数字城市标准规范:数字城市的概念

　　在数字城市的建设过程中，标准始终处于重要的地位，对空间数据需求的不断增长，使得地理信息的标准化研究与制订工作也加快了步伐。 　　 　　在数字城市的建设过程中，标准始终处于重要的地位，尤其是用于决策支持的各种尺度的地理数据与技术标准。在过去的十年间，GIS技术与其他信息技术发展十分迅速，国内外GIS应用领域和地理信息用户经历了很大变化，空间数据的应用领域与用户群也出现了惊人的增长，于是，地理空间数据被当作一类社会生活的基础设施。对空间数据需求的不断增长，使得地理信息的标准化研究与制订工作也加快了步伐。
　　
　　地理信息标准体系
　　
　　1．IT标准与地理信息标准
　　地理信息标准只有与其所依赖的计算机环境紧密结合，才能提高自身的自动化处理水平。地理信息标准面临的技术环境是: 迅速发展的由计算机与网络构成的分布式计算平台（DCP）技术。
　　地理信息标准不但要反映地理信息与地理信息技术的关系，也要反映通用IT技术在地理信息技术中的应用。
　　一方面，各种计算机软、硬件技术、传感器技术、开放系统环境、Web服务和XML技术的发展，对地理数据获取方法、数据精度、数据分析与处理方面的技术与标准制定产生了重大影响; 另一方面，GIS技术开始与主流信息技术结合，地理数据对关系数据库管理技术提出很高的要求，例如: Oracle spatial 8i在关系数据库技术层面，就提供了空间数据选项和功能。地理信息标准与信息技术标准的结合是地理信息标准发展的必然趋势，其结合的程度是地理信息应用与服务成功的重要标志之一。
　　2．地理信息标准体系
　　地理信息标准体系通过对地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务发展规律进行分析研究后，结合IT技术，将地理信息与地理信息服务等标准之间相互作用和相互依赖关系做出合理的安排与规划，并协同不同标准之间的关系，使标准的结构优化、实现最佳功能。一个成功的地理信息标准必须与其他相关标准以及通用信息技术标准有密切的联系。
　　
　　数字城市标准规范建设内容
　　
　　国家已有一系列按指导标准制定的导则、规定和方法，也有一系列有关测绘、数据库、软件工程、系统设计、文件编写、网络与通信以及安全与保密等方面的标准，这些都不需要各个城市自行制定，只要求遵循、执行,并做若干地方化与补充的工作。这里主要针对以下几类相关标准进行详细介绍，它们需要由各个城市和各专业部门自行组织有关专家共同参与制订。
　　1．城市地理与专业信息分类与编码
　　信息分类与编码标准是城市标准化的核心部分，它主要分为两大类: 一类是城市基础地理空间信息的分类代码标准，这一类尽管大部分还未形成国家标准，但已有很多基础工作可借鉴进行标准制定; 另一类是大量的城市各行各业的信息分类编码标准工作，它涉及城市信息系统的各个局（办）和专业，需要在统一的组织下，由有关专家和多专业技术人员参加工作，并且随着系统的形成和发展，还会不断增加内容。
　　2．城市信息名词术语
　　名词术语标准是实现信息共享十分重要的标准，它保证各系统中所有名词术语都有一个准确的科学含义，供系统和用户共同遵守和使用。城市要进行两方面工作: 一是根据城市实际情况，有计划收集、分析国家已有的各类专业的术语标准，整理编写为本系统所用; 二是要在全市各部门、各专业通力合作下，编制具有城市本身需要和特点的专业名词术语的科学含义手册作为系统的统一标准。
　　这类标准主要有地理信息系统基本术语、城市规划术语、城市基础信息术语、土地术语、房地产术语、城镇资源术语、城市水文地质勘察术语、城市与工程测量术语、城镇公共交通常用名词术语、城镇道路术语、城镇桥梁术语、给排水术语、城市防灾术语、风景、园林、绿化术语、城镇环境卫生术语、城市供热术语和城市供电术语等。
　　在制订上述名词术语标准时，可以引用和作地方化补充的国家和行业标准规范有: 测绘基本术语(GB/T 14911-1994)、摄影测量与遥感术语(GB/T 14950-1994)、地图学术语（GB/T 16820-1997）、大地测量术语（GB/T 17159-1997）和地理信息技术基本术语（GB/T 17964-1999）。
　　3．城市空间数据与要素标识
　　城市空间数据与要素标识是一类十分重要的城市信息标准基础工作，是城市信息系统中各方必须遵守的规则和约定，虽然国内已有不少工作和项目可参考，但仍需结合城市的实际情况进行引用、补充、修改和制定。
　　这类标准主要包含元数据、数据字典、空间数据交换、空间数据质量控制、数据记录格式、文件格式、城市定位分区规则、城市管理分区与代码，以及城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线、建筑物、市政工程管网附属设施和道路交通设施编码结构规则等。
　　其中可以引用并作地方化补充的国家和行业标准规范有城市地理要素，包括城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线编码结构规则（GB/T 14395-93）。
　　4．城市空间信息共享技术规程
　　城市空间信息共享技术规程主要解决地理空间信息系统建造中的一些必须共同遵守的技术、流程和规则等，以保证系统能在一个统一的技术规格下建立和共享使用。
　　这类技术规程主要有软件工程、系统设计标准、系统建设文件、规范标准、系统安全、保密规定、空间数据采集、处理规范、空间数据入库管理规定以及数据存储相关技术规程等。

　　
　　问题与挑战
　　
　　虽然国内外对于数字城市标准的制定给予了较高的重视，但人们常常抱怨“标准不够用、不统一、不及时、不适用、滞后于技术，同一对象存在着不同的标准等”。究其原因，主要是地理信息标准过程还面临着各种问题与挑战，其中技术上最突出的是缺乏地理信息时空数据模型通用逻辑规范，缺乏语义层面的地理信息标准。
　　● 数据模型通用逻辑规范有待统一。
　　就地理信息标准本身而言，由于缺乏地理信息时空数据模型通用逻辑规范，不同的GIS应用部门、不同的GIS软件开发商对空间数据模型的定义有很大的区别，由于GIS应用软件间的显著不同，产生了不同的地理数据和GIS操作。在不同的软件平台上，有些看似相似的操作，如几何对象的分割与合并，由于缺乏统一的规范化与形式化描述，存在诸多差异。
　　● 语义层面的地理信息标准亟须完善。
　　由于缺乏语义层面的地理信息标准，形成各自封闭、独立的地理信息系统应用数据库，数据没有共同的语义基础，语义还只是以一种隐含的形式存在于目录、表格或进一步的细节中，还不能被自动地交换。
　　全球化、信息化是当今世界的发展潮流，也是中国发展和改革的时代背景和国际环境。为在国际贸易领域占据有利位置，发达国家不惜投入相当的经费和人力进行标准战略的研究，强化标准的研制，并已形成较为成熟的标准管理和运作机制。
　　在地理信息标准制定方面，日本和韩国都有意识地加大研究力度，在国际地理信息标准方面有较大的影响。我国在该领域起步较早，国家也十分注重标准研究制订，在各单位的大力支持配合下，近十年来，我国科技工作者在地理信息标准方面开展了深入的学习和研究，不但有成果，还形成了一支具有丰厚基础理论知识和实践经验的地理信息标准的专家队伍。
　　当今国际竞争成败的关键已不再依赖于传统意义上的土地、资本和劳力等有形资本，而取决于以高新技术为核心的综合国力，取决于将技术转化为标准从而取得经济收益的能力。数字城市标准化工作是保障我国国家利益和地理信息产业安全、促进地理信息产业发展、提升我国综合国力和国际地位的一个重要环节。
　　
　　作者简介
　　
　　毕建涛: 国家遥感应用工程技术研究中心博士，副研究员，主要从事地理信息共享与服务、数字城市领域工作，负责城市公共平台设计与开发，先后参与国家攻关与地方横向项目十余项，发表相关领域论文20余篇。