亚洲城网页版 ca88 cc >>发展规划研究 总第43期 2010年>> 理论前沿 打印 | 收藏 | 字体: | 阅读 次数 | 发布日期:2012/8/7
中国“数字城市”建设的基本结构与核心问题
崔先国 马卫春

      近几年来,数字城市的建设工作受到了从中央到地方,从政府到企业,从领导到群众,越来越多的关注和支撑。在此前提之下,“数字苏州”、“数字上海”、“数字威海”等系统工程相继启动,并已取得令人满意的阶段性成果。
       然而,大家也应该清醒地认识到,“数字城市”建设是一个综合性的、复杂的、长远的巨大系统工程,再加上中国幅员辽阔、人口众多、地区间差异大的特点,与其它国家相比,在实际建设的过程中,必将遇到更多的问题和困难。因此,在积极推进“数字城市”的过程中,要不断总结经验教训,从我国国情出发,对“数字城市”产生一个正确的理念,提出一个基本的建设结构,从而引导“数字城市”建设工作在全国范围内得以顺利的开展。


      一、数字城市的含义及其建设的目标与意义
     (一)数字城市的含义
      数字城市可以理解为物理世界的城市在信息空间中的映射,是城市的信息化或数字化表现形态。因此,数字城市实质上是一个基于计算机网络和数字信息资源的开放的、复杂的适应系统,是城市数字虚拟空间、信息资源配置中心和信息资源服务市场。
      在技术层面上,数字城市是以包括地理信息系统(GIS)、全球卫星导航定位系统(GPS)、遥感(RS)和数据库技术等在内的空间信息技术、计算机技术、现代通讯信息网络技术及信息安全技术为支撑,以信息基础设施为核心的完整的城市信息系统体系。
       在应用层面上,数字城市是在城市自然、社会、经济等要素构成的一体化数字集成平台上和虚拟环境中,通过功能强大的系统App和数学模型,以可视化方式再现现实城市的各种资源分布状态,对现实城市的规划、建设和管理的各种方案进行模拟、分析和研究,促进不同部门、不同层次用户之间的信息共享、交流和综合,为政府、企业和公众提供信息服务。
     (二)数字城市建设的意义
       众所周知,城市是一个国家或地区的政治、经济和学问中心。
       积极开展数字城市建设,有利于提升城市的综合实力,树立良好的城市形象,改善城市的投资环境;有利于增强政府决策的科学性、工作的透明度、提高行政管理效率;有利于改善人民群众的生活水平、提高民主监督意识;有利于推动电子商务和现代物流业的发展、带动城市经济结构和产业结构的调整、积极推动经济的稳步发展。
      由此可见,随着信息技术的飞速发展,城市的现代化、信息化水平和数字化程度,已经成为衡量一个国家或地区融入全球化进而提升经济社会实力和知名度的重要标志。


       二、中国数字城市建设基本规划的研究
     (一)数字城市建设的总体框架
       数字城市的总体框架如图1所示,主要由四个层面的内容构成,分别是信息机构实体层、信息基础设施层、应用服务平台层和应用系统层。其中,信息基础设施层是整个数字城市建设的基础,实现在宽带高速计算机网络上,将通过GPS、RS、GIS、遥测、人工观测和统计等方式采集到的各类数据依照一定的规则,存入“数字城市”的数据库系统中;应用服务平台,是信息基础设施层向应用系统层转换的桥梁,其主要任务是利用空间数据仓库技术管理基础设施层中的资源,构建各类模型库和常识库,并通过中间件技术,将本层中的资源作为服务向上层提供;应用系统层,则是实现领域信息化和区域信息化的应用体现,其中,决策类应用是实现跨领域、跨区域的综合性应用体现。而整个数字城市建设的顺利进行,是由国家相应的政策法规、规章、管理技术标准及各种应用规则作为保障的。
      (二)数字城市建设的具体内容
       1、信息基础设施
       信息基础设施是数字城市建设的基础。主要包括通讯网络基础设施以及由各类数据库构成的数据基础设施。其中网络基础设施又是建设数据设施的基础,通过它来获取下层数据中心提供的原始数据。
       从已有的数字城市建设的经验看,通讯网络基础设施建设一般应包括:政务内网、政务外网、公众网以及网络安全四部分内容(参见图1)。数据基础设施建设则应包括:用于存储4D产品及其相关属性的空间基础数据库、各种专题数据库(如:人口数据库、经济数据库、地质灾害数据库等)、针对特殊机构的专用数据库(如:政务数据库、军用数据库等)。
       2、应用服务平台
       应用服务平台,顾名思义,就是向各类应用系统提供相关服务的平台。数字城市是一个庞大而复杂的系统,它的作用最终是通过各种应用系统发挥出来的。而这些应用系统的建立,离不开数据、模型以及相关技术资源,即应用服务平台所提供的各种服务。
       通常,应用服务平台建设,包括空间数据仓库建设、常识库建设、模型库建设以及应用程序开发中间件建设四方面内容(参见图1)。
       ①空间数据仓库建设
        空间数据仓库是GIS技术与数据仓库技术相结合的产物,是指支撑管理合决策过程的、面向主题的、集成的、不可更新的、随时间变化的、持久的和具有空间坐标的地理数据的集合。落实到数字城市的建设实际,它是在空间基础地理数据库、专题数据库和专用数据库的基础上,根据为政府决策、经济发展服务的主题,通过数据抽取、转换、综合形成的。空间数据仓库技术来管理数据基础设施,是进行数据挖掘的基础、为进行各种应用系统开发、实现信息共享提供了有利的条件。
     ②常识库、模型库建设
     常识库中存储的是可做决策的“常识”,针对“数字城市”建设而言,其主要包括两方面的常识:一是通过数据挖掘与常识发现技术从数据仓库中发现的常识;二是来自各专业领域,如气象预报、城市规划的专家常识,主要指经验法则。
     模型库中存储的,主要是用于分析、决策的各种数学模型。
     上述两库,分别通过建立各自的管理系统进行数据的组织、维护和调用。
     ③应用服务器中间件建设
      应用服务器中间件是应用系统层与空间数据仓库、常识库和模型库相互沟通的纽带。它通过公共接口函数为各应用系统提供所需的信息资源服务,实现了资源共享,从而大大缩短了系统的开发时间、减少了系统的开发和维护费用。
      3、应用系统
      应用系统建设是数字城市建设目标和意义的具体表现,总体上可以分为四类应用:政务类、区域类、公众类和特定主题类。
      从目前我国已取得的“数字城市”建设成果来看,各省市已建立的应用系统主要有:
      政务类:电子政务系统;
      区域类:城市规划管理系统、土地管理系统、环境保护管理系统;
      公众类:城市供水管线管理系统、城市供气管理系统、电力网络管理系统、电子物流、电子商务;
      特定主题类:SARS预警支撑与指挥调度系统。
当前专家正在积极倡导建立的应用系统有:数字企业、数字小区。
      基于上述的各类专项应用系统,就可以进一步建立跨行业、跨领域的政府决策以及经济发展评估、决策应用系统,从而实现政府决策科学化,经济持续、健康、快速的发展,人民生活质量稳步提高。


     三、中国数字城市建设的核心问题
     (一)技术问题
      技术是进行数字城市建设的基础。结合多年“数字城市”建设的经验,大家得出建设数字城市需要解决的关键技术问题有:
      ①空间数据处理与管理技术。包括:数据库技术、数据挖掘技术、空间数据转化工具的研发技术等。
      ②互联网技术。
      ③地理信息应用服务程序框架平台技术[6]。包括:应用服务器中间件技术、分布式计算协同管理技术、基于网络的空间分析和代理服务技术等。
      ④虚拟现实技术。
      ⑤统计数据与空间位置连续可视化表达技术。
      ⑥数学建模技术。
      ⑦App研发技术。
    (二)政府层问题
      表面上看,搭建空间数据共享平台完全是技术问题,即如何设计平台,采用何种技术手段加以实现,与政府的关系不大。但实质上却恰恰相反,政府的重视和支撑程度决定了平台建设的成败。
      原因主要在于:其一,平台的建设需要非常丰富的地理空间数据资源,而这些数据分散地存放于不同的部门、行业之中,其中有些数据还是对外保密,有偿使用的。因此,要想顺利的收集到这些数据资源,就必须政府牵头、统筹安排、协调好各部门、各行业的关系,变一些有偿使用的数据为无偿使用,从而确保数据的完整性和质量。其二,平台的建设、维护需要大量的人力、物力和财力,如果没有政府的全力支撑,帮助解决协调人员、资金方面的问题,显然是寸步难行的。其三,平台建成以后,需要政府帮助加以宣传,这样才能被大众所知晓,才能真正意义上的发挥其最大效益。
       由此可见,在建设空间数据共享平台的过程中,政府的作用是决定性的,要想把平台建成并运行起来,为“数字市”、“数字省”服务,就必须由省长、市长亲自牵头,建立一整套完整的组织结构和管理机制,成立专门的信息中心分管各厅局的信息中心,起到综合调度的作用。并定期由省长或市长主持召开由各厅、纪委以及科技厅主要领导参与的工作会议,对最新的工作进程以及工作中出现的问题进行讨论和及时解决。
     (三)制定相关的法规、标准,实现地理信息共享
      数字城市建设是一个长期的而复杂的系统工程,因此,非常有必要利用法律的权威性和强制性,来排除建设过程中可能出现的各种非技术问题,从而,保证工程的顺利的开展下去,避免半途而废。
      实现地理信息的标准化是实现地理信息共享的一个重要前提。因此,也是成功搭建、运行数据共享平台的一个重要保证。需要制定的标准主要有:城市地理信息的分类和编码标准、地理信息的质量控制标准、标准术语和数据词典、数据记录格式和交换格式标准、城市地理信息空间定位公共基础标准以及城市地理信息系统开发建设的技术流程规范。
在制定标准的过程中,应充分调研已有和正在制定的相关国际标准、国家标准以及行业标准,再结合地区的实际制定地方标准。同时还应该认识到,标准制定之后,不是一成不变的,需要在实行的过程中不断的进行修正和完善。
     (四)地方人才培养问题
      “数字城市”建设能否长期而稳定的开展下去,一个很重要的决定因素就是系统维护体系。因为数字城市建设是一个庞大且复杂的系统工程,在投入使用之前,对在使用过程中将遇到的问题,是无法完全预料到的,一旦问题产生且不能加以及时的解决,系统就将进入瘫痪状态。由此可见,建立一个好的系统维护体系是“数字城市”这项系统工程得以正常运行的重要保证。
        以“数字福建”为例,政府就拿出3627万元专项资金用于建立“数字福建”技术支撑和人才培养基地。
        因此,建议与工程建设同步,进行地方的技术支撑和人才培养基地的建设,以确保系统在建成后,能够在最短的时间内,投入正常的运行,出现问题能够及时得以解决,持续的发挥其应有的价值。


      四、结论
      “数字城市”建设充分体现了科学发展观的思想,是一个集城市现代化、信息化和数字化为一体,为发展经济、推动全社会进步和人的全面发展服务的长期且复杂的系统工程。
       因此,要想把这项工作长期坚持下去,就必须自足于城市自身的实际,由政府设立专项机构统一领导、统筹规划,建立相关的规范标准、法律法规,从权为部门获取权威的数据并进行统一的改造,建立应用服务平台,实现资源共享。并以此为基础,因地制宜的研发各种应用系统,实现为城市发展服务的目标。

(编辑单位:山东科技大学)

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