孙祥会 张淑淑 孔令坤 刘瑞明

摘    要：为了缓解城市压力，控制城市污染问题，国家非常注重建设数字城市，同时，通过构建基于GIS的数字城市地理空间框架来全面监控城市建设状况。从整体结构来分析，基于GIS的数字城市地理空间框架由六种关键技术组成，分别是GIS技术、物联网技术、影像数据技术、数据管理技术、EAL技术和SOA技术，这六种技术在发挥独立功能的同时互相作用，使基于GIS的数字城市地理空间管理平台运转更为有效。本文将简单分析基于GIS的数字城市地理空间框架建设，希望能为数字城市建设工作提供参考与借鉴。

关键词：GIS;数字城市;地理空间框架;建设

1  前言

进入21世纪后，中国城市化建设速度在不断加快，城市环境污染、资源短缺、交通拥堵问题极为严重，在冬季，北方城市时常出现雾霾天气。为此，国家提出了建设数字城市理念。据统计，全国已有500座城市转型为数字城市，从而有效缓解了城市压力和环境污染问题，使城市服务功能得到进一步优化，同时，有效提升了城市经济发展。本文将简单介绍数字城市的基本概念，系统论述基于GIS的数字城市地理空间框架建设方案，并综合分析基于GIS的数字城市地理空间管理平台功能。

2  数字城市的基本概念

当代数字城市（ digital city） 侧重于电子政务、医疗、交通、旅游观光服务业等方面的数字信息化建设，然而，各方面信息建设呈现出显著的碎片化与重复性特征，信息衔接不足，不利于数字城市建设的发展。对此，需要加强基于GIS的数字城市地理空间框架建设，构建数字城市地理空间管理平台，打造数字城市网络生态环境，秉承按需服务原则，为广大市民提供便捷的网络服务，配置资源共享池，促进各城市跨地区、跨业务、跨部门的系统共享与数字信息资源共享，全面优化数字城市综合功能。此外，数字城市建设由海量数据组合而成，主要包括城市信息服务数据、基础矢量数据、地理编码数据、遥感影像数据和元数据等，实现这些数据的统一组合，就必须构建基于GIS的数字城市地理空间管理平台，提高该平台数据管理能力，建设城市基础地理空间数据库和数据仓库。从整体结构来分析，城市基础地理空间数据库由部门专项数据库、应急响应数据库、政府公共数据库、数字企业开发平台、数字社区应用平台、电子商务应用平台和其他应用平台;数据仓库组合包括遥感影像图库、数字栅格地图库、数字线划地图库、数字高程模型库、地名数据库、城市专题库、其他数据库等。

3  基于GIS的数字城市地理空间框架建设方案

3.1  GIS技术

GIS技术是当代数据城市地理空间框架建设的核心技术，该技术能够准确定位数字城市空间数据基准，实现城市厘米级精度，同时，构建高精度的平面坐标系统，实现测绘标准的统一，根据信息定位准确获取三维坐标。其次，GIS技术具备数据存储、检索与更新功能，因而能够有效加强数字城市建设，为城市管理与发展以及优化城市平台服务体系提供准确的参考信息。另外，GIS技术具备交互式仿真功能与虚拟仿真功能，因此，能够组建数字城市虚拟系统和虚拟化地理信息系统，让市民通过听觉与视觉感知城市环境，达到身临其境的效果。

3.2  物联网技术

1999年，物联网基本概念被首次提出，其英文名为The Internet of Things，直译为“物与物相连接的互联网”。物联网是将信息感知、传递、识别、分析、测控等功能均连接于互联网平台，从而实现信息智能化识别管理目标。从宏观层次来看，物联网的特征体现在三个方面：全面性感知，可靠性传递，做好设施处理。进入21世纪后，国家将物联网应用领域推送到各个行业，智慧城市建设行业自然也不例外。此外，从物联网结构体系来看，其关键技术包括云计算技术、信息传感技术、通信技术、射频识别技术、融合技术、接入网技术、纳米技术、寻址技术、公共服务软件管理技术和路由技术。各项技术功能融合为一体能够及时收集、识别和分析信息，确保信息的安全传输与指导，实现信息资源共享。

3.3  影像数据技术

从微观层次来分析，影像数据技术是数字摄影技术、航空摄影技术、卫星摄影技术与相关数据软件的集成技术，该技术所获取的数据影像分辨率较高，能够准确识别目标特征、形状和地面物体，判断目标所在空间位置。其次，影像数据技术能够运用多重分析法读取城市建筑、土地利用规划、房地产开发等数据信息，并做好影像的准确解译工作。

3.4  数据管理技术

数字城市管理工作需要对海量数据信息进行分析和处理，这就需要发挥数据管理技术的作用，该技术具备海量空间数据整合、分析、处理和统一管理功能，能够在GIS技术的基础上组建各种相宜的数据处理系统，提供完善的数据服务。

3.5  EAL技术

EAL技术属于一种集成技术，该技术平台会结合不同端口技术特征提供相应的适配器，并根据不同技术业务正确接入适配器，并集成各项业务，缩减接口的连接数量，构建多点对多点的集成模式。当接口出现变化，EAL技术平台能够及时进行调整，延伸业务应用服务功能，降低业务升级和维护复杂性，做好大量数据的转换和配置工作，提升集成技术的开放性与灵活性。

3.6  SOA技术

SOA技术是一种服务架构技术，该技术能够集成各种离散的业务，构建服务总线，设置综合性服务化平台，全面优化业务应用功能。

4  基于GIS的数字城市地理空间管理平台功能

4.1  平台定位功能

基于GIS的数字城市地理空间管理平台能够同定位功能来了解数字城市规划、方案设计、城市建设、城市管理、各项服务运营与发展活动，同时，提供各种异构系统之间的数字信息和指令双向传输服务。

4.2  软件复用功能

基于GIS的数字城市地理空间管理平台可以解决数字城市網络代码重复开发、信息组建重复的封装与系统重复部署问题，优化系统开发系统，做好系统部署工作和测试工作，提升系统运转与维护效率。

4.3  系统集成功能

基于GIS的数字城市地理空间管理平台能够将不同系统中各项分散的业务流程衔接在一起，集成整体业务管理体系与数据信息，构建统一化与继承性架构，促进不同系统之家的数据集成，解决多种应用系统的数据整合问题。

4.4  技术开发功能

基于GIS的数字城市地理空间管理平台能够将满足数字城市的发展需求，统一互操作流程与服务标准，降低数字城市管理技术开发难度，促进城市管理系统升级，提高快速交付能力。

4.5  业务支撑功能

基于GIS的数字城市地理空间管理平台能够将具体的业务组合成一个完整的软件业务框架，固化业务流程，对业务的属性予以封装，做好业务规划工作，满足业务的快速响应需求，降低业务实施成本。

5  结束语

综上所述，缓解城市压力和环境污染问题，优化城市服务功能，加强数字城市建设，必须全面优化基于GIS的数字城市地理空间框架建设方案，综合发挥GIS技术、物联网技术、影像数据技术、数据管理技术、EAL技术和SOA技术的作用，搭建数字企业开发平台、数字社区应用平台、电子商务应用平台和其他应用平台，组建遥感影像图库、数字栅格地图库、数字线划地图库、数字高程模型库、地名数据库、城市专题库、其他数据库，不断优化基于GIS的数字城市地理空间管理平台功能。

参考文献：

[1] 曾涛，刘丽，肖金来.数字城市地理空间框架建设中的三维模型研究[J].资源信息与工程，2018（1）：140～141.

[2] 俞永生.关于数字城市地理空间框架建设的思考[J].科技创新与应用，2014（20）：238.

[3] 雷林辉.基于数字城市地理空间框架的GIS应用系统建设[J].测绘工程，2013（4）：48～51.