地理信息系统现状【我国城市地理信息系统的现状和发展策略】

　　【摘要】 城市地理信息系统（UGIS） 是专业化的地理信息系统，是为城市建设、城市规划、城市管理和信息服务的空间性地理信息系统。分析我国目前UGIS发展现状，并针对当前的状况，提出了一些建议和发展策略。
　　【关键词】 城市地理信息系统 城市建设 城市规划
　　引言
　　随着现代城市管理水平的提高，城市管理手段和信息处理的方式日趋复杂，涉及的技术领域越来越广，传统的城市规划和城市管理方式发生了深刻的变革。经济与科技的发展，推动了社会的进步，加速了人类的城市化进程。城市信息量急剧增加，处理与传递信息的速度明显加快，处理信息的方式方法复杂多样，导致了城市规划与管理日益复杂，从而对城市规划和管理提出了更高的要求。
　　目前，我国的城市规划正发生着四个方面的变化；由静态规划（ static planning） 向动态规划（dynamic planning） 发展，从物质规划转向社会经济发展规划，由专家审查到公众参与（resident participation） 城市规划，规划的实施由行政管理向法制化管理转变。与此同时，现代城市规划与管理正面临着大量信息的收集与处理。一方面，做好城市规划与管理工作，需要越来越大量和复杂的信息；另一方面，规划师、建筑师、工程师以及城市建设和规划管理者必须有能力迅速处理大量的信息，并做出正确的规划决策和专业判断。
　　如何有效利用有限的城市空间资源和信息资源产生最佳的经济、社会、文化效益，是目前城市规划与管理所面临的最大挑战。因此，规划与管理的方式方法也正发生着根本性的变化。针对城市的空间结构，可以认为城市不应在被视为各类建筑物、构筑物等简单的空间组合体，而应被视为人与空间的有机结合体，在计算机网络、电子智能技术下生存活动着的复杂生命系统。其中，UGIS 扮演着神经中枢的重要角色。
　　1. 城市地理信息系统（ UGIS） 概述
　　以数据处理、分析与管理为主要特征的现代城市规划信息技术主要包括计算机辅助设计（CAD ，Computer Aided Design） 、遥感技术（RS ，Romote Sensing） 、地理信息系统（ GIS ， Geographical Information System） 和网络技术（Network） 四个方面。城市地理信息系统（Urban Geographic Information System，简称UGIS） 是专业化的地理信息系统，是为城市建设、城市规划、城市管理和信息服务的空间性地理信息系统。具体地讲，它是一种利用计算机技术及信息工程技术等实现对城市各种数据和信息进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、应用和维护更新的空间信息系统。UGIS 作为城市管理和决策的现代化工具已被许多城市列为一项重要的基础设施来进行建设，它担负着整个城市综合信息的存储、分析、交换和服务的功能，为城市规划、管理和建设的定量化、科学化以及为城市地理信息进行快速查询和分析提供了先进的技术手段和方法，并为决策提供辅助支持，成为未来数字城市（Digital City） 不可缺少的工具。其主要特点有：
　　1.1基础空间数据全面，数据类型多样，数据更新方便，且能长期保留各时期城市空间状况，便于分析城市的发展规律、变迁过程和特点。
　　1.2数据库中的数据可进行多用户、多目的的重复使用，实现数据共享。
　　1.3便于利用现代数学方法加以模拟和评价，如回归分析、层次分析、系统动力分析、聚类分析等，提供定量信息。
　　1.4便于与其他数据综合利用，提供综合信息。
　　1.5定量描述规划方案及城市发展战略。
　　1.6提高了城市规划空间布局的准确性。
　　1.7可视化、动态的表现方法使得城市现状及规划方案更为直观和易于理解，并能提供标准、美观的文档及各类报表。
　　1.8有利于城市复杂信息和数据管理的规范化（ standardization） 、智能化（Intelligentized） 和可视化（Visualization） 。
　　一个完善的UGIS系统包含了从数据录入到数据（图形、报表） 输出等各个阶段的工作。它具有良好的交互界面、顺畅的输入系统、完整的数据库（包括空间数据和属性数据） 、完备的应用子系统、详尽的城市规划知识库、智能的辅助决策支持系统、完美的输出系统等。如图1 所示：
　　在城市规划与管理中，依据使用目的的不同，UGIS子系统可分为城市规划信息系统（Urban Planning Information System ，简称UPIS） 和城市管理信息系统（Urban Management Information System，简称UMIS） 。
　　2. UGIS在我国的应用
　　2.1应用水平的发展
　　我国UGIS 发展至今，经历了四个发展阶段，其应用的层次、涉及行业领域的广度都有明显的差别。开创阶段以遥感技术研究与调查应用为主；以管理信息系统为主体结合GIS（地理信息系统） 的静态发展阶段，其应用则以城市规划管理信息子系统的开发和建设为主；以UGIS为主体结合办公自动化的动态规划阶段，应用的重点以建立各种专题数据库为主；在面向城市可持续发展的“数字城市”发展阶段，应用层面已经转向辅助决策、城市问题分析、监测调度与调控等方面。
　　2.2现阶段的应用状况
　　目前，我国已迈入UGIS面向城市规划管理、城市监测和评价分析实法性应用阶段，大多数省市区城市规划、建设与管理的数字化工程基本处于UGIS 与办公自动化结合的阶段。总体上，我国UGIS 的应用领域逐步拓展延伸至以下领域：
　　2.2.1地理空间数据管理领域。即对各种空间数据进行数据库管理、更新、维护、快速查询与检索，用多种方式输入决策所需的空间信息。如北京市建立的八大类管线（供水、污水、电力、通讯、燃气、工程、管线） 以及测量控制网、规划道路等基础测绘信息，形成测绘数据的城市地下管线系统。 　　2.2.2建立专题信息及区域。如“数字上海”项目中建立了浦东公交地理、浦江两岸重大工程开发、地籍管理、房产管理、建设管理等地理信息系统等五个子系统。
　　2.2.3地图制图领域。利用GIS 建立地理空间数据库，输出全要素地图、城市各类专题图等，并制作出城市三维景观实体。
　　2.2.4空间查询和空间分析领域。对空间数据进行叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空间几何分析等。
　　2.2.5与遥感图像处理系统结合。遥感数据是城市地理信息的重要信息源，应将城市正射影像叠加到数字地图上，以进行更逼真、更准确的空间分析外，还运用于制作城市的虚拟景观模型。
　　3. UGIS 发展的对策与建议
　　UGIS 经过多年的发展，从构建系统、制订标准、人员培训到城市管理与应用积累了丰富的经验。以“数字上海”、“数字南京”、“数字北京”为代表的UGIS 系统工程都在紧锣密鼓地实施中。此外，各地中小城市也在扬鞭策马建立区域管理系统。UGIS的发展加速了城市管理方式与方法深刻变革的步伐。在快速发展的过程中，呈现区域不平衡，如东、中、西部的不均衡及南北经济发展及空间差异使得UGIS 在人力、物力、资金投入、建设与应用、系统的功能等方面都存在显著的差异。UGIS 的建设与应用兴起于香港、广州、珠海、深圳、中山、北海等城市。1996 年北海市就建立了城市管理信息中心，长江三角洲区域建立了以上海、南京为中心的系统，经过多年探索实践，UGIS 已成为上海城市管理与建设、市政府决策的重要工具之一，与中西部城市形成了明显的对比。深圳、广州等城市UGIS 建设，已进入城市管理和规划业务应用阶段。香港特别行政区建成了一个综合型的包括基本制图、专题信息、城市规划信息和地理信息检索等子系统， 满足了香港政府和公众服务的要求。另外，UGIS 的硬件设备及框架结构易实现，但数据的获取特别是卫星遥感数据的获取、数据标准化、规范化、数据共享、与办公系统、MIS 的结合还有待完善，这是UGIS 建设成功与否的关键。笔者认为UGIS 的发展应注意以下方面：
　　3.1建立良好基础数据获取的机制
　　UGIS 的建设与应用，是社会性公益事业，需要自统计、环保、交通、市政、公安、绿化、政府、社会保障等部门提供的数据、数字地形图、数字遥感图、数字化城市基本地理统计单元信息、人口统计信息等。只有政府以及有关部门的大力支持与协力配合，才能将这些“血肉”与“骨架”有机整合，以加速系统有效运转，各方受益。
　　3.2以统一的标准进行数据提交与使用
　　数据的获取、处理成本占地理信息系统工程投资的30 % -50 %以上。所以，政府部门应尽快制定相关标准，保证依照标准和规范提供自己的基础数据和统计信息，从而为系统建设节省资金与时间成本。为此，上海市出台了相应的标准和规范，为“数字上海”成为一个供各方共享数据的基础平台。
　　3.3讲实效 全方位
　　UGIS 应面向城市社会、经济、生活综合服务，不能为系统而建系统，盲目攀比，或仅仅建立一些内部使用的GIS系统。如上海市建立的浦东新区公交地理信息系统，对目前路网的公交流量、线路进行最快速的调整，已成为交通部门科学规划不可或缺的工具。
　　3.4培养高素质的UGIS 专业人才
　　UGIS 所需数据来源极为广泛，数据格式很复杂，为确保建立的系统畅通使用，保证系统始终处于最佳运行状态，使系统在运营后顺畅、安全、稳定，高效地发挥功能，培养一批具备GIS 专业素质的人员乃是当务之急。
　　3.5总揽全局，规范管理
　　由政府部门总揽全局UGIS，疏通各个渠道，协调机制建立面向城市管理和城市建设及城市社会、经济、生活服务的综合系统工程，避免重复、盲目建设，监督职能部门科学制定规划、政策与规范、行业标准及实施科学规范管理。总之，我国UGIS 经过近20 年的发展，在城市规划、建设与管理行业的应用积累了较雄厚的技术和人才、经验和物质基础，展示了巨大的发展潜力，具备向产业化迈进的初步条件。UGIS 高新技术产业，将在国标化都市、大中城市、小城镇建设与管理及重大工程建设中得到更广泛应用，将彻底改变传统城市规划、建设与管理方式落后的局面，进一步推进我国城市现代化的步伐。
　　结语
　　城市规划与管理的基本目标始终是保障城市的健康发展，为人们创造优美宜人的生存环境。而迅猛发展的UGIS 技术，已成为数字化和信息化多源城市空间信息的统一载体，为城市规划与管理提供了方便、快捷的技术手段，提高了规划、管理与决策的效率和质量。如何充分利用和挖掘UGIS 潜力，使之与城市规划与管理更好地结合在一起，造福于全社会，是目前亟待解决的问题。因此，应充分认识到目前我国UGIS目前的发展状况，加快相关行业技术标准与规范的制定，加快相关技术的研究与开发，跟上“信息化、数字化”时代的步伐。
　　参考文献：
　　[1] 张新长，等.城市地理信息系统[M].北京：科学出版社，2001.
　　[2] 阎正.城市地理信息系统标准化指南[M].北京：科学出版社，1999.
　　[3] 徐建刚，韩雪培，陈启宁，等.城市规划信息技术开发及应用.南京：东南大学出版社，2000.
　　[4] 蓝运超，黄正东，谢榕.城市地理信息系统.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1999.
　　[5] 边馥苓.地理信息系统原理和方法.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1996.
　　[6] 同济大学.城市规划原理（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，1991.

推荐访问:地理信息系统 现状 策略 我国