数字城市从GIS开始.docx
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数字城市从GIS开始
数字城市，从GIS开始
吴信才周落根
摘要：
数字城市建设是国家信息化的重要组成部分，GIS是数字城市建设的支撑技术之一。
数字城市建设应从GIS开始，从数字企业/数字行业开始。
优先使用国产优秀GIS软件是数字城市建设的重要保障。
关键词：
数字城市、GIS
引言：
随着计算机技术和互联网技术的飞速发展，人类正进入以信息化为主的知识经济时代，信息化的浪潮正在席卷全球，这不仅将对社会结构和经济结构产生质的飞跃，而且将对政治、经济、社会、文化、教育以及政府的管理、服务等各个方面产生深刻影响。
我国信息化建设主要包括领域信息化、区域信息化、企业信息化和社会信息化四个方面，城市信息化作为国民经济和社会信息化的重要组成部分，是区域信息化的核心，也是国家信息化的重要组成部分。
城市信息化的具体表现--数字城市建设已成为社会的热门话题，成为IT行业和城市建设部门关注的焦点。
数字城市建设已被列入信息产业部十五期间的十大信息发展战略重点，科技部、建设部等国家部委正全力推动数字城市的建设。
数字青岛、数字重庆、数字厦门、数字北京、数字广州、数字深圳、数字南京等几十个数字城市建设已先后启动。
一、数字城市
数字城市是指综合运用地理信息系统、全球卫星定位系统、遥感、多媒体及虚拟现实等现代信息技术实现对城市地理、自然资源、生态环境、人口、经济、社会和城市设施、城市规划、建设、管理等信息的采集、更新和集成，并且具有数字化、网络化、地学仿真、优化决策支持和三维可视化表现等强大功能。
数字城市可以使人们在三维虚拟环境中进行管理、分析、决策、工作、学习与娱乐。
二、数字城市建设背景
1.数字地球概念提出加速了数字城市的发展
美国前副总统戈尔于1998年1月提出了"数字地球"的概念，引起世界各国的高度重视。
数字地球是遥感、数据库、地理信息系统、全球定位系统、宽带网络及仿真虚拟等现代高科技的高度综合和升华，是当代科学技术发展的制高点。
数字地球实质上是信息化地球，包括地球大部分要素的数字化、网络化、智能化、可视化全过程。
数字城市是数字地球计划的一个分支，是数字地球在城市的具体应用表现。
2.城市信息化建设迫切需要寻找新的途径
近些年来，为了迎接知识经济和信息化时代的挑战，越来越多的城市开始着手进行城市的信息化建设。
但是，由于缺少市政府强有力的统一组织和规划，往往造成了城市各部门以自身办公自动化为中心，为建设适合于其行业特点的部门专业信息网络，分别采用不同的信息平台与系统，在各部门之间难以进行信息共享和交流，更谈不上各类信息的综合和辅助决策。
容易造成资源浪费、功能重叠、重复建设等现象。
所以，从整个城市现代化的高度来规划城市信息化发展，是摆在市政府领导决策者面前的一项十分紧迫的工作。
3.数字城市建设已具备基本的必要条件
a.我国的国家信息基础设施的建设已初具规模
现已建成包括数据网、光纤骨干网、ATM异步传输模式网、SHD同步数字系列网和光纤接入网等在内的通讯干线网。
全国一些大中城市正在建立的宽带城域网。
b.数字城市支撑技术已基本成熟
计算机及相关信息化硬件设备的制造水平和规模正迅速提高；GIS、CAD等软件正在大规模推广和应用；遥感和卫星定位技术取得了飞速发展；亚洲资源系列卫星及其它卫星的成功发射和应用，保证了能及时取得精确的第一手资料；网络技术以及办公自动化技术正在迅速普及等。
c.国家和地方空间基础数据库的建设已逐步启动
1：
50万土地利用数据库已基本完成，1：
1万县级土地利用数据库正全面启动；许多城市正在建设城市数字化地图，一些城市已基本完成城市基础地理信息数据库。
另外，最新的人口普查资料和"十五"规划为数字城市建设提供了便利条件。
三、数字城市建设意义
城市是人类社会政治、经济、文化的中心，是人类文明的集中体现，国内生产总值中约有80%集中在城市。
加快城市化发展步伐，是我国实现现代化的重要组成部分。
城市的发展离不开城市信息化，数字城市不仅是信息社会的重要组成部分，而且也是数字地球技术系统的集中表现。
数字城市符合中国目前工业化和信息化并行的经济生活现状，在中国城市现代化建设中具有重要意义。
1.数字城市建设涉及城市资源配置、环境保护、城市规划等，有利于确保城市的可持续性发展，将开拓政府视野、加快城市建设、提高城市整体综合实力。
2.数字城市为调控城市、预测城市、监管城市提供了革命性的手段，是城市规划、建设、管理与服务数字化工程的最终目标。
3.数字城市建设将促进和形成大批新兴产业，特别是信息业，必将促进城市经济的全面发展。
4.有利于改善我国城市的投资环境、加强城市政府的宏观调控、减少经济决策失误。
5.有利于促进建设行业的廉政建设、制止猖獗的违法建筑、避免制约工程招投标和房地产建设中的大量弊端。
6.有利于改变人们的思想观念、工作方式、学习途径、生活方式，改变工作作风，提高工作效率，最终全面提高市民综合素质。
7.有利于保证我国城市信息资源的安全和国家的安全，降低在战争状态下我方的损失，在国家全面发展上赢得胜利，实现跨越式发展。
四、数字城市建设内容
1.系统层次
2.政府级建设
包括网络基础设施建设、法律法规环境建设、空间信息平台建设、安全保障体系建设、认证中心（CA）建设、商务运行体系建设等。
3.企业级建设
包括管网管理信息系统、市政管理系统、数字国土管理信息系统、规划建设管理信息系统、智能交通管理信息系统、房产物业管理系统、数字社区系统、旅游资源系统、电子商务商业管理系统、教育资源管理系统、医疗卫生资源管理系统、灾害控制系统、人口管理系统、公安安全系统、生态环保系统、城市景观系统等。
五、数字城市建设为何要从GIS开始
数字城市是一个在城市范围内建立的一个以空间位置为主线，将信息组织起来的复杂系统，也就是城市范围的以地理位置及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称。
作为数字城市建设过程中的重要技术支支撑之一--地理信息系统（GIS），是一个获取、存取、编辑、处理、分析和显示地理数据的空间数据系统。
它把人文属性与空间属性有机结合，是一种决策支持信息系统。
目前大多数城市已经完成通信网络、有线电视网络等网络基础实施的建设，硬件设施已基本健全，人们开始广泛借助计算机、互联网等现代化办公手段来开展工作，有许多城市已经建立了城市基础地理信息数据库、城市企业信息数据库等基础数据库，建设数字城市的大环境已经具备，应转向应用工程的建设。
据专家预测，人类所接触的信息中有80%以上与地理信息有关，涉及国民经济方方面面，地理信息系统必将进入到千家万户。
在数字城市建设过程中，几乎所有应用系统均与地理信息系统有密切关系，现阶段数字城市建设应从GIS开始。
这是由于GIS本身的巨大功能所决定的。
1.GIS是城市数字化的必要手段。
提供了数字测图技术，输入、编辑技术，大大提高了城市数字化的效率。
GIS是进行城市数字化的主要工作，能方便地建设城市基础地理信息数据库。
2.GIS是极大地丰厚了城市网络化的内容。
GIS为城市信息网提供了"车和货、油"，提高了网络的使用价值。
GIS为城市网络化的建立提供了需求，促进了网络技术的发展，真正发挥了网络的作用。
另外，GIS提供的外挂无限大数据库能力，可在其基础上镶嵌相关信息和系统，最终构造数字城市。
3.GIS是城市智能化的重要技术。
GIS作为一种决策支持软件，它提供了缓冲区分析、拓扑处理、网络分析、图像分析、DTM分析、统计检索、空间数据引擎等智能化模块，为实现城市智能化提供了技术保证。
可在灾害防范、事故应急处理、规划模拟、资源合理配置、影响评价、价格分析等方面提供便利，能在城市综合管网、电力、交通、通信等领域发挥规划、资源管理、事故处理等作用。
4.GIS是城市可视化的有效工具。
GIS的海量数据库存管理技术、空间技术、WEBGIS技术、多媒体技术、影像数据管理等构筑了城市可视觉化技术基础，提供了良好的实现途径。
能在城市景观、城市规划、目标监控管理、三维建设、物流、房产、市场营销、地下设施管理等方面发挥重要作用。
七、数字城市建设应注意的问题
1.构成数字城市的部件应是"数字企业"，因此数字城市应从"数字企业"入手。
数字城市建设必须分步实施，不可能一步到位，也无法一步到位。
数字城市应分为三个实施阶段：
城市基础地理信息数字化阶段、行业/企业数字化及应用阶段、数字城市综合应用阶段。
城市基础地理信息数字化完成后，以行业/企业为主线，按行业/企业建立地理信息系统。
若干个"数字企业"建立后，才能搭起"数字城市"的框架。
2.数字城市建设应优先考虑使用国产GIS软件。
GIS产业是关系国计民生的头等大事，对我国的经济发展、社会进步有不可估量的实际价值和深远意义，与政府、企业、百姓，国防、公安、金融等息息相关。
国产GIS软件已经具备与国外GIS软件竞争的能力，相比较而言，具有安全、方便、实用、实惠、易于维护、风险小等特点。
使用国外GIS软件则存在价高、不习惯、维护没有保障、不安全、风险大、升级不及时而费用高等弊端。
3.必须高度重视实用性。
应用系统必须能解决企业/行业的实际问题，在目前的硬件条件下，真三维建设只能是起到观摩、演示作用，在作投资决策时，初期应避免花大量的人力和才力投资在城市三维建设上，应把工作重点放在城市基础地理信息数据库、行业/企业应用系统建设上。
4.应重视政府在数字城市建设中规划、协调作用。
政府既要高度重视数字城市宏观系统建设，如网络、法规、交换平台等，也要在涉及多个企业/行业利益时起到协调作用，这些工作可由政府信息办或信息化、数字化小组来负责。
但要避免把数字城市建设仅作为政府的事情办，数字城市建设应是全社会必须参与的社会系统工程。
5.要注意数据的共享性和大众化。
城市基础数据库建设是数字城市建设基础，在数据采集、加工、整理时，应充分考虑建库标准，以利于数据的共享。
同时，切忌各自为政，多头建设城市基础数据库而浪费资源。
另外，要防止对基础数据的垄断，应通过文件规定城市基础数据中心对外统一的价格，避免满天要价。
6.要重视数字城市建设人才的培养。
数字城市建设是一项前无古人的宏伟事业，不仅领导要充电学习，更需要大批计算机、网络、软件、GIS、管理等方面的专业人才，在引进人才的同时，也要注意在实际工作中的培养和选拔。
要高度重视高等院校、GIS公司、GIS研究机构在数字城市建设人才培养方面的作用。
八、为何要选择国产GIS来建设数字城市
1.数字城市复杂性决定
数字城市建设极其复杂，具有技术含量高、周期长、投入大等特点，关系到整个城市的发展。
使用国产GIS软件，能根据实际情况，具体问题具体分析，易于及时处理数字城市建设过程中所出现的问题。
2.国家发展需要决定
a.安全需要
GIS的应用关系国家的主权和安危，关系地方的稳定和发展。
发展我国的GIS产业，对于促进我国传统行业的信息化改造和国民经济结构的调整、加强国家信息安全具有重要意义。
b.政策要求
我国政府非常重视国产GIS软件的发展，科技部、信息产业部曾2000年7月21日制定了《关于进一步推动国产GIS应用及其产业化的若干意见》，明确指出"十五"计划期间要在5--10个领域组织国产GIS应用示范工程，鼓励使用国产GIS软件，在招标中优先考虑使用国产GIS软件，在涉及国家安全的部门中强制使用成熟的国产GIS软件，大力宣传、普及国产GIS软件。
c.发展要求
我国要实现跨越式发展，集中力量发展国产软件非常重要。
印度近年来在软件领域所取得的辉煌成就，引起了我国领导人和专家的高度重视，我们必须大力发展国产软件，舍此别无出路。
GIS的特殊性更决定了在数字城市建设中应优先考虑使用国产GIS软件。
3.国产GIS发展水平决定
a.基本成熟
经过"九五"国家重中之重科技攻关，国产GIS从无到有，从小到大，从弱到强，取得了巨大的成绩。
例如，基础软件MAPGIS已发展成为一个完整、成熟的GIS基础软件，整体水平与国外软件相当，在空间分析、网络分析、海量数据管理等方面明显优于国外软件。
b.符合国情
国产GIS软件是在实践中吸取国际上优秀软件的精华，走独立自主的道路，在实践中不但总结经验，发展完善起来的，符合中国的国情和人们的思维习惯，容易学习，易于使用。
c.性价比合理
正是由于国产软件的崛起而迫使国外软件纷纷降价，国产GIS的性能价格比明显优于国外软件。
d.维护方便
因经营管理成本高、市场不熟悉等原因，国外国产GIS开发商在国内没有直接开发商，均是代理或二次开发商，系统出现问题时难免造成极大的捆扰。
而国产GIS可做到随叫随到，MAPGIS就是这样做的，这给用户带来了极大的方便。
另外，学习成本低，二次开发容易，遇到问题可以通过各种途径解决。
九、MAPGIS是数字城市建设的优秀软件
1.组件技术
MAPGIS是一个大型工具型地理信息系统软件，它将传统的地图制图软件、数据库软件、数据分析软件功能汇集到一个统一平台，从而为多源地学数据的综合评价与分析创造了一个理想的环境。
MAPGIS主要功能包括：
数据采集、数据编辑、数据输出、数据管理、数据分析、检索统计，可对数字、文字、地图、遥感图像、航片、GPS实时数据等多源地学数据进行有效采集、一体化管理、综合空间分析以及可视化表示。
组件化MAPGIS集成了更多的先进技术，功能更加强大，使用更加便利，包括高性能的空间数据库管理、完备的空间分析工具、属性数据分析、网络分析功能、多源图像分析与处理、三维模型显示、地图编辑等。
组件化MAPGIS具有二次开发方便、易于集成、无限扩展等特点，由于它采用了开放的、统一的对象组件库，使得组件化MAPGIS系列产品能和符合统一标准的其他厂家产品进行无缝、平滑的联接。
2.源于地图
MAPGIS是在我国第一套彩色地图编辑出版系统MAPCAD基础上，进一步开发而成的，具有非常优秀的图形、图象管理分析、处理功能，为数字城市实现数字化和可视化提供了有效手段。
3.历史悠久
MAPGIS有近20年的历史，经历了计算机自动绘图阶段、彩色地图编辑绘制阶段、地图编辑出版阶段、地理信息系统开发阶段、MAPGIS商品化与工程阶段、地理信息系统产业化发展阶段等，是脚踏实地，在实践中不断总结完善创新而成长的，稳定而实用。
4.实际应用
MAPGIS系列软件投放市场后，以其实用性、可靠性、稳定性、方便性赢得了广大用户的青睐和信任，广大客户给予高度评价。
目前，中地公司在全国已有7000多个MAPGIS客户，遍及包括香港、台湾在内的全国各地的众多行业和部门，国内市场占有率超过30%，客户量全国第一，已开始进入日本、朝鲜等海外市场。
建立了一批示范工程（海口、武汉电信，佛山、绍兴、苏州、江门等供水，桂林、赣州、哈尔滨等土地，襄樊、沌口、安阳等规划等等），在浙江、宁夏、甘肃、湖南、陕西、云南、河南、新疆等省大面积推广使用地籍管理系统。
在数字国土工程领域得到普遍推广应用，一期100个示范县的"县（市）级土地利用数据库"工程已完成、二期200个试范县已全面启动。
土地、地籍、电信、管网、规划等系统成为国家各部委向全国重点推广的高科技产品，成为我国各领域进行数字化建设的首选软件。
5.专家认可
MAPGIS在国家科技部主持的专家组测评中，连续四年名列第一，1999年测评中，专家一致认为MAPGIS软件由3.2版发展到现在的网络版6.0版，软件实用性和可靠性大大提高，系统总体性能达到国际同类软件先进水平，在叠加分析、网络分析、海量数据管理、图库检索和BUFFER分析等方面则领先于国际同类软件。
据1999年科技部组织的国产GIS软件测评结果试验显示，图库检索国外先进软件ARC/INFO在上用了2～4分钟，而MAPGIS仅用3.5～35秒；BUFFER分析ARC/INFO用了20多分钟，MAPGIS仅用了1分50秒。
2000年，国家"九五"重中之重科技攻关项目"MAPGIS基础软件开发和商品化"在武汉通过了科技部国家遥感中心、国土资源部组织的专家组验收。
MAPGIS的开发较好地遵循了工程化管理的原则，是一个稳定可靠的商品化软件；已成功地在电信、规划、土地利用、地图出版、城市建设、管网等领域应用，并在我国"神舟"号宇宙飞船发射和其他人造卫星中发挥了重要作用。
广泛应用于"数字国土"工程，建成了我国第一个省会级城市通信管网信息系统，已在全国范围内大规模推广和使用，产生了显著的经济效益和社会效益，产业化进展良好。
十、中地为建设数字城市提供的可靠保障
1.人才保障
中地公司历来把"人力资源"作为公司最重要的资源，在发展中培养了几十位硕士和博士，近年来先后引进了一批管理、市场、企划、工程等方面的人才，大大推动了公司的发展。
公司每年均通过各种途径引进和培养一批优秀人才，现已拥有150多位以计算机专业为主的的各方面高级人才。
2.技术保障
中地公司设立了GIS中心、信息工程部、数字制图中心来负责数字城市建设的技术保障部门，通过10多年的发展，具有丰富的软件开发、软件工程、系统集成经验。
同时，以中地公司为主体，以中国地质大学为技术依托，组建了"教育部GIS软件开发与应用工程中心"，站在GIS发展的最前沿，朝开发世界最先进的GIS软件平台和应用软件而不断努力。
3.服务保障
中地公司内部设立了市场营销部、客户服务中心来负责对外服务，开通了网上订购、BBS论坛、热线电话等，可以实现24小时服务。
基本建立起全国性营销网络，发展代理和分公司20多个，在全国建立了100多个中等以上规模的制图中心。
今后将进一步发展和完善客户服务中心，建立全国性的技术支持网，尽早建立能更好地服务客户、先进的"客户服务体系CS"。
4.规模保障
中地公司经历了研发、产品化发展阶段，正走向产业发展、经营品牌阶段，开始朝大型软件企业发展。
在软件技术水平、市场占有率、企业规模、经营管理水平等方面，一直处于我国GIS行业的领先地位。
结束语：
数字城市建设的核心是GIS，城市数字化、智能化、可视化、网络化需要GIS，数字城市建设应从GIS开始来开展企业/行业的应用系统工程建设工作。
参考文献
1.科技部、信息产业部《关于进一步推动国产地理信息系统应用及其产业化的若干意见》2000年7月21日；
2.《数字地球》科学出版社承继承等编著2000年。
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