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数字化城市管理信息系统建设中几个关键原则
阅读次数:14171 更新时间:2016/11/8 16:28:33

本文首先阐述了地理信息系统(GIS)的基本概念,并结合数字化城市模式中的业务,列举了相关实例来帮助城市管理者理解地理信息系统的概念。其次介绍了地理信息系统技术在数字化城市管理系统中的重要角色——管理城市基础地形数据、城市部件数据等空间数据,以及基于空间数据的分析和处理。最后文章介绍了数字化城市管理系统中与GIS平台相关的若干原则性问题。

城市管理的根本职能是为市民提供城市基础功能和公共空间服务,使全体市民能够公平合理地分享。随着社会文明程度的提高和公民意识的逐步觉醒,广大对城市管理提出了更多更高的要求。城市管理本身也从单纯的管理、执法,向管理、执法与服务相结合过渡。服务职能及其履行的好坏已成为公众评价城市管理工作的重要依据。城市基础功能和公共空间公平合理分享与空间信息密不可分。而空间信息的管理、分析和决策辅助是GIS作为城市建设基础设施所应发挥作用的重要方面。在前一阶段数字城管建设工作中,GIS对于及时有效地对各类城市管理部件进行监控管理、提高相关事件处置效率起到了良好的作用。

GIS的定义多种多样,简单的说,GIS系统将描述地理空间位置(地方)的信息和该位置有关的其它非空间信息结合在一起,通过这些信息的整合可以使人们更好地从空间思维的角度去认识和把握与空间位置有关的各种问题。与画在纸上的地图不同,GIS是“所见即所得”的,既可以将组织在不同“层”上的空间对象分别加以图形化的描述,也可以对不同“层”的信息进行综合的分析,找出它们之间内在的关联和隐藏在空间位置背后的某些规律。这正是GIS有别于其它任何图形、图像处理软件和传统的纸质地图的根本所在。

在网格化数字城市管理模式中,城市部件、事件和城管监督员的位置信息都实时展现在电子地图上,仿佛一个真实的城市。城市管理工作不再只面对枯燥的文字,这是数字化城市管理的一个重要特征,而这些都得益于GIS和GPS定位等技术的综合应用。GIS技术是数字化城市管理新模式得以实现的重要技术支撑。

《城市市政监管信息系统技术规范》中指出,“空间数据是系统运行的数据基础。”空间数据的管理和展现需要采用地理信息系统技术,这也是数字化城市管理模式的重要创新点之一。

GIS技术发展多年,市场上的GIS软件多种多样,应用于不同的领域。作为数字化城市管理核心技术之一的GIS技术,是一项集成计算机技术、数据库技术、地理知识等多项技术为一体的边缘科学。环境保护、气象、地质、水利、石油、土地管理、林业、测绘和科学研究一般被视为GIS技术的传统应用领域。近年来,GIS在城市管理、工商、税务、保险、民政、教育等行业应用的发展也非常迅速。数字化城市管理作为GIS应用的一个新的领域,对GIS平台的需求有其自身的要求和特点。在数字化城市管理项目实际应用中,需要针对这些需求和特点进行综合分析才能有效而充分地发挥GIS的作用。

站在“数字城市”的高度上构建GIS应用

建设数字城市,组织开发GIS应用是重要基础,这已成为业内人士的共识。数字城市建设中,所涉及到的几乎所有的管理和运营对象都与地理空间位置有关,规划者和决策者需要在掌握基础空间信息和各类管理运营对象空间位置分布的基础上,借助GIS的空间分析能力,对这些空间对象进行挖掘和分析,找出能够反映趋势和规律的信息,并给予直观明了的可视化表达。GIS满足规划者和决策者这方面需求的能力,是其它技术和方法所难以取代的。在数字化城市管理系统中,管理着城市的基础地理信息、地名信息和重要的部件、事件信息,并通过工作流程实现了数据的共享,这是数字城市概念的典型体现。随着数字化城市管理的运行,系统所涉及的内容将不断扩展。在一些城市的实践中,工商、税务、公安等部门已经借鉴网格化管理的概念,将其利用到各自的业务当中。

正是由于GIS在数字城市建设中的核心地位和作用,在具体选择GIS软件的时候,也要站在“数字城市”的高度上,综合评价和选择,尽量避免一些“短视”行为。GIS的应用,从空间数据的获取、加工处理到建库管理,从满足基本的查询检索要求到对空间信息的深度挖掘、综合分析、服务发布,从单一系统的应用到涉及多个部门的系统整合,再扩展到能够将GIS与各个职能部门的核心业务及运营流程紧密结合起来的企业级GIS应用,都需要统筹规划和逐步实施到位的系统工程。不但要考虑眼前的需要,更要预留出将来的发展空间。当然,这不等于说要“一步到位”,把一大堆暂时用不上的东西买回来放着。事实上,在选择GIS平台的时候,需要充分考虑平台的扩展性和配置的灵活性,以免因为扩展性不强,无法支撑更高层次的应用,到时候又被迫放弃原有平台,造成不必要的损失。此种情况,在不少地方的数字城市建设实践中屡有发生,我们应该给予足够的重视。

GIS技术的应用,在国内外已经有多年的历史,也有许多经验和教训值得借鉴和吸取。在不同的应用领域内,经过市场的考验和实践的验证,不同的GIS平台软件有着不同的产品定位,扮演着不同的角色。

满足性能要求

《城市市政综合监管信息系统技术规范》(CJJ/T106-2005)中规定:“市政监管地理信息系统软件承担着海量空间数据应用和管理的工作,需要具备足够空间的数据管理、更新和服务能力,才能保证图文一体化的城市市政监管信息系统正常运转。”数字化城市管理系统涉及城市管理的各个委办局和公共事业企业,如自来水公司、燃气公司、电力公司、通信公司等,系统的数据量、数据种类和并发访问用户数量都将不断增长,因此对系统性能的要求很高。由于系统中的城市基础地形数据和城市部件数据量十分庞大,组织复杂,除基础数据以外的其它数据更新周期短频率高,因而极有可能使之成为系统性能的瓶颈,需要予以特别关注。

对于数字化城市管理项目的业主来讲,GIS平台的性能当然可以通过自主组织测试来确定,但是由于性能测试工作需要严格的测试环境、数据和测试大纲脚本等准备,专业性要求较高,实施起来有一定困难。一个可行的替代方法是通过成功案例进行分析,例如对大型空间数据库管理和类似系统实施通常所采用的GIS软件和数据库的分析。笔者对国内近100个实施了数字化城市管理系统的城市做了调查访问,有超过90%的数字化城市管理系统中采用了ESRI公司的ArcGIS平台软件。

立足现在,面向未来,高度重视可扩展性和适应性

数字化城市管理系统的建设完成,只是数字化城市管理的一个开始,在各个层面上,系统都有可能进行扩展,例如部门和业务的扩展、系统环境的扩展及系统功能的扩展。
部门和业务的扩展:《城市市政综合监管信息系统技术规范》(CJJ/T106-2005)中描述:“随着城市市政监管信息系统逐步应用,会有更多的专业部门和业务纳入信息系统的应用范围,在系统运行过程中需要充分考虑专业部门、业务和相关信息逐步扩展的需要。随着城市市政监管信息系统逐步应用,系统中涉及的部件和事件类型也可能会逐步扩展。”

系统环境的扩展:随着发展,现有的硬件环境可能无法满足应用的需求,需要不断地扩展。主要需要扩展的内容包括:存储设备、数据服务器主机、应用服务器主机、网络设施等。服务器扩展,需要考虑系统的负载均衡,GIS平台软件要有支持负载均衡的能力。系统的安全性也需要给予充分重视。

系统功能的扩展:目前在大部分数字化城市管理中,GIS应用基本停留在图形展示的层面上,基于空间数据的深层次分析功能比较少。随着应用的不断深入,利用GIS的强大分析功能,进行决策支持是系统发展的必然方向。例如,根据事件发生的位置,为处理人员提供最佳的行车路线;根据事件发生的位置和频率,分析新增设施的位置;或者采用三维的方式,展示立体直观的数字化城市等。

在对GIS平台进行综合评价和选择的时候,要立足现在,面向未来,高度重视GIS平台的可扩展性和适应性。

重视空间数据来源和共享

数字化城市管理系统中管理的基础地理数据,如大比例尺地形图和影像图,往往来源于城市的测绘或者规划部门,后续更新也依靠这些部门。在选用GIS平台时候,应该尽量与基础数据拥有部门采用相同的软件平台,这样数据就可以不经转换直接使用,既节省了时间和投资,又保证了数据的更新。如果无法保持一致,应尽量采取系统数据接口丰富、能够支持广泛数据类型的GIS平台。

海量数据管理能力很重要

地理信息系统软件承担着海量空间数据的应用和管理工作,需要具备足够空间的数据管理、更新和服务能力,才能保证图文一体化的数字化城市管理系统正常运转。数字化城市管理系统中的城市基础地形数据、城市部件数据等海量空间数据的频繁调用,海量数据管理能力是保障数字化城市管理信息系统正常运行的关键技术。

注重空间信息的服务支撑能力

数字化城市管理系统的服务对象,除了面向政府部门的管理者外,还要面向广大市民和企业群体。在网络化环境不够发达的时代,这种服务受到技术手段的限制,很难真正做到及时、方便、信息丰富。随着互联网的普及,网络带宽已经不再是瓶颈,甚至手机等移动终端也都成为人们享用信息服务的基本手段,基于网络服务(Web Service)的技术也日益走向成熟和普及,信息的提供者和使用者之间的鸿沟已经彻底填平。城市管理者通过网络服务为广大市民和企业群体提供信息也逐渐成为人们最为熟悉并被广泛接受的形式。基于网络服务的空间信息服务,同样也日益成熟和普及。以往很难解决的信息共享问题,通过信息服务,终于找到了比较合理的解决途径。不同的服务之间,通过服务聚合(Mashup),可以方便地构成新的服务进一步对外提供,从而形成不断组合、衍生的信息服务生态环境,为老百姓和企业群体提供越来越方便、快捷、丰富的信息服务。作为信息的提供者和整合者,数字化城市管理系统的建设者应该充分考虑所建系统的空间信息服务支撑能力,才能够使得广大市民对城市的建设和管理做到知情和积极参与,从而真正达到城市基础设施为广大市民公平合理分享的目的。

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