正文 第三十二章 北京城市地理信息係統基本框架和發展策略研究(1 / 3)

城市地理信息係統化是由現代係統理論、製圖科學和計算機技術作為支撐,並以與城市地理信息相關的信息作為基礎,用來收集、存儲、檢索、分析和顯示與地理分布有關的數據資料的計算機信息係統。它應用於城市資源、能源、交通、人口、住房、基礎設施、教育、生態環境、規劃管理幾乎各個領域,並能對這些信息(包括圖形)進行與地理分布有關的空間和動態的分析處理。它使城市的規劃、設計、施工和管理朝著標準化和信息化的方向發展。這是當今國際上城市管理和建設現代化發展中的一個重要趨勢。

世界上第一個是60年代加拿大建立的加拿大地理信息係統,它主要用於土地管理和規劃。到80年代末期,013已成為計算機應用技術領域的一個重要分支,廣泛應用於自然資源與環境的管理、土地利用與開發、城市規劃與管理、各種公用設施的規劃、管理及工程設計等方麵。預計近幾年內全世界市場的年增長率將超過35%。

國內城市013的發展僅僅這兩年才開始起步,目前上海已進行了小區試驗,北京地圖子係統和地下管網子係統的軟硬件環境即將建立,天津、廣州和許多城市都在積極籌備上馬,正在形成一個研製與籌建613的熱潮。

城市地理信息係統是一個城市區域性的係統,各個子係統之間既能相互獨立,又能交互與共享。與其它城市信息係統相比,它的人機交互功能和可視性強,係統一致性好,具有空間分布與分析的特性,正在發展成為城市建設、規劃、決策與管理的基本工具,將使城市建設和管理提高到一個新的水平。

城市013要解決的問題很多,例如北京,一個人口超千萬的大型城市,經過長期的建設發展,積累了大量有關城市規劃、市政設施、地形、地籍、地質、環境、人口等方麵的圖形和數據。例如僅地下管線總長度累計已達8000多公裏,種類達30餘種,各種網線分布縱橫交錯,形成一個密如蛛網的地下設施係統,而城市地麵係統更是錯綜複雜,變化多樣,所有這些信息幾乎都與地理信息相關。如何全麵、準確、動態地、綜合地掌握這些信息,並應用計算機“地圖”來解決城市規劃與建設中的現實問題,以支持人們的知識性工作,提高管理與決策水平是613所麵臨的任務和主要功能特性。這也是傳統的處理手段和顯示方式所無法完成的。

二、城市地理信息係統編碼和標準的製定原則

地理數據管理是研究與開發的核心問題之一,因此城市地理信息編碼是建設中的一項重要的基礎工作,必須給予足夠的重視。

(一)城市地理信息編碼

所謂信息編碼是將各種自然信息轉換成便於計算機進行識別和處理的符號體係的信息加工過程。編碼的主要功能有:鑒別信息分類對象的唯一標識。

分類當分類對象按一定屬性分類時,給予不同類別設計一定的編碼。

排序由於編碼的所有符號都具有一定的序列關係,因而可以方便地進行排序。專用含義由於某種需要,采用專用符號來代表特定事物或概念時,編碼提供這種專用含義。

由於城市地理信息是分布在城市區域內的空間信息集合,因此,城市地理信息編碼就是一種為識別空間點、線、麵組成的圖形位置和它們的屬性而設置的編碼方法。通過地理信息編碼可將各類地理要素統一組織在一定的空間定位體係內,便於計算機進行檢索,分析和綜合處理。

(二)城市地理信息編碼與618的關係和作用

城市地理信息係統和其它信息係統一樣,是建立在計算機基礎上的。信息代碼是計算機鑒別和查找某種信息的主要依據和手段。另一方麵,城市地理信息係統同時又是一個複雜的、包容多個應用領域的信息係統,其中的圖形和屬性兩類數據信息,總量涵蓋了城市信息總量的80。雖然各自有不同的需求,但均需用相當大量的共同地理數據,統一的地理信息編碼對於交通、設施管理、城市規劃、商業銷售甚至公安、軍事都具有十分重要的意義。

(三)城市地理信惠編碼和標準化

城市地理信息編碼的標準規範問題是613數據管理中的首要問題。建立城市地理信息係統的一個最重要的目的是實現在城市管理和建設各個部門之間的數據共享,為城市最高決策者提供綜合信息和決策依據。在中地理數據作為一種公共資源為不同應用目的和多用戶提供服務,其標準化不僅為實現數據共享打下必要的基礎,而且可以提高信息檢索的效率,提高信息利用率,同時也可減少開發中的重複勞動,也隻有如此才能發揮地理分布空間分析的特殊作用,發揮本係統的優勢。

城市地理信息係統的標準規範體係主要包括三方麵的內容:編碼標準包括地形要素、行政區劃、地名等的統一標準。數據標準包括采集、存貯、轉換格式、輸出及質量控製等統一標準。圖形標準包括投影、分幅、圖示符號等統一標準。後文我們將重點研究編碼標準問題。

(四)國內外有關研究情況

國外在地理信息編碼和標準製定方麵,有經驗也有教訓。

加拿大是地理信息標準規範工作開展較早、較有成效的國家。早在1978年10月,加拿大測繪協會就著手研究製定不受比例尺限製的統一國家數字地形要素分類係統及其定義詞典以及與之相應的編碼係統。

美國早期的613研究和開發工作在標準化問題上走了彎路,如美國林務局從60年代就開始建立各種不同的地理信息係統,由於缺少規範和標準化的考慮,使建成的9個係統的信息無法互換。

從1980年開始,由美國國家標準局和地質測量局製定了統一的國家數字製圖數據標準。到1987年2月,已分別製定出綜合性數字製圖數據標準和聯邦機構內部使用的數字製圖數據標準。

日本國土地理院1974年開始建立國土信息係統。除采用日本政府行政管理廳1973年7月規定的日本標準區域網絡係統和編碼外,還專門成立了數字製圖標準委員會。

國內對信息類編碼標準化的研究是建立在研究國外資料、學習國外先進經驗的基礎上的。由國家計委和國家統計局製訂的有關行政區劃、行業、職業、民族和性別等方麵的信息分類編碼標準,首先在第三次全國人口普查中發揮了重要作用。以後在1985年1月,國家標準局信息分類編碎研究所正式成立,標誌著我國信息分類編碼標準化的發展進入了一個新階段。1988年2月,在中國標準化綜合研究所與國家標準局信息分類編碼研究的基礎上,成立了中國標準化與信息分類編碼研究所。到目前我國已製訂和發布了35項信息分類編碼標準,在“七五”期間又推出了一批信息分類編碼標準。

北京市城市規劃設計院的“北京市城市地理編碼係統研究”項目,在城市地理信息係統編碼及標準化研究方麵進行了有益的探討。該項研究力求做到便於在北京城市建設和管理中使用,並考慮能夠與城市經濟、社會信息係統建立接口罾。該編碼係統的指導原則是:

根據北京市特點進行研究,考慮到城市規劃布局,以“五環路、八條放射線”為係統編碼的基本框架進行空間定位。