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1、数字化城市管理新模式实现中空间数据建设的几个问题摘要：空间数据在数字化城市管理新模式实现中不仅起了十分重要的支撑和保障作用，而且大大提升了该模式的应用功效。本文介绍了新模式中空间数据的类型及基本质量要求，分析了专题数据、地理空间框架数据和元数据建设的技术方法、质量控制措施以及存在的问题，提出了相应的对策建议。关键词：数字化城市管理模式数字化城市管理系统空间数据质量控制数据共享引言2004年，北京市东城区率先创立并实现了数字化城市管理（亦称网格化城市管理）新模式1，显著促进了城市管理效率的提高和管理水平的提升，有力地推动了我国数字城市的建设与发展。数字化城市管理新模式是一种新型城市管理模式，它依
2、托数字城市技术，采用万米单元网格管理和城市部件管理方法，实现城市管理空间细化和管理对象的精确定位，创建城市管理新体制，再造城市管理流程，实现精确、敏捷、高效、全时段监控和全方位覆盖。该模式主要由7部分构成，分别是万米单元网格管理法、城市部件管理法、城管通信息采集器、城市管理流程再造、城市管理体制“双轴化”、综合绩效评价体系以及多种技术集成的网格化城市管理信息平台1。目前该模式正在全国范围内推广应用23。在数字化城市管理新模式的提出及其实现中，综合运用了地理信息系统（GIS）、全球导航卫星系统（GNSS）、遥感等地理空间信息技术以及管理信息系统、数据库、网络、无线通讯等技术。其中GIS技术包括W
3、ebGIS、移动GIS、地理编码等技术以及网格GIS的基本思想。应该说，地理空间信息技术是数字化城市管理新模式提出的技术基础，也是新模式实现的基本技术手段。没有地理空间信息技术的支撑，也就不可能有数字化城市管理新模式。本文根据作者所在单位参与的几个数字化城市管理系统建设实践，对其中空间数据建设的有关问题进行分析和讨论，并提出一些建议。一、数字化城市管理新模式中的空间数据及其技术质量要求（一）数字化城市管理系统中的空间数据数字化城市管理新模式的提出及实现，是以完善的城市空间数据基础设施为基础的145。在这里，空间数据不仅起了十分重要的支撑和保障作用，而且大大提升了该模式的实际应用功效。数字化城市
4、管理新模式实现的技术基础是建立并运行数字化城市管理系统。该系统包含的空间数据可以分为数字化城市管理专题数据、地理空间框架数据以及相应的元数据（见表1）。专题数据包括单元网格数据、部件数据和事件数据；地理空间框架数据主要有道路数据、建构筑物数据、行政区划数据、地理编码数据以及正射影像数据等；元数据则用来描述和说明各种专题数据和地理空间框架数据的特征和获取过程情况等。（二）空间数据的技术质量要求数字化城市管理系统中各种数据的技术质量要求等在已经颁布实施的有关城市地理信息技术标准以及为推广数字化城市管理新模式而专门编制的城市市政综合监管信息系统系列标准（参见表1）中都有明确的规定。简单地说，为满足数
5、字化城市管理的应用需求，空间数据的内容应更详细，几何和属性精度应更高，现势性应更强。1.单元网格数据单元网格是数字化城市管理定义的基本管理单位。城市市政综合监管信息系统单元网格划分与编码规则（CJ/T213-2005）确定了单元网格划分的原则，并规定了单元网格编码规则。规范规定单元网格数据的几何特征为面状，不同单元网格之间具有拓扑关系。组成单元网格的多边形角点可利用城市150012000比例尺地形图结合实地调查获得，其点位中误差为1米。.部件数据部件也称管理部件。城市市政综合监管信息系统管理部件和事件分类、编码及数据要求（CJ/表1数字化城市管理系统中的空间数据及其遵循的技术标准T214-20
6、07）将部件分为公用设施、道路交通、市容环境、园林绿化、房屋土地、其他设施以及扩展部件等7大类。其中，前6大类共包括85小类部件，而扩展部件类则供各城市根据需要自行进行部件类型扩展。规范规定了部件代码规则，并要求对每个部件赋以唯一的标识码。对于不同类型的部件，规范分别提出了其定位精度要求。同时，规范还规定了部件的基本属性信息内容。3.道路、建构筑物、行政区划数据道路数据、建构筑物数据和行政区划数据是城市地理空间框架数据中最常用的数据。城市地理空间框架数据标准（CJJ103-2004）对数据的基本内容、质量和技术要求等做了规定。对框架数据而言，不仅关注其空间位置，更重要的是必须具有最基本的属性信
7、息。其中，对于道路应该具有道路名称；对于建构筑物，应该具有门牌号或建构筑物名称。基于12000及更大比例尺基础地理信息数据加工生成的框架数据可以满足数字化城市管理系统建设的需求。4.地理编码数据地理编码数据作为框架数据在数字化城市管理系统中的作用是实现城市部件和事件从地点描述到地理坐标的定位，它主要由门牌地址数据和兴趣点数据组成。城市市政综合监管信息系统地理编码（CJ/T215-2005）对地理编码数据的结构和采集要求等做了相应规定。5.正射影像数据正射影像数据除了作为数字化城市管理系统的公共参照数据外，还可用来辅助进行部件数据、有关框架数据以及地理编码数据的获取与更新。正射影像数据应完整覆盖
8、整个区域，其空间分辨率以0.20.5米为宜，几何精度应满足1200015000地形图精度要求，影像应清晰，阴影应尽可能少。二、部件数据调查与更新部件数据的获取不仅工作量大，而且涉及的环节和可能出现的问题较多。它也是已经或正在开展数字化城市管理系统建设的城市普遍关注的重点工作之一。（一）部件数据的采集与处理为建设数字化城市管理系统，首先需要系统全面地获取部件数据。基本方法是实施部件普查和测绘。基本要求是要保证部件分类代码的正确性，属性信息的完整性、准确性，部件的定位精度以及部件的完整性。部件数据的调查范围通常为数字化城市管理系统覆盖区域内的所有公共用地范围（包括街道、广场、单位、非封闭院落、空地
9、等）。要求按照技术标准和项目设计要求调查地面上各类部件的平面位置和基本属性信息，并进行信息的分类和编码处理。调查时，主要利用最新地形图作为工作底图，利用相关地物关系和简单的测量工具来准确确定部件的平面位置。必要时，可利用全站仪等进行部件位置的测绘。根据外业获得的调查图和表，经过内业数据录入和处理，分类建立满足系统需要的部件专题数据文件。从系统建设实践看，这里有几个重点问题需要关注。一是部件属性信息的获取，规范规定了多达14项的基本属性信息，其中一些信息如部件主管部门、权属单位、养护单位等往往难以确定，但这些信息对于部件问题的处置至关重要，应该仔细调查；二是对于正在施工的区域，应圈出范围，注明原
10、因，以便今后重点进行更新；三是当实地现状与地形图差别较大时，应根据需要使用全站仪等设备对部件位置进行精确测绘。部件数据外业调查必须认真细致，做到“走到、看到、记到”，调查图标记应明确、清晰，并有调查者、检查者签字。外业数据调查、内业录入处理工作应经过作业组自检、审核检查和监理抽查等环节，以确保成果的质量。基本工作流程见图1所示。（二）部件数据的更新数字化城市管理的核心是实现管理对象的精细化、定量化，因此部件数据的现势性直接影响系统运行的效果。目前在一些已经建立了数字化城市管理系统的城市，部件数据的更新问题并没有得到很好的解决，原因主要是没有建立有效的数据更新机制。少数城市系统建设一年或更长时间
11、以来，甚至尚未进行过数据的更新。部件数据的更新方式有及时更新和定期更新两种。前者主要是当监督员在日常巡视工作中发现新部件或普查中遗漏部件出现问题时，立即报告监管中心，由监管中心采取措施或委托专业测绘单位对其位置及时进行测定并采集相应的属性信息；后者则按照一定的周期（如一个月、一个季度或半年），委托专业测绘单位对施工完成区域或变化较大区域进行一次系统的数据更新。在实际中，可采用以上两种方式的结合，即监督员发现新的或变化的部件时，记录其概略位置，一段时间后由专业测绘单位对这些部件统一进行数据采集和处理。三、地理空间框架数据建设与应用模式数字化城市管理新模式实施中，除了必须建设单元网格数据和部件数据
12、等专题数据库外，还需要建立地理空间框架数据库。地理空间框架数据的作用一方面是为数字化城市管理系统提供公共空间数据集，另一方面则为部件和事件问题的准确定位提供支撑。（一）框架数据库建设之所以提出建设框架数据，主要是由于目前的基础地理信息的内容特别是其属性信息很少，难以满足应用的需求。在一些地理信息系统建设和应用基础良好的城市，通常已经建设了较为完备的城市公共信息平台和地理空间框架数据库。这样，数字化城市管理系统建设时可直接利用这些数据库，或对这些数据库进行必要的更新，从而节省建设成本，缩短建设周期。如果没有地理空间框架数据库可供使用，可以利用城市基础地理数据经过必要的加工和扩展来建立相应的框架数
13、据库。在这里，有必要进一步确定适合数字化城市管理系统建设和运行的框架数据的具体内容和技术要求。目前许多城市尚没有建立专门的地理编码数据库。在数字化城市管理系统建设实践中，对于地理编码的处理主要有两种方式：一是采集足够的门牌地址数据和兴趣点数据；二是建立包含门牌地址数据的地理空间框架数据（建构筑物数据、道路数据等），必要时采集少量的兴趣点数据。前一种方式采用的比较普遍，而后一种方式对于已有良好工作基础或计划进一步扩展系统的应用领域、促进信息共享的城市具有优越性。（二）框架数据应用与共享前已述及，数字化城市管理系统需要地理空间框架数据的支持，但框架数据建设和应用的模式值得进一步研究。目前一些城市为
14、建设数字化城市管理系统，从城市测绘部门通过拷贝的方式获得基础地理数据，再自行加工生成所需的框架数据；还有少数城市甚至专门为此开展较大面积的大比例尺基础地理数据的生产。这不仅增加了成本，延长了系统建设周期，而且也给框架数据的后续更新和维护带来很大的不确定性。框架数据的应用模式涉及城市空间数据共享机制的建立问题6。一些城市如北京、武汉和苏州等，已经或正在建设城市空间信息管理与服务平台，其目标是实现信息的协同更新和在线共享。这种方式可以确保不同系统所用框架数据的一致性，避免重复性的数据建设。目前可以提供的应用模式是基于专用网络的在线信息调用或信息租赁服务。作者认为，这种模式值得关注，它应该是未来城市
15、框架数据建设和应用的一个方向。四、空间数据库建设的质量控制与监理这里涉及两个方面的问题。一是数据建设过程的质量控制，主要由承建方负责；二是数据建设的监理，由数据建设方聘请独立的监理方来实施。（一）质量控制空间数据的质量特别是部件数据和地理编码数据的质量对于数字化城市管理系统功效的发挥具有重要影响，因此必须对数据获取全过程进行有效的质量控制。数据质量控制的主要任务是根据标准规范和项目技术设计，检查实际采集、加工处理的数据在质量上是否满足要求，包括数据的几何精度、数据的属性精度、数据的完整性、逻辑一致性和现势性等是否符合规定。“二级检查、一级验收”已被许多数据生产和加工实践检验是一种较为有效的质量
16、控制方式，这里的二级检查为作业组内的自检自查和作业组间的互检互查，一级验收为数据生产单位（承建方）的质检部门进行的质量终检和内部验收。为了确保质量检验的可靠性，数据的检查需要达到一定的比例。通常自检自查比例为100%；互检互查内业比例为100%，外业比例为10%20%；内部终检和验收内业比例为50%左右，外业比例为5%10%。（二）监理为了保证空间数据获取和建库工作的质量和效率，一些城市在进行空间数据库建设中实施了第三方监理。监理方的任务是协助建设方和承建方进行方案设计，并对实施方案进行审核，对作业过程进行旁站、监督、指导，对作业进度和质量进行监控，对提交的成果进行质量检验，协助建设方进行成果
17、验收等。监理工作的基本流程见图2所示。从监理的实施效果来看，数据生产过程的第三方监理工作对于空间数据质量的保证和作业效率的提高起到了良好的作用，得到了建设方和承建方的认可。第三方监理目前基本上已经成为数字化城市管理新模式推广应用中空间数据库建设的标准方式。当然，数据监理中也还存在一些问题需要研究解决，如监理工作的技术质量要求、监理工作的取费标准等。五、关于元数据元数据主要描述专题数据和框架数据的基本特征和数据获取过程的一些情况，是实现数据应用、共享和更新的重要基础之一。从数字化城市管理系统建设和运行看，应该在专题数据和框架数据建设的同时建立相应的元数据。但实际上目前许多城市都没有重视此项工作，
18、开发的系统中甚至没有专门的元数据管理功能。现有的城市市政综合监管信息系统系列标准中对元数据的内容和要求等也没有做出规定。国家标准地理信息元数据（GB/T19710-2005）对地理信息元数据的内容和要求等做出了总体规定，并给出了元数据扩展和专用元数据标准制定的基本原则。作者认为，应该本着实用方便的原则，基于国家标准进一步研究确定面向数字化城市管理系统建设的专题数据和框架数据元数据的具体内容和要求，以指导和规范相应的元数据建设和应用。六、结语通过多个城市空间数据库建设和应用实践，可以看出，目前系统建设中遇到的一些问题（如数据更新和共享等）首先是管理层面的问题。解决这些问题需要城市政府的高度重视，
19、因为空间数据的质量特别是现势性将影响数字化城市管理新模式功效的真正发挥。同时，从技术层面讲，空间数据库建设中遇到的一些技术质量规定不够明确的方面（如框架数据内容、数据监理要求、元数据要求等），建议在今后有关标准修订时予以考虑。作者认为，非常有必要从城市信息化和数字城市建设的高度，进一步审视和思考数字化城市管理系统建设、维护和运行的基本模式，特别是其中地理空间框架数据等公共数据的维护与应用模式。应该说，数字化城市管理系统是当前我国数字城市建设的一个典范和亮点应用。但数字化城市管理系统的建设和维护必须充分考虑与城市信息化和数字城市建设之间的协同与结合。因为只有这样，才能保障数字化城市管理系统的可持
20、续发展，进而真正发挥数字化城市管理新模式的功效。参考文献：1.陈平.网格化城市管理新模式M.北京：北京大学出版社.2006年2.高萍，王丹.数字化城市管理新模式建设推广试点.中国城市发展报告（2006）R.北京：中国城市出版社.2007年3.王丹，赵昕.2007中国城市信息化进展.中国城市发展报告（2007）R.北京：中国城市出版社.2008年4.李德仁，彭明军，邵振峰.基于空间数据库的城市网格化管理与服务系统的设计与实现J.武汉大学学报（信息科学版）.2006.31（6）5.李德仁，李宗华，彭明军，邵振峰.武汉市城市网格化管理与服务系统建设与应用J.测绘通报.2007（8）6.王丹.数字城市信息共享的几个问题J.北京测绘.2007（4）
