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数字城市地理空间基础框架建设的初步研究

1.引言城市历来是国民经济和社会发展的焦点和中心。当前一个以数字城市为旗帜的城市信息化运动正在全国范围内迅速展开。数字城市是物质城市在数字网络空间的再现和反映，是以信息（特别是空间信息）为核心、以网络为支撑的城市信息管理与服务体系。数字城市建设的任务就是利用现代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各种信息资源（特别是空间信息资源），建立面向政府、企业、社区和公众服务的信息平台、信息应用系统以及政策法规保障体系等。城市地理空间基础框架是数字城市建设的核心任务之一，它为城市发展和信息化建设提供统一的空间定位与基础地理信息公共平台，进而实现城市信息资源按照地理空间位置的整合和共享。城市地理空间基础框架是“数字中国”地理空间基础框架的重要组成部分。应该说，我国城市空间数据生产与提供已经取得了巨大成绩，但总的来讲，空间数据从内容、形式和质量（尤其是现势性）以及提供等方面都难以满足应用的需求，高质量的空间基础数据一直是城市地理信息系统（GIS）建设和应用的瓶颈。随着城市信息化进程的加快和数字城市建设的推进，城市空间数据必将进一步成为关注的焦点。2.数字城市地理空间基础框架建设的目标与任务2.1目标地理空间基础框架是其它一切地理数据的基础参考框架，它为国民经济和社会信息化提供统一的空间定位与基础地理信息公共平台，对于信息资源按照地理空间进行整合和实现信息共享具有十分重要的作用。城市地理空间基础框架建设的总体目标为，充分运用遥感、GPS、GIS和计算机网络等技术，制定相应的政策法规和标准体系，建设多尺度、多分辨率、多种类的城市空间数据体系，构建统一的城市地理空间基础基础平台，从而为城市政府、企业、社区和公众提供高质量的基于空间位置的应用服务。“十五”期间，全国30%以上的城市建立数字城市地理空间基础框架，其它城市积极筹划并开始建设地理空间基础框架。到2022前后，全国所有城市建立起较为完善的城市地理空间基础框架，较好地满足城市规划、建设、管理、服务以及未来发展的需要。2.2工作重点为实现上述目标，需要重点完成以下几方面的工作：（1）随着我国城市化步伐的加快，城市的数量及规模都将有较大的增长，为满足城市规划、建设、管理和信息服务业发展的需要，应根据城市的总体规划与发展布局，进一步扩展和完善城市空间数据基准。（2）建立起有效的城市空间数据特别是框架数据更新机制，努力完善城市空间数据的分级、尺度和内容体系，实现数据形式的多样化。（3）建立健全城市地理空间基础框架建设的政策法规和组织机构体系，完成若干城市空间数据产品、技术和服务方面的国家或行业标准。（4）建立城市空间数据分发和服务体系，使空间数据更好地为数字城市、数字社区建设服务。（5）发展先进实用的空间信息获取、更新、管理与应用服务技术支撑体系，为城市地理空间基础框架建设提供技术保障。3.城市地理空间基础框架建设的内容城市地理空间基础框架主要包括空间基础数据体系、政策法规与保障体系、数据分发与应用服务体系以及技术支撑体系等4个方面。3.1城市空间基础数据体系3.1.1城市空间数据基准建设城市平面基准具有一定的特殊性。由于我国幅员辽阔，使用目前国家统一平面基准在许多城市会产生较大的投影变形，无法满足城市建设的需要。许多城市都建立了自己的独立平面控制基准，出现了2种甚至多种平面基准。随着空间数据应用与共享需求的增加，多尺度空间数据基准的不统一问题已经受到关注。与平面基准相比，在城市统一使用国家高程基准技术上不存在问题。为了满足工程测量和城市测量的需要，应该逐步建立和精化城市区域内的厘米级大地水准面，为城市GPS高程测量奠定基础。随着国家新一代地心、三维、动态大地测量基准的规划和建立，未来城市空间数据基准也将朝着三维、动态方向发展。现有平高分离的、静态的城市控制基准将被新一代的三维基准所替代。数字城市将以其对城市卓越的管理和服务能力体现其非凡的价值和美好的前景。空间数据服务在城市领域具有良好的前景。建立城市GPS连续运行综合服务系统，是实现城市快速导航、动态测绘和数据服务的重要基础。目前，我国一些城市已经或正在建立该系统。3.1.2城市空间框架数据建设城市空间数据的外延十分广泛，它包括地形数据、土地利用数据、建筑物现状数据、地籍数据、房地产数据以及相应的属性数据等。就数据形式而言，城市空间数据最主要的是数字线划图（DLG）、数字正射影像数据（DOM）和数字高程模型数据（DEM）。在进行地理空间基础框架建设中，一般都根据应用需要和实际数据生产与提供的可能确定框架空间数据集。对于城市空间基础框架数据，一方面应从数据生产周期、成本和质量的特点上，另一方面从大多数