城市地理學(xué)小論文

　　城市地理曾經(jīng)是聚落地理學(xué)的一部分，城市地理學(xué)與這些學(xué)科有密切聯(lián)系，它著(zhù)重從空間觀(guān)點(diǎn)研究個(gè)別城市或區域城鎮體系的功能結構、層次結構和地域結構。下面請看城市地理學(xué)小論文！

　　城市地理學(xué)小論文

　　1.引言

　　城市歷來(lái)是國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的焦點(diǎn)和中心。當前一個(gè)以數字城市為旗幟的城市信息化運動(dòng)正在全國范圍內迅速展開(kāi)。數字城市是物質(zhì)城市在數字網(wǎng)絡(luò )空間的再現和反映，是以信息（特別是空間信息）為核心、以網(wǎng)絡(luò )為支撐的城市信息管理與服務(wù)體系。

　　數字城市建設的任務(wù)就是利用現代高科技手段，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)、社區和公眾服務(wù)的信息平臺、信息應用系統以及政策法規保障體系等。

　　城市地理空間基礎框架是數字城市建設的核心任務(wù)之一，它為城市發(fā)展和信息化建設提供統一的空間定位與基礎地理信息公共平臺，進(jìn)而實(shí)現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“數字中國”地理空間基礎框架的重要組成部分。應該說(shuō)，我國城市空間數據生產(chǎn)與提供已經(jīng)取得了巨大成績(jì)，但總的來(lái)講，空間數據從內容、形式和質(zhì)量（尤其是現勢性）以及提供等方面都難以滿(mǎn)足應用的需求，

　　高質(zhì)量的空間基礎數據一直是城市地理信息系統（GIS）建設和應用的瓶頸。隨著(zhù)城市信息化進(jìn)程的加快和數字城市建設的推進(jìn)，城市空間數據必將進(jìn)一步成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　2.數字城市地理空間基礎框架建設的目標與任務(wù)

　　2.1 目標

　　地理空間基礎框架是其它一切地理數據的基礎參考框架，它為國民經(jīng)濟和社會(huì )信息化提供統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(jìn)行整合和實(shí)現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(luò )等技術(shù)，制定相應的政策法規和標準體系，建設多尺度、多分辨率、多種類(lèi)的城市空間數據體系，構建統一的城市地理空間基礎基礎平臺，從而為城市政府、企業(yè)、社區和公眾提供高質(zhì)量的基于空間位置的應用服務(wù)�！笆�五”期間，全國30％以上的城市建立數字城市地理空間基礎框架，其它城市積極籌劃并開(kāi)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(mǎn)足城市規劃、建設、管理、服務(wù)以及未來(lái)發(fā)展的需要。

　　2.2 工作重點(diǎn)

　　為實(shí)現上述目標，需要重點(diǎn)完成以下幾方面的工作：

　�。�1）隨著(zhù)我國城市化步伐的加快，城市的數量及規模都將有較大的增長(cháng)，為滿(mǎn)足城市規劃、建設、管理和信息服務(wù)業(yè)發(fā)展的需要，應根據城市的總體規劃與發(fā)展布局，進(jìn)一步擴展和完善城市空間數據基準。

　�。�2）建立起有效的城市空間數據特別是框架數據更新機制，努力完善城市空間數據的分級、尺度和內容體系，實(shí)現數據形式的多樣化。

　�。�3）建立健全城市地理空間基礎框架建設的政策法規和組織機構體系，完成若干城市空間數據產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)方面的國家或行業(yè)標準。

　�。�4）建立城市空間數據分發(fā)和服務(wù)體系，使空間數據更好地為數字城市、數字社區建設服務(wù)。

　�。�5）發(fā)展先進(jìn)實(shí)用的空間信息獲取、更新、管理與應用服務(wù)技術(shù)支撐體系，為城市地理空間基礎框架建設提供技術(shù)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據體系、政策法規與保障體系、數據分發(fā)與應用服務(wù)體系以及技術(shù)支撐體系等4個(gè)方面。

　　3.1 城市空間基礎數據體系

　　3.1.1 城市空間數據基準建設

　　城市平面基準具有一定的特殊性。由于我國幅員遼闊，使用目前國家統一平面基準在許多城市會(huì )產(chǎn)生較大的投影變形，無(wú)法滿(mǎn)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，出現了2種甚至多種平面基準。隨著(zhù)空間數據應用與共享需求的增加，多尺度空間數據基準的不統一問(wèn)題已經(jīng)受到關(guān)注。與平面基準相比，在城市統一使用國家高程基準技術(shù)上不存在問(wèn)題。為了滿(mǎn)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(zhù)國家新一代地心、三維、動(dòng)態(tài)大地測量基準的規劃和建立，未來(lái)城市空間數據基準也將朝著(zhù)三維、動(dòng)態(tài)方向發(fā)展�，F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。

　　數字城市將以其對城市卓越的管理和服務(wù)能力體現其非凡的價(jià)值和美好的前景�？臻g數據服務(wù)在城市領(lǐng)域具有良好的前景。建立城市GPS連續運行綜合服務(wù)系統，是實(shí)現城市快速導航、動(dòng)態(tài)測繪和數據服務(wù)的重要基礎。目前，我國一些城市已經(jīng)或正在建立該系統。

　　3.1.2 城市空間框架數據建設

　　城市空間數據的外延十分廣泛，它包括地形數據、土地利用數據、建筑物現狀數據、地籍數據、房地產(chǎn)數據以及相應的屬性數據等。就數據形式而言，城市空間數據最主要的是數字線(xiàn)劃圖（DLG）、數字正射影像數據（DOM）和數字高程模型數據（DEM）。在進(jìn)行地理空間基礎框架建設中，一般都根據應用需要和實(shí)際數據生產(chǎn)與提供的可能確定框架空間數據集。對于城市空間基礎框架數據，一方面應從數據生產(chǎn)周期、成本和質(zhì)量的特點(diǎn)上，另一方面從大多數實(shí)際應用的需求上，研究確定基本框架數據集的內容、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(gè)城市，可以根據地域的不同，針對不同的數據內容和形式，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據集應在大比例尺度下，能完整地描述城市自然和社會(huì )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、街道辦事處和重要單位界域及地理分區等）以及它們的基本屬性信息。這里不僅包括城市測繪所關(guān)心的各種地形信息，同時(shí)也應包含有關(guān)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，可以將框架數據集進(jìn)一步劃分為核心框架數據和擴展框架數據。前者具有一定的普遍性，可以滿(mǎn)足大多數應用的需要；而后者則可以根據各城市的自身特點(diǎn)和需要而增加。目前大多數城市的DLG均是依據《城市測量規范》和地形圖圖式進(jìn)行測繪的所謂“全要素”圖。事實(shí)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并保持其現勢性并不是一件容易的事。以框架DLG及其與DOM的疊加來(lái)替代“全要素”DLG可能是一種有效的解決方案，這樣的產(chǎn)品生產(chǎn)周期短、成本低、易于維護，在城市規劃、建設、管理和服務(wù)中具有廣闊的應用前景和顯著(zhù)的經(jīng)濟效益與社會(huì )效益。同時(shí)，框架DLG、DOM還可以與DEM進(jìn)行集成，形成城市三維景觀(guān)模型。

　　3.2 政策法規與保障體系

　　3.2.1 政策法規

　　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據視作如同城市道路、橋梁一樣的城市基礎設施，投入足夠的資金使數據生產(chǎn)者能按照市場(chǎng)行為進(jìn)行數據生產(chǎn)，以滿(mǎn)足城市可持續發(fā)展的'需求。使數據被充分利用并為城市發(fā)展帶來(lái)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，數據共享和數據更新是我國城市空間數據生產(chǎn)、管理和應用的2大難題。實(shí)際上，數據不能共享的本質(zhì)原因除技術(shù)、標準化和國家安全因素外，最根本的因素是經(jīng)濟問(wèn)題。因此，解決數據共享問(wèn)題也必須從經(jīng)濟上入手。數據更新除涉及技術(shù)問(wèn)題外，也與政策密切相關(guān)。城市空間數據從生產(chǎn)到最終使用，涉及一系列主體，如：所有者、投資者、生產(chǎn)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據獲取與使用過(guò)程中的責任、義務(wù)，并切實(shí)保障他們應得的利益，從而使城市空間數據的獲取與使用實(shí)現可持續運轉必須制定有效的適合我國國情的數據政策。制定數據政策的基本原則是促進(jìn)城市空間數據共享、鼓勵數據公開(kāi)、發(fā)展基于數據的服務(wù)。

　　3.2.2 標準化

　　我國空間數據標準化一直難以滿(mǎn)足技術(shù)發(fā)展和實(shí)際應用的需求。當前急需加大城市空間數據標準化工作的力度，在充分采納、吸收、參考已有國家、行業(yè)和地方標準、規范與規程以及一些國際組織和國外標準規范的基礎上，根據我國城市空間數據生產(chǎn)、管理和應用的特點(diǎn)，制定比較完善的產(chǎn)品標準、工程標準和服務(wù)標準，以促進(jìn)城市空間數據的生產(chǎn)、更新、管理、分發(fā)與應用服務(wù)，加速數字城市建設和城市地理信息產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

　　城市空間基礎數據產(chǎn)品標準是目前最薄弱的環(huán)節。我國已制定的一系列測繪類(lèi)標準規范，對于最終產(chǎn)品及其質(zhì)量的定義與確認方面的規定比較模糊，而對生產(chǎn)這些產(chǎn)品作業(yè)過(guò)程的規定則過(guò)于瑣細，這也是造成標準總是落后的重要原因之一�？臻g數據生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展十分迅速，在未來(lái)的標準制定中，應將重點(diǎn)放在產(chǎn)品標準上。產(chǎn)品標準應具有超前性，面向空間數據用戶(hù)，并在一個(gè)較長(cháng)的時(shí)間里保持穩定。生產(chǎn)這些產(chǎn)品的工程標準則應盡可能簡(jiǎn)化，只規定若干對最終產(chǎn)品質(zhì)量起關(guān)鍵作用的共性?xún)热�，而更詳細的作業(yè)規程應由生產(chǎn)單位自行制定。許多單位都在推行ISO 9000系列標準體系認證，可以為此提供保證。數據服務(wù)標準過(guò)去基本上沒(méi)有，當前需要重視。

　　3.2.3 組織保障

　　城市地理空間基礎框架數據是數字城市建設的重要基礎性工作，其建設的質(zhì)量和效率對于數字城市的建設關(guān)系重大。為了保障基礎框架建設的順利實(shí)施，需要建立必要的組織保障體系。

　　首先，城市地方政府應給予足夠的重視。許多城市為了建設數字城市，專(zhuān)門(mén)設立了由市長(cháng)或常務(wù)副市長(cháng)任組長(cháng)的數字城市建設領(lǐng)導小組。建議在該領(lǐng)導小組下設立城市地理空間基礎框架建設協(xié)調機構，吸收涉及城市空間數據建設的有關(guān)部門(mén)參加，進(jìn)行統一規劃和組織實(shí)施，避免重復和扯皮。

　　其次，各城市有必要建立相應的空間數據管理和分發(fā)機構，統一進(jìn)行各類(lèi)空間數據資源的管理、維護和應用服務(wù)，以最大程度地發(fā)揮框架數據的作用。

　　3.3 數據分發(fā)與應用服務(wù)體系

　　數據分發(fā)與應用服務(wù)體系是數字城市地理空間基礎框架建設的重要組成部分。其目的是最大程度地挖掘和發(fā)揮空間數據的效用，為政府、企業(yè)、社區和公眾提供高質(zhì)量的基于空間信息的服務(wù)。

　　就數據分發(fā)與應用服務(wù)體系建立而言，“面向應用”無(wú)疑是其基本出發(fā)點(diǎn)。這里的面向應用指的是根據不同實(shí)際應用的需求來(lái)確定數據的形式、內容和質(zhì)量指標。城市空間數據分發(fā)與應用服務(wù)體系建立的目標和原則應是“快、準、全、廉”。所謂“快”，指的是數據獲取的周期要短，信息的現勢性要高：“準”表示適應應用需求的數據的空間特征和屬性特征（即數據的幾何精度和屬性精度）應準確：“全”反映的是為滿(mǎn)足應用需求所獲取和提供使用的數據在內容上應全面、完整，在時(shí)空表現上要真實(shí)：“廉”則是指經(jīng)濟性，就是說(shuō)空間數據的獲取與使用的經(jīng)濟代價(jià)應盡可能小。

　　事實(shí)上，上述4個(gè)原則之間是相互制約的，對于不同的用途，應該有不同的側重。我們可以把城市空間數據按用途劃分為3級，它們構成城市空間數據分發(fā)與應用服務(wù)體系，見(jiàn)表1所示。表中的“面向公眾”主要指為廣大企業(yè)和社會(huì )公眾提供空間信息服務(wù)，這類(lèi)服務(wù)的面很廣，對信息的動(dòng)態(tài)變化非常關(guān)心，對數據的準確性和完整性要求相對低一些，要求能以最低的代價(jià)獲得所需要的數據：“面向管理”指為政府行業(yè)管理部門(mén)工作服務(wù)，如城市規劃管理、土地管理等；而“特殊應用”包括少數對數據準確性和完整性有專(zhuān)門(mén)要求的應用，如大比例尺城市工程應用等。

　　數字城市可以看成是城市各種信息系統的有機集成和融合，信息的開(kāi)放與共享顯然是其最重要特征。我們認為，城市空間數據管理與應用服務(wù)的實(shí)現方式是建設一個(gè)能為數字城市各種應用系統提供統一的可視化多元異構（多數據源、多尺度、多分辨率、多時(shí)相、多形式、多基準）空間基礎信息服務(wù)的城市空間基礎信息平臺。該平臺的建設以滿(mǎn)足空間數據服務(wù)和共享為基本出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)兼顧信息管理和維護的需要。

　　3.4 技術(shù)支撐體系

　　城市地理空間基礎框架建設離不開(kāi)高新技術(shù)的支撐。從框架數據的采集、更新、加工、處理，到管理、共享、分發(fā)與應用服務(wù)，需要使用和發(fā)展一系列的新技術(shù)和新工藝，以為實(shí)現“快、準、全、廉”的目標創(chuàng )造條件。

　　城市空間數據采集與更新技術(shù)主要包括航空攝影測量技術(shù)、高分辨率衛星遙感技術(shù)、地面測繪技術(shù)、GPS測量技術(shù)以及激光掃描、近景攝影測量技術(shù)等。這些技術(shù)近年來(lái)發(fā)展十分迅速，作業(yè)效率不斷提高。盡管數據管理與表現技術(shù)已經(jīng)有了長(cháng)足的發(fā)展，但仍然不能很好地滿(mǎn)足城市空間數據管理和應用的需求。這里需要進(jìn)一步發(fā)展和完善多元異構數據的挖掘、融合、集成與管理技術(shù)，開(kāi)發(fā)實(shí)用的真三維數據管理與表現技術(shù)。在數據分發(fā)與應用服務(wù)方面，也需要進(jìn)一步完善基于Internet的數據管理、分發(fā)技術(shù)，增強技術(shù)的安全度與可靠性。同時(shí)，需要積極研究解決實(shí)現數據共享的一系列技術(shù)問(wèn)題。當前人們普遍將數據難以共享的原因歸罪于政策和機制問(wèn)題，實(shí)際上即使這些問(wèn)題解決了，技術(shù)上的許多障礙還會(huì )制約數據共享的實(shí)現。

　　4.數字城市地理空間基礎框架建設的原則與步驟

　　4.1 原則

　　數字城市地理空間基礎框架建設的基本原則是：統一領(lǐng)導、合理分工；統籌規劃、分步實(shí)施；統一標準、資源共享。

　　數字城市無(wú)疑是數字中國的重要節點(diǎn)。未來(lái)的數字中國應該是一個(gè)由全部數字城市以及其它數字區域、數字專(zhuān)題等有機集合而成的一個(gè)巨系統。在沒(méi)有政府主管部門(mén)全局規劃和引導的狀況下，將目前已建和在建的這些建設目的和目標各不相同、標準和平臺各不兼容的數字城市集合成數字中國，其結果將是難以設想的。盡管對于具體城市而言，數字城市的建設是這個(gè)城市經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的要求和必然，但如何應對未來(lái)全局性的城市間各類(lèi)的信息交換和共享的需求，如何將分散的系統整合成一個(gè)有機的整體，都不可避免地成為難題。因此，數字城市地理空間基礎框架建設是一項具有整體性、權威性、復雜性的系統工程。這就要求政府主管部門(mén)在其中必須起積極的規劃和指導作用。政府主管部門(mén)站在全局高度統一規劃和指導，必將有利于數字城市與數字中國地理空間基礎框架的有機整合，避免相互抵觸和沖突。在城市地理空間基礎框架建設中，各有關(guān)部門(mén)需要在統一的體系下明確職責，通力合作，共建共享。具體實(shí)施時(shí)，則必須分清輕重緩急，堅持標準先行，并通過(guò)選擇適當的城市作為示范，以點(diǎn)帶面，分步實(shí)施。

　　4.2 實(shí)施步驟

　　首先，國家有關(guān)主管部門(mén)應盡快出臺相應的政策法規，啟動(dòng)數字城市地理空間基礎框架建設計劃；

　　其次，建立有效的運行管理機制，以保障數字城市地理空間基礎框架建設的順利進(jìn)行；

　　第三，加快制定若干核心技術(shù)標準，以規范和約束數字城市地理空間基礎框架建設實(shí)踐；

　　第四，選擇幾個(gè)有較好基礎且具代表性的城市作為示范城市，實(shí)施城市地理空間基礎框架建設，檢驗完善標準規范，積累經(jīng)驗；

　　第五，在總結示范經(jīng)驗教訓的基礎上，積極穩步地在全國范圍內推廣實(shí)施。

　　同時(shí)，為了保障城市地理空間基礎框架的順利建設，特別需要從國家、地方甚至企業(yè)等多個(gè)層次解決城市地理空間基礎框架建設所需資金問(wèn)題。從某種意義上講，資金問(wèn)題可能是決定城市地理空間基礎框架建設成敗的關(guān)鍵因素。

　　建設數字城市地理空間基礎框架無(wú)疑是一項長(cháng)期的、復雜的任務(wù)，需要付出艱苦的努力。數字城市地理空間基礎框架建設任重道遠、前景光明。

　　致謝：本文是作者參加的由中國地理信息系統協(xié)會(huì )承擔的國家測繪科技發(fā)展基金項目研究成果的一部分。完成過(guò)程中，得到北京、上海、天津、重慶、廣州、武漢、深圳、寧波、淄博、廈門(mén)等城市有關(guān)領(lǐng)導和專(zhuān)家的幫助；初稿完成后，承蒙胥燕嬰、張輝峰、葉銀虎、孫承志、陳軍、張清浦、董寶青、張遠、施寶湘、孫建中、丁建偉、李宗華、徐曉等先生提出寶貴意見(jiàn)；研究過(guò)程中，還得到作者所在單位同事的協(xié)助；特此一并致謝。由于水平有限，文中錯誤之處在所難免，敬請批評指正。

　　參考文獻

　　何建邦，對制定我國地理信息共享政策的建議，《中國地理信息系統協(xié)會(huì )1999年年會(huì )論文集》，1999年

　　陳軍，構建多維動(dòng)態(tài)地理空間框架數據，《中國科協(xié)青年科學(xué)家論壇第65次活動(dòng)論文集》，2001年10月

　　李根洪，關(guān)于城市空間基礎框架建設問(wèn)題，《數字城市的理論與實(shí)踐》，世界圖書(shū)出版公司，2001年9月

　　王丹，數字城市空間數據獲取與應用服務(wù)的幾個(gè)問(wèn)題，《數字城市的理論與實(shí)踐》，世界圖書(shū)出版公司，2001年9月

　　王丹、汪祖進(jìn)、李海明，城市空間數據生產(chǎn)的技術(shù)框架探討，《測繪科學(xué)》，2001（4）

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