jù)的應(yīng)用模式涉及城市空間數(shù)據(jù)共享機制的建立問題6。一些城市如北京、武漢和蘇州等，已經(jīng)或正在建設(shè)城市空間信息管理與服務(wù)平臺，其目標是實現(xiàn)信息的協(xié)同更新和在線共享。這種方式可以確保不同系統(tǒng)所用框架數(shù)據(jù)的一致性，避免重復(fù)性的數(shù)據(jù)建設(shè)。目前可以提供的應(yīng)用模式是基于專用網(wǎng)絡(luò)的在線信息調(diào)用或信息租賃服務(wù)。作者認為，這種模式值得關(guān)注，它應(yīng)該是未來城市

15、框架數(shù)據(jù)建設(shè)和應(yīng)用的一個方向。四、空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)的質(zhì)量控制與監(jiān)理這里涉及兩個方面的問題。一是數(shù)據(jù)建設(shè)過程的質(zhì)量控制，主要由承建方負責；二是數(shù)據(jù)建設(shè)的監(jiān)理，由數(shù)據(jù)建設(shè)方聘請獨立的監(jiān)理方來實施。（一）質(zhì)量控制空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量特別是部件數(shù)據(jù)和地理編碼數(shù)據(jù)的質(zhì)量對于數(shù)字化城市管理系統(tǒng)功效的發(fā)揮具有重要影響，因此必須對數(shù)據(jù)獲取全過程進行有效的質(zhì)量控制。數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的主要任務(wù)是根據(jù)標準規(guī)范和項目技術(shù)設(shè)計，檢查實際采集、加工處理的數(shù)據(jù)在質(zhì)量上是否滿足要求，包括數(shù)據(jù)的幾何精度、數(shù)據(jù)的屬性精度、數(shù)據(jù)的完整性、邏輯一致性和現(xiàn)勢性等是否符合規(guī)定?！岸墮z查、一級驗收”已被許多數(shù)據(jù)生產(chǎn)和加工實踐檢驗是一種較為有效的質(zhì)量

16、控制方式，這里的二級檢查為作業(yè)組內(nèi)的自檢自查和作業(yè)組間的互檢互查，一級驗收為數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位（承建方）的質(zhì)檢部門進行的質(zhì)量終檢和內(nèi)部驗收。為了確保質(zhì)量檢驗的可靠性，數(shù)據(jù)的檢查需要達到一定的比例。通常自檢自查比例為100%；互檢互查內(nèi)業(yè)比例為100%，外業(yè)比例為10%20%；內(nèi)部終檢和驗收內(nèi)業(yè)比例為50%左右，外業(yè)比例為5%10%。（二）監(jiān)理為了保證空間數(shù)據(jù)獲取和建庫工作的質(zhì)量和效率，一些城市在進行空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)中實施了第三方監(jiān)理。監(jiān)理方的任務(wù)是協(xié)助建設(shè)方和承建方進行方案設(shè)計，并對實施方案進行審核，對作業(yè)過程進行旁站、監(jiān)督、指導(dǎo)，對作業(yè)進度和質(zhì)量進行監(jiān)控，對提交的成果進行質(zhì)量檢驗，協(xié)助建設(shè)方進行成果

17、驗收等。監(jiān)理工作的基本流程見圖2所示。從監(jiān)理的實施效果來看，數(shù)據(jù)生產(chǎn)過程的第三方監(jiān)理工作對于空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的保證和作業(yè)效率的提高起到了良好的作用，得到了建設(shè)方和承建方的認可。第三方監(jiān)理目前基本上已經(jīng)成為數(shù)字化城市管理新模式推廣應(yīng)用中空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)的標準方式。當然，數(shù)據(jù)監(jiān)理中也還存在一些問題需要研究解決，如監(jiān)理工作的技術(shù)質(zhì)量要求、監(jiān)理工作的取費標準等。五、關(guān)于元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)主要描述專題數(shù)據(jù)和框架數(shù)據(jù)的基本特征和數(shù)據(jù)獲取過程的一些情況，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用、共享和更新的重要基礎(chǔ)之一。從數(shù)字化城市管理系統(tǒng)建設(shè)和運行看，應(yīng)該在專題數(shù)據(jù)和框架數(shù)據(jù)建設(shè)的同時建立相應(yīng)的元數(shù)據(jù)。但實際上目前許多城市都沒有重視此項工作，

18、開發(fā)的系統(tǒng)中甚至沒有專門的元數(shù)據(jù)管理功能。現(xiàn)有的城市市政綜合監(jiān)管信息系統(tǒng)系列標準中對元數(shù)據(jù)的內(nèi)容和要求等也沒有做出規(guī)定。國家標準地理信息元數(shù)據(jù)（gb/t19710-2005）對地理信息元數(shù)據(jù)的內(nèi)容和要求等做出了總體規(guī)定，并給出了元數(shù)據(jù)擴展和專用元數(shù)據(jù)標準制定的基本原則。作者認為，應(yīng)該本著實用方便的原則，基于國家標準進一步研究確定面向數(shù)字化城市管理系統(tǒng)建設(shè)的專題數(shù)據(jù)和框架數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容和要求，以指導(dǎo)和規(guī)范相應(yīng)的元數(shù)據(jù)建設(shè)和應(yīng)用。六、結(jié)語通過多個城市空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)和應(yīng)用實踐，可以看出，目前系統(tǒng)建設(shè)中遇到的一些問題（如數(shù)據(jù)更新和共享等）首先是管理層面的問題。解決這些問題需要城市政府的高度重視，因為空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量特別是現(xiàn)勢性將影響數(shù)字化