1.引言
城市歷來是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的焦點和中心。當前一個以數(shù)字城市為旗幟的城市信息化運動正在全國范圍內迅速展開。數(shù)字城市是物質城市在數(shù)字網(wǎng)絡空間的再現(xiàn)和反映，是以信息（特別是空間信息）為核心、以網(wǎng)絡為支撐的城市信息管理與服務體系。數(shù)字城市建設的任務就是利用現(xiàn)代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各種信息資源（特別是空間信息資源），建立面向政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾服務的信息平臺、信息應用系統(tǒng)以及政策法規(guī)保障體系等。城市地理空間基礎框架是數(shù)字城市建設的核心任務之一，它為城市發(fā)展和信息化建設提供統(tǒng)一的空間定位與基礎地理信息公共平臺，進而實現(xiàn)城市信息資源按照地理空間位置的整合和共享。城市地理空間基礎框架是“數(shù)字中國”地理空間基礎框架的重要組成部分。應該說，我國城市空間數(shù)據(jù)生產與提供已經(jīng)取得了巨大成績，但總的來講，空間數(shù)據(jù)從內容、形式和質量（尤其是現(xiàn)勢性）以及提供等方面都難以滿足應用的需求，高質量的空間基礎數(shù)據(jù)一直是城市地理信息系統(tǒng)（GIS）建設和應用的瓶頸。隨著城市信息化進程的加快和數(shù)字城市建設的推進，城市空間數(shù)據(jù)必將進一步成為關注的焦點。
2.數(shù)字城市地理空間基礎框架建設的目標與任務
2.1 目標
地理空間基礎框架是其它一切地理數(shù)據(jù)的基礎參考框架，它為國民經(jīng)濟和社會信息化提供統(tǒng)一的空間定位與基礎地理信息公共平臺，對于信息資源按照地理空間進行整合和實現(xiàn)信息共享具有十分重要的作用。
城市地理空間基礎框架建設的總體目標為，充分運用遙感、GPS、GIS和計算機網(wǎng)絡等技術，制定相應的政策法規(guī)和標準體系，建設多尺度、多分辨率、多種類的城市空間數(shù)據(jù)體系，構建統(tǒng)一的城市地理空間基礎基礎平臺，從而為城市政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾提供高質量的基于空間位置的應用服務?！笆濉逼陂g，全國30％以上的城市建立數(shù)字城市地理空間基礎框架，其它城市積極籌劃并開始建設地理空間基礎框架。到2010前后，全國所有城市建立起較為完善的城市地理空間基礎框架，較好地滿足城市規(guī)劃、建設、管理、服務以及未來發(fā)展的需要。
2.2 工作重點
為實現(xiàn)上述目標，需要重點完成以下幾方面的工作：
（1）隨著我國城市化步伐的加快，城市的數(shù)量及規(guī)模都將有較大的增長，為滿足城市規(guī)劃、建設、管理和信息服務業(yè)發(fā)展的需要，應根據(jù)城市的總體規(guī)劃與發(fā)展布局，進一步擴展和完善城市空間數(shù)據(jù)基準。
（2）建立起有效的城市空間數(shù)據(jù)特別是框架數(shù)據(jù)更新機制，努力完善城市空間數(shù)據(jù)的分級、尺度和內容體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)形式的多樣化。
（3）建立健全城市地理空間基礎框架建設的政策法規(guī)和組織機構體系，完成若干城市空間數(shù)據(jù)產品、技術和服務方面的國家或行業(yè)標準。
（4）建立城市空間數(shù)據(jù)分發(fā)和服務體系，使空間數(shù)據(jù)更好地為數(shù)字城市、數(shù)字社區(qū)建設服務。
（5）發(fā)展先進實用的空間信息獲取、更新、管理與應用服務技術支撐體系，為城市地理空間基礎框架建設提供技術保障。
3.城市地理空間基礎框架建設的內容
城市地理空間基礎框架主要包括空間基礎數(shù)據(jù)體系、政策法規(guī)與保障體系、數(shù)據(jù)分發(fā)與應用服務體系以及技術支撐體系等4個方面。
3.1 城市空間基礎數(shù)據(jù)體系
3.1.1 城市空間數(shù)據(jù)基準建設
城市平面基準具有一定的特殊性。由于我國幅員遼闊，使用目前國家統(tǒng)一平面基準在許多城市會產生較大的投影變形，無法滿足城市建設的需要。許多城市都建立了自己的獨立平面控制基準，出現(xiàn)了2種甚至多種平面基準。隨著空間數(shù)據(jù)應用與共享需求的增加，多尺度空間數(shù)據(jù)基準的不統(tǒng)一問題已經(jīng)受到關注。與平面基準相比，在城市統(tǒng)一使用國家高程基準技術上不存在問題。為了滿足工程測量和城市測量的需要，應該逐步建立和精化城市區(qū)域內的厘米級大地水準面，為城市GPS高程測量奠定基礎。
隨著國家新一代地心、三維、動態(tài)大地測量基準的規(guī)劃和建立，未來城市空間數(shù)據(jù)基準也將朝著三維、動態(tài)方向發(fā)展?，F(xiàn)有平高分離的、靜態(tài)的城市控制基準將被新一代的三維基準所替代。
數(shù)字城市將以其對城市卓越的管理和服務能力體現(xiàn)其非凡的價值和美好的前景?？臻g數(shù)據(jù)服務在城市領域具有良好的前景。建立城市GPS連續(xù)運行綜合服務系統(tǒng)，是實現(xiàn)城市快速導航、動態(tài)測繪和數(shù)據(jù)服務的重要基礎。目前，我國一些城市已經(jīng)或正在建立該系統(tǒng)。
3.1.2 城市空間框架數(shù)據(jù)建設
城市空間數(shù)據(jù)的外延十分廣泛，它包括地形數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、建筑物現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、地籍數(shù)據(jù)、房地產數(shù)據(jù)以及相應的屬性數(shù)據(jù)等。就數(shù)據(jù)形式而言，城市空間數(shù)據(jù)最主要的是數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)（DOM）和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM）。在進行地理空間基礎框架建設中，一般都根據(jù)應用需要和實際數(shù)據(jù)生產與提供的可能確定框架空間數(shù)據(jù)集。對于城市空間基礎框架數(shù)據(jù)，一方面應從數(shù)據(jù)生產周期、成本和質量的特點上，另一方面從大多數(shù)實際應用的需求上，研究確定基本框架數(shù)據(jù)集的內容、形式和尺度，只有這樣才能使建設的城市地理空間基礎框架真正起到應有的作用。在一個城市，可以根據(jù)地域的不同，針對不同的數(shù)據(jù)內容和形式，分別選用不同的比例尺和分辨率。
城市地理空間基礎框架數(shù)據(jù)集應在大比例尺度下，能完整地描述城市自然和社會形態(tài)的地物地貌信息（如建筑物、道路、水系、綠地等）、管理境界信息（各級行政管理單元邊界，如市、區(qū)、街道辦事處和重要單位界域及地理分區(qū)等）以及它們的基本屬性信息。這里不僅包括城市測繪所關心的各種地形信息，同時也應包含有關管理境界等信息以及與它們相對應的基本屬性信息。為了適合不同的應用需求，可以將框架數(shù)據(jù)集進一步劃分為核心框架數(shù)據(jù)和擴展框架數(shù)據(jù)。前者具有一定的普遍性，可以滿足大多數(shù)應用的需要；而后者則可以根據(jù)各城市的自身特點和需要而增加。目前大多數(shù)城市的DLG均是依據(jù)《城市測量規(guī)范》和地形圖圖式進行測繪的所謂“全要素”圖。事實上，這里的“全要素”也是相對的。在城市，大面積地測繪大比例尺“全要素”DLG并保持其現(xiàn)勢性并不是一件容易的事。以框架DLG及其與DOM的疊加來替代“全要素”DLG可能是一種有效的解決方案，這樣的產品生產周期短、成本低、易于維護，在城市規(guī)劃、建設、管理和服務中具有廣闊的應用前景和顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。同時，框架DLG、DOM還可以與DEM進行集成，形成城市三維景觀模型。
3.2 政策法規(guī)與保障體系
3.2.1 政策法規(guī)
城市地理空間基礎框架建設所具有的公益性、基礎性和權威性決定了城市政府應該是其主體投資者。城市政府應該將城市空間數(shù)據(jù)視作如同城市道路、橋梁一樣的城市基礎設施，投入足夠的資金使數(shù)據(jù)生產者能按照市場行為進行數(shù)據(jù)生產，以滿足城市可持續(xù)發(fā)展的需求。使數(shù)據(jù)被充分利用并為城市發(fā)展帶來巨大的間接效益應該是作為投資方的城市政府所得到的回報。目前，數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)更新是我國城市空間數(shù)據(jù)生產、管理和應用的2大難題。實際上，數(shù)據(jù)不能共享的本質原因除技術、標準化和國家安全因素外，最根本的因素是經(jīng)濟問題。因此，解決數(shù)據(jù)共享問題也必須從經(jīng)濟上入手。數(shù)據(jù)更新除涉及技術問題外，也與政策密切相關。城市空間數(shù)據(jù)從生產到最終使用，涉及一系列主體，如：所有者、投資者、生產者、管理者、分發(fā)者、代理者和使用者等。為了明確界定各主體在城市數(shù)據(jù)獲取與使用過程中的責任、義務，并切實保障他們應得的利益，從而使城市空間數(shù)據(jù)的獲取與使用實現(xiàn)可持續(xù)運轉必須制定有效的適合我國國情的數(shù)據(jù)政策。制定數(shù)據(jù)政策的基本原則是促進城市空間數(shù)據(jù)共享、鼓勵數(shù)據(jù)公開、發(fā)展基于數(shù)據(jù)的服務。
城市歷來是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的焦點和中心。當前一個以數(shù)字城市為旗幟的城市信息化運動正在全國范圍內迅速展開。數(shù)字城市是物質城市在數(shù)字網(wǎng)絡空間的再現(xiàn)和反映，是以信息（特別是空間信息）為核心、以網(wǎng)絡為支撐的城市信息管理與服務體系。數(shù)字城市建設的任務就是利用現(xiàn)代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各種信息資源（特別是空間信息資源），建立面向政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾服務的信息平臺、信息應用系統(tǒng)以及政策法規(guī)保障體系等。城市地理空間基礎框架是數(shù)字城市建設的核心任務之一，它為城市發(fā)展和信息化建設提供統(tǒng)一的空間定位與基礎地理信息公共平臺，進而實現(xiàn)城市信息資源按照地理空間位置的整合和共享。城市地理空間基礎框架是“數(shù)字中國”地理空間基礎框架的重要組成部分。應該說，我國城市空間數(shù)據(jù)生產與提供已經(jīng)取得了巨大成績，但總的來講，空間數(shù)據(jù)從內容、形式和質量（尤其是現(xiàn)勢性）以及提供等方面都難以滿足應用的需求，高質量的空間基礎數(shù)據(jù)一直是城市地理信息系統(tǒng)（GIS）建設和應用的瓶頸。隨著城市信息化進程的加快和數(shù)字城市建設的推進，城市空間數(shù)據(jù)必將進一步成為關注的焦點。
2.數(shù)字城市地理空間基礎框架建設的目標與任務
2.1 目標
地理空間基礎框架是其它一切地理數(shù)據(jù)的基礎參考框架，它為國民經(jīng)濟和社會信息化提供統(tǒng)一的空間定位與基礎地理信息公共平臺，對于信息資源按照地理空間進行整合和實現(xiàn)信息共享具有十分重要的作用。
城市地理空間基礎框架建設的總體目標為，充分運用遙感、GPS、GIS和計算機網(wǎng)絡等技術，制定相應的政策法規(guī)和標準體系，建設多尺度、多分辨率、多種類的城市空間數(shù)據(jù)體系，構建統(tǒng)一的城市地理空間基礎基礎平臺，從而為城市政府、企業(yè)、社區(qū)和公眾提供高質量的基于空間位置的應用服務?！笆濉逼陂g，全國30％以上的城市建立數(shù)字城市地理空間基礎框架，其它城市積極籌劃并開始建設地理空間基礎框架。到2010前后，全國所有城市建立起較為完善的城市地理空間基礎框架，較好地滿足城市規(guī)劃、建設、管理、服務以及未來發(fā)展的需要。
2.2 工作重點
為實現(xiàn)上述目標，需要重點完成以下幾方面的工作：
（1）隨著我國城市化步伐的加快，城市的數(shù)量及規(guī)模都將有較大的增長，為滿足城市規(guī)劃、建設、管理和信息服務業(yè)發(fā)展的需要，應根據(jù)城市的總體規(guī)劃與發(fā)展布局，進一步擴展和完善城市空間數(shù)據(jù)基準。
（2）建立起有效的城市空間數(shù)據(jù)特別是框架數(shù)據(jù)更新機制，努力完善城市空間數(shù)據(jù)的分級、尺度和內容體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)形式的多樣化。
（3）建立健全城市地理空間基礎框架建設的政策法規(guī)和組織機構體系，完成若干城市空間數(shù)據(jù)產品、技術和服務方面的國家或行業(yè)標準。
（4）建立城市空間數(shù)據(jù)分發(fā)和服務體系，使空間數(shù)據(jù)更好地為數(shù)字城市、數(shù)字社區(qū)建設服務。
（5）發(fā)展先進實用的空間信息獲取、更新、管理與應用服務技術支撐體系，為城市地理空間基礎框架建設提供技術保障。
3.城市地理空間基礎框架建設的內容
城市地理空間基礎框架主要包括空間基礎數(shù)據(jù)體系、政策法規(guī)與保障體系、數(shù)據(jù)分發(fā)與應用服務體系以及技術支撐體系等4個方面。
3.1 城市空間基礎數(shù)據(jù)體系
3.1.1 城市空間數(shù)據(jù)基準建設
城市平面基準具有一定的特殊性。由于我國幅員遼闊，使用目前國家統(tǒng)一平面基準在許多城市會產生較大的投影變形，無法滿足城市建設的需要。許多城市都建立了自己的獨立平面控制基準，出現(xiàn)了2種甚至多種平面基準。隨著空間數(shù)據(jù)應用與共享需求的增加，多尺度空間數(shù)據(jù)基準的不統(tǒng)一問題已經(jīng)受到關注。與平面基準相比，在城市統(tǒng)一使用國家高程基準技術上不存在問題。為了滿足工程測量和城市測量的需要，應該逐步建立和精化城市區(qū)域內的厘米級大地水準面，為城市GPS高程測量奠定基礎。
隨著國家新一代地心、三維、動態(tài)大地測量基準的規(guī)劃和建立，未來城市空間數(shù)據(jù)基準也將朝著三維、動態(tài)方向發(fā)展?，F(xiàn)有平高分離的、靜態(tài)的城市控制基準將被新一代的三維基準所替代。
數(shù)字城市將以其對城市卓越的管理和服務能力體現(xiàn)其非凡的價值和美好的前景?？臻g數(shù)據(jù)服務在城市領域具有良好的前景。建立城市GPS連續(xù)運行綜合服務系統(tǒng)，是實現(xiàn)城市快速導航、動態(tài)測繪和數(shù)據(jù)服務的重要基礎。目前，我國一些城市已經(jīng)或正在建立該系統(tǒng)。
3.1.2 城市空間框架數(shù)據(jù)建設
城市空間數(shù)據(jù)的外延十分廣泛，它包括地形數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、建筑物現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、地籍數(shù)據(jù)、房地產數(shù)據(jù)以及相應的屬性數(shù)據(jù)等。就數(shù)據(jù)形式而言，城市空間數(shù)據(jù)最主要的是數(shù)字線劃圖（DLG）、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)（DOM）和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)（DEM）。在進行地理空間基礎框架建設中，一般都根據(jù)應用需要和實際數(shù)據(jù)生產與提供的可能確定框架空間數(shù)據(jù)集。對于城市空間基礎框架數(shù)據(jù)，一方面應從數(shù)據(jù)生產周期、成本和質量的特點上，另一方面從大多數(shù)實際應用的需求上，研究確定基本框架數(shù)據(jù)集的內容、形式和尺度，只有這樣才能使建設的城市地理空間基礎框架真正起到應有的作用。在一個城市，可以根據(jù)地域的不同，針對不同的數(shù)據(jù)內容和形式，分別選用不同的比例尺和分辨率。
城市地理空間基礎框架數(shù)據(jù)集應在大比例尺度下，能完整地描述城市自然和社會形態(tài)的地物地貌信息（如建筑物、道路、水系、綠地等）、管理境界信息（各級行政管理單元邊界，如市、區(qū)、街道辦事處和重要單位界域及地理分區(qū)等）以及它們的基本屬性信息。這里不僅包括城市測繪所關心的各種地形信息，同時也應包含有關管理境界等信息以及與它們相對應的基本屬性信息。為了適合不同的應用需求，可以將框架數(shù)據(jù)集進一步劃分為核心框架數(shù)據(jù)和擴展框架數(shù)據(jù)。前者具有一定的普遍性，可以滿足大多數(shù)應用的需要；而后者則可以根據(jù)各城市的自身特點和需要而增加。目前大多數(shù)城市的DLG均是依據(jù)《城市測量規(guī)范》和地形圖圖式進行測繪的所謂“全要素”圖。事實上，這里的“全要素”也是相對的。在城市，大面積地測繪大比例尺“全要素”DLG并保持其現(xiàn)勢性并不是一件容易的事。以框架DLG及其與DOM的疊加來替代“全要素”DLG可能是一種有效的解決方案，這樣的產品生產周期短、成本低、易于維護，在城市規(guī)劃、建設、管理和服務中具有廣闊的應用前景和顯著的經(jīng)濟效益與社會效益。同時，框架DLG、DOM還可以與DEM進行集成，形成城市三維景觀模型。
3.2 政策法規(guī)與保障體系
3.2.1 政策法規(guī)
城市地理空間基礎框架建設所具有的公益性、基礎性和權威性決定了城市政府應該是其主體投資者。城市政府應該將城市空間數(shù)據(jù)視作如同城市道路、橋梁一樣的城市基礎設施，投入足夠的資金使數(shù)據(jù)生產者能按照市場行為進行數(shù)據(jù)生產，以滿足城市可持續(xù)發(fā)展的需求。使數(shù)據(jù)被充分利用并為城市發(fā)展帶來巨大的間接效益應該是作為投資方的城市政府所得到的回報。目前，數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)更新是我國城市空間數(shù)據(jù)生產、管理和應用的2大難題。實際上，數(shù)據(jù)不能共享的本質原因除技術、標準化和國家安全因素外，最根本的因素是經(jīng)濟問題。因此，解決數(shù)據(jù)共享問題也必須從經(jīng)濟上入手。數(shù)據(jù)更新除涉及技術問題外，也與政策密切相關。城市空間數(shù)據(jù)從生產到最終使用，涉及一系列主體，如：所有者、投資者、生產者、管理者、分發(fā)者、代理者和使用者等。為了明確界定各主體在城市數(shù)據(jù)獲取與使用過程中的責任、義務，并切實保障他們應得的利益，從而使城市空間數(shù)據(jù)的獲取與使用實現(xiàn)可持續(xù)運轉必須制定有效的適合我國國情的數(shù)據(jù)政策。制定數(shù)據(jù)政策的基本原則是促進城市空間數(shù)據(jù)共享、鼓勵數(shù)據(jù)公開、發(fā)展基于數(shù)據(jù)的服務。