数字城市建设的理论分析与构想

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摘要：在新的世纪里，信息化的浪潮一浪高过一浪，一个地区信息化的程度已经成为衡量其社会经济发展水平和文明发达程度的重要标志。衡阳作为一个具有很大发展潜力的城市，建设数字衡阳是必须的也是十分必要的。以数字城市的基础理论为起点，探讨了建设数字衡阳的若干问题，即建设数字衡阳的总体框架、核心支撑技术、保障体系等重要内容。最后，提出了建设数字衡阳测绘行业需做的几项工作和建设数字衡阳的几个重点工程。可以预测数字衡阳的建设将会极大地提高衡阳市的信息化水平，改善衡阳市的社会经济发展环境，促进其国民经济的可持续发展。

关键词：数字城市;数字衡阳;信息基础设施;地理信息系统

Abstract：In the new century , the tidc of information construction is becoming more and more popular.The degree of information con-struction in one has become the most important mark of the ievel of society , economy and culture development. As a potential city in deveopment , it is very indispensable and necessary to construct digital Hengyang. Based on the fundamental theory of digital city, many important problems such as the general frame , the key technique , the safeguard system were discussed in this paper. At last , it put forward some important projects during the information construction.

Key words：digital city； digital Hengyang； information infrastructure； GIS

中图分类号：TU984.11+1

文献标识码：A

文章编号：1008-0422(2008)08-0097-03

1引言

1.1背景

当前人类社会正迈向信息时代，而一个国家、地区信息化的程度和水平已经成为衡量其社会、经济发展综合实力和文明发达程度的重要标志。1998年1月31日，美国前副总统戈尔首次提出了“数字地球”的概念，引起全世界政界和科技界的高度重视，世界各国纷纷制订计划，力图抢占信息的制高点。于是在全世界范围内掀起了一股数字化的浪潮，“数字中国”、“数字省区”、“数字城市”等计划相应提出。

数字城市的概念有广义和狭义之分。广义上的数字城市即指城市信息化，又可以叫做信息城市（informationcity)、信息港（information port)或称智能城市(intelligencecity)。具体是指通过建设空间基础信息平台和多媒体信息网络平台，整合城市全部的信息资源实现城市社会经济等的信息化。狭义上的数字城市是指利用数字地球理论，综合运用遥感（RS)、遥测(TM)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、网络、多媒体及虚拟仿真等关键技术，深入开发和应用城市空间信息资源，对城市的基础设施、功能机理进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统[1-2]。

1.2基本概念

1.2.1衡阳市和数字衡阳

衡阳市位于湖南省南部，为湖南省第二大城市。近几年来，衡阳市的经济持续快速发展，总体城市规划已刻不容缓。建设数字衡阳是衡阳市经济持续快速发展的重大战略，是提高城市首位度，完善城市功能，提高城市综合竞争力的客观需要。

数字衡阳就是利用数字城市的基本理论，基于3S(RS、GPS、GIS)等关键技术，实现城市地理、社会、经济、文化教育、自然资源与环境、政务管理、信息服务等各领域的数字化，在整合城市各种信息资源的基础上，促进资源的优化配制，为政府正确决策提供科学依据，为社会生产、人们生活提供便捷的服务。

1.2.2指导方针与原则

数字衡阳的建设要符合国家关于空间信息基础设施建设的指导方针，即统筹规划、国家主导、统一标准、联合建设、互联互通、资源共享。建设过程中还要坚持：标准化、开放性、先进性、实用性、安全性、可扩充性等原则，同时要考虑到数字衡阳的大部分使用对象为公众的现实，要遵循“以人为本”、“宜人为本”的原则。

1.2.3研究内容

城市的所有问题归结起来只有3点，即建设、管理与服务。数字衡阳的研究内容也应依托于这3点，实现各个领域的信息化、数字化如：城市基础地理、城市规划与管理、政务信息化、城市基础设施、智能交通管理、地籍与房地产管理、能源管理;企业与社区、工业与商业、金融业、科技与教育、医疗保险、旅游、人们生活等各个方面和领域。

1.2.4数字衡阳的目标

2001年11月8日信息产业部副部长吕新奎指出，城市信息化的目标是：通过信息技术完善城市服务功能;提高城市管理水平、人民生活和城市环境的质量，并为领域信息化、企业信息化和社会信息化的发展提供良好的环境。数字衡阳的建设要充分利用信息技术和计算机网络通讯技术，在城市社会、经济、文化、科教、人们生活等各方面向公众提供管理与服务。同时要以数字衡阳的建设为契机，以信息化带动工业化，实现信息化和工业化同时并举和跨越式发展，带动整个湖南的信息化和现代化。

2数字衡阳总体框架

数字衡阳的建设是一个复杂的系统工程，规模宏大，建设要搞好规划和设计。结合数字城市的理论，提出了数字衡阳的总体框架（如图1所示）。该总体框架以信息基础设施为平台，以基础层、决策管理层和应用服务层3个部分为主体工程，以政策法规、技术标准为保障体系，构建了数字衡阳的总体结构，并搭建了面向公众服务的衡阳市综合信息平台（informationplatform)。

基础层包括空间信息基础设施、网络基础设施和技术支撑三部分。这是数字衡阳工程最核心、最重要的部分，也是决策管理层和应用服务层的重要支撑。空间信息基础设施包括：数据、标准、技术、政策、组织等。其中，数据最为基础，它包含了大多数组织所使用的地理数据专题，即大地测量控制、正射影像、高程、交通、水文、行政单元和地籍信息[2]。数据按其来源和性质可分为硬数据和软数据。硬数据即关于地理位置、地形、自然资源、城市建筑、交通设施等方面的数据;软数据即关于社会、经济、文化、政治、科教、历史、人口等方面的数据。网络基础设施建设即建设新一代高速通信网络，实现电话网、有线电视网和互联网（internet)的互联，建成综合业务数字网（IS-DN)。

决策管理层即为城市和居民提供管理和决策的系统。本层是城市资源的管理者,并对城市建设与规划、城市发展战略和关系公众利益的重大问题做出决策,以网络技术和空间信息资源为基础构建一个分布式协同计算与辅助决策支持环境。具体实现是负责城市管理和决策的各个部门。

应用服务层是建设数字衡阳的最终目的。据统计城市基础数据的用途有80%是面向公众的，而面向管理和特殊应用的加在一起只有20%[3]。可见应用服务层建设的好坏直接决定了数字衡阳工程的优劣。初期应该重点建设电子政务、电子商务、电子金融、网上教育、数字社区、智能交通、数字旅游等与广大市民关系密切的几个重要工程。

综合信息平台涵盖了决策管理层和应用服务层的所有内容，同时为二者的正常运行提供数据来源与技术支持。这是一个面向更广大公众的网络系统（如对本市、对湖南省乃至全国提供服务）。目前情况下，首先要建成数字衡阳的综合信息平台。政策、法规和技术标准规范则属于数字衡阳的保障体系。

3数字衡阳的核心支撑技术

数字衡阳的核心支撑技术是建设数字衡阳的关键，是建设数字衡阳的灵魂所在。结合当今数字化的发展趋势和衡阳市的具体应用实际，提出了建设数字衡阳重点要解决的关键技术（如表1所示）。

3.1空间数据获取技术

空间数据的获取是建立数字城市的前提，没有数据来源，数字衡阳只能是一句空话。空间数据获取技术主要有遥感、遥测、GPS等技术。其中高分辨率的卫星遥感图像尤为重要，它能够提供多时相、非均质、多尺度的空间地理数据。

3.2基于网络的数据共享与交换技术

数据共享与交换技术包括：OpenGIS、WebGIS标准，基于WebGIS、ComGIS的、互操作与互运算技术，空间数据交换技术等。信息共享的关键是信息的标准化问题。数字城市的建设是一个开放的复杂的系统工程，涉及到城市里的各行各业及各个部门，所以必须要保证建成后各部门的信息能够共享，否则整个数字城市便会变成“信息孤岛”。

3.3Metadata技术

Metadata即元数据，是“关于数据的数据”或“关于信息的信息”，它在地理信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表达方式、空间参考系、管理方式以及数据集的其他特征，是实现地理空间数据共享的核心技术内容之一[4]。元数据技术可以解决不同部门的重复性建设问题，并协调不同部门之间的资源共享。

4建设数字衡阳的保障体系

4.1标准体系建设

在数字衡阳的建设中，标准化建设是一重要内容。标准化工作的主要内容即建立数字衡阳标准体系。标准体系的建立应在国家信息化标准体系和全球信息化标准体系的基础上，结合衡阳市自身特点提出具有本地特色的信息化标准体系[5]。

数字衡阳的建设是一个跨多个部门及多个领域的巨大工程。由于历史原因，不同的部门对技术的要求不同、习惯不同，并且由于涉及了众多的领域，所以标准体系建设的任务十分庞大。标准化工作要结合衡阳的实际，按城市对标准的具体要求,确定所需的标准类目和内容。结合国家标准和地方标准，统筹规划，需定轻重缓急，有计划、有步骤地完成。同时标准的研制要紧密结合衡阳市的特点，重视研制地方标准，尽可能研制有自主知识产权的标准，并争取其成为更高一级的标准，标准的研制对衡阳市的当前和将来的发展有着重大的影响。

4.2组织体系

数字衡阳的建设由于涉及到城市的各个群体与部门，在当前的条件下，由于部门利益等，势必造成不必要的不协调。所以数字衡阳的建设应该是一个“市长工程”，要在市政府的统一领导下，协调各部门，依靠高等院校、科研单位、企事业单位的积极参与和开发,并吸纳广大市民参与监督才能完成。数字衡阳的建设应采用工程化的思想，建议设立由政府主管部门参加的联合领导机构，协调各方，实施重大决策;在联合机构下建立项目执行委员会和项目专家委员会。项目执行委员会具体负责整个工程的执行，并接受专家委员会的监督，专家委员会负责对工程的总体设计和评估审查[6]。

数字衡阳的组织体系如图2所示。

由于数字城市是20世纪90年代末才兴起的新技术，所以数字衡阳的建设要保证其技术的先进性，使用上的方便可靠性，应该委托相关高校和有实力的科研单位参与开发与建设，特别是湖南大学和武汉测绘学院的参与，以促进这一具大工程的优质高效完成。

4.3人才培养与知识普及

数字衡阳的建设是一个具大的工程，需要各方面的共同参与，特别是需要大量有相关技术和有实践能力的技术人员的参与、开发和给护。信息人才的培养是确保数字衡阳顺利实施的关键和基础。没有一流的开发和研究人才，就不可能有一流工程质量。人才的培养已成为当前知识经济时代最重要的一个环节。

数字衡阳建设的最终目的是应用，而且其用途大部分是面向公众的。所以，这就要向普通市民群众传授信息技术知识，以便能更充分地利用信息技术。为此，建议政府采取一些措施以便使普通民众掌握信息技术知识。比如，开发社区培训班、成人夜校、中小学开设信息技术课等，而且应该建一个“数字衡阳展示馆”以方便市民更充分地利用它学习及获取新知识。

5建设数字衡阳测绘行业需做的几项工作

5.1 在我省拟建C级GPS或现有的一、二等三角点和Ⅰ、Ⅱ等水准网的基础上，建立覆盖全市范围内约15310km2的D,E级GPS平面控制网和三、四等水准网。

5.2 完成全市范围内1:1万全要素地理信息，衡阳市城区、各县区及各建制镇、厂矿单位规划区1:2000全要素地理信息，市县镇各建城区1:500全要素地理信息的数字化建库工作。及协助“数字衡阳”建设的1:10000数字正射影像，数字高程模型和道路交通、水系、境界、地名等矢量数据的采集建库工作。

5.3 对市县级各建城区的自来水、市政、电讯、电力等主要管线进行全面普查工作，并建立综合地下管线信息系统。

5.4 开展市县级规划、国土、房产、交通等方面测量调查工作，建立规划、国土、房产、交通等专业管理信息系统，并定期向社会各类信息。

5.5 建立市县级基础地理信息数据库。基础地理信息空间数据库实际上是一个公共平台，为自然资源、环境和社会经济等信息提供一个共同载体，是各行各业信息系统建设的基础。具体包括：数字正射影像数据库、数字高程模型数据库、数字栅格地图数据库、框架要素矢量数据库、地名数据库。

6数字衡阳的作用和意义

6.1数字衡阳的几个重点工程

数字衡阳的建设将会给衡阳市带来巨大的变化，使衡阳市的整体水平更上一个新的台阶。在实施的过程中应重点建设以下工程：电子政务和电子商务（数字企业）工程、城市规划与管理工程、智能交通管理工程（城市一卡通工程）、城市生态环境监测工程、网上招商引资工程、城市综合信息系统等。

6.2作用和意义

建设数字衡阳将会对衡阳市的社会经济发展产生显著影响，具体如下：

6.2.1可极大地提升衡阳市的形象。近年来衡阳市的经济保持了持续、快速、健康发展的势头，社会经济得到了巨大的发展。但由于种种原因，衡阳市的经济地位在湖南省内，特别是与沿海发达地区相比，还不是太高。数字衡阳的实施将极大地提高衡阳市的信息化水平，树立衡阳在湖南乃至全国的良好形象。

6.2.2可以实现以信息化带动工业化，实现国民经济和社会的跨越式发展，建设数字衡阳可以带动信息产业的发展，同时也会对传统产业起到很好的促进作用。

6.2.3可以提高政府工作效率和管理水平，提高全民的信息化水平和综合素质，创造一个良好的社会经济环境。

总之，数字衡阳的建设可以大大改善衡阳的社会政治经济环境，提高衡阳市的城市综合竞争力，带动国民经济和社会信息化的全面发展，进而促进整个湖南省的经济发展。

参考文献：

[1] 刘晓艳，林晖，张宏.虚拟城市建设的原理与方法[M].北京：科学出版社，2003.

[2] 王家耀等.关于建设数字郑东的构想[J].地域研究与开发，2004，23（2）：88-91

[3] 陈军，邬伦.数字中国地理空间基础框架[M].北京：科学出版社，2003.

[4] 承继成，等.数字地球导论[M].北京：科学出版社，2003.