時間：2023-02-10 18:07:07
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2、ALM系統基礎建設
ALM系統平臺基礎數據的統一定義是整個系統的基礎。通過對設備樹、數據分類、數據庫體系、告警體系等的統一定義，形成各個應用系統共有的基礎數據，減少各應用模塊及線路問的接口，有效提高維保系統的整體性能和數據共享。因此，應進行設備基礎信息庫、標準設備狀態監測模型及上層管理系統接口這3大基礎建設。
2．1設備基礎信息庫與ALM系統
接口的子系統包括各種不同的設備。ALM系統監控的基本對象是設備，大多數的需求都是結合設備的監控、管理和維護提出的。因此，應建立基于ALM系統的設備管理功能，以支持通信系統的建設和運營維護。同時為地鐵設備管理提供支持?；贏LM系統的設備管理，其主要管理對象為通信系統設備信息，因此應為設備管理功能體系建立標準的設備信息顯示模型、完整的基于ALM系統的沒備信息庫和用于設備信息管理的接口。設備信息庫是ALM系統建設和運行的基礎，所有的設備信息顯示模型均通過設備信息庫生成。在系統調試階段，大量設備信息由各子系統承包商提供，而ALM系統承包商將這些信息整理并歸檔于設備信息庫。設備信息庫存儲于歷史數據庫中。設備信息庫是基于ALM系統多個基礎表而建立的，包括站點表、子系統表、設備類型表、告警分級表等。由于ALM系統站點眾多，每個站點的子系統眾多，設備信息庫是一個數據量非常龐大的表格，因此，必須建立合理的基礎信息體系，這樣才能保證數據錄入和檢索的完整和高效。同時，需采用海量實時性能較高的歷史數據庫產品，以支撐數據基礎體系的建立。設備信息庫是一個完整的信息中心，包括了所有專業／子系統的設備信息，因此ALM系統的建設和維護需要眾多專業／子系統的人員支持。為了便于每個專業／子系統人員對本專業的設備信息進行管理，必須建立一個通用的接口，使各專業／子系統人員不必直接面對數據量龐大的設備信息庫，而是通過接口進行本專業的數據錄入和檢索。設備信息管理接口是人機界面的一部分，是系統維護人員的工具之一。該接口往往被運營人員所忽視，由此會導致設備信息管理的雜亂無章。
2．2標準設備狀態監測模型
2．2．1設備狀態判斷
不同的設備具有自身的專業特點。ALM系統需要針對每一類設備進行告警分級、維修方式設定，以形成標準的設備狀態監測模型體系，然后通過高性能的軟件數據處理功能實現對設備維修信息的快速處置。一般將設備的狀態分為維持服務、暫停服務和•14f1•中斷服務，根據該設備的狀態判斷其是否完全具備維持運營的能力。1)維持服務：指設備雖然存在導致服務能力下降的故障，但仍然可以繼續向乘客提供服務，如某個攝像頭無法獲取圖像而乘客并不能感受到。2)暫停服務：指設備的故障導致無法滿足乘客需求，但乘客可以選擇其它設備代替或故障可以短時恢復。如站臺某個PIS(乘客信息系統)顯示單元無法開啟。3)中斷服務：指設備的故障導致無法滿足乘客需求，進而導致某個運營服務能力完全失去。如站臺廣播失效需人工喊話。ALM系統需根據設備實時信息自動判斷告警級別并采用不同的方式提供推送或輔助決策，由運營維護人員根據建議處理。可能的處理方式有：忽略，不做處理；記錄維修相關信息，在運營后維修；需更換備品備件；緊急搶修。
2．2．2數據處理方式
現場采集的設備狀態數據非常多，應對這些數據進行過濾、篩選、加工處理，以獲得維修決策的基礎數據。根據不同的管理需求，有不同的數據處理模型，如告警設置、趨勢分析等。1)告警設置：包括限值告警、區間告警、統計告警、百分比變化告警等。2)設備趨勢分析：是以定量、可視的形式對設備狀態進行管理，包括檢查設備的狀態是否處于控制界限之內，觀察設備狀態的變化傾向或狀況，預測設備狀態發展到危險水平的時間，早期發現設備異常并進行預維修或定修?？刹捎脝沃第厔莘治?、正態分布趨勢分析、公式或統計方法趨勢分析等技術。
2．3決策支持
通過采集設備的現場狀態數據和基于歷史數據的分析，ALM系統可對維修決策提供支撐。按照設備、系統、網絡等不同維度對數據進行統計分析，對指標體系進行梳理，形成通信系統設備的評價體系；通過儀表、圖形、趨勢分析等形式，構建地鐵運營維護平臺的管理“駕駛艙”。
3、ALM系統與維修業務的結合
典型的設備維修業務流程如圖1所示。ALM系統主要在故障報告、報修、數據分析環節中起關鍵作用。ALM系統在整個維修管理業務流程中的作用如圖2所示。
二、地理信息系統在中學地理教學中的具體應用
（1）代替傳統教學用圖。對于中學地理教學來說，地圖的作用是至關重要的，它是最為經常用到的教學工具，信息量比較大，且形象直觀。為了培養學生的地理能力，首要的就是要培養其學習地圖的能力，也就是說，要學會對地圖進行閱讀以及填繪和分析。傳統教學中，一般都是利用教學掛圖以及課本附圖還有復合投影片等形式對地理分布知識進行講授，雖然利用教學掛圖和投影儀能夠深化教學，可是在使用過程中會占用空間，容易損壞，而利用GIS技術自主制圖，能夠將教師的問題清晰反應出來，也不容易損壞。這樣制作出來的地圖，信息容量比較大，且精度比較高，表現形式具有豐富性，能夠進行動態顯示，容易對內容進行修改以及擴充，也能夠結合具體需求提供信息，另外，它還可以將分布圖以及信息數字進行結合，使學生具有量的概念。（2）可以進行空間查詢。利用這一技術能夠達到雙向查詢的效果。比如，在對我國省級行政區進行教學的過程中，教師可以利用動態閃爍的形式顯示行政區名稱以及簡稱還有位置和輪廓等，同時還要賦予其屬性，能夠隨時對其面積以及人口還有社會情況和經濟狀況等進行查詢。另外，這種可視化能夠提升學生自身的感性認識，將其學習興趣充分調動起來。（3）使知識教學更加豐富。GIS能夠對傳統觀念和認識加以改變，使教學與學生都能夠有全新心態對地理知識加以探索與學習，對學生思維理念加以培養，增加其個性化學生。教師在對研究課題進行確定以后，學生能夠利用GIS數據庫開展研究性學習，從多個方面對研究內容加以了解，對知識教學加以豐富，使學生學習能力和教師的教學水平得到提升。
三、在中學地理教學中對GIS使用的幾點建議
（1）對相關教育資源進行建設。從當前情況看，GIS技術成果一般都被用在商業中，在教學中的應用比較少，因此，要對中學地理教學過程中GIS技術的應用加以重視。對中學地理教育的相關軟件以及地理數據資料進行開發，對教師進行GIS知識培訓，是中學教師地理專業水平以及計算機操作水平得以提升。在對人才進行培養與培訓的時候，一定要和中學教學進行銜接，多開設GIS課程，對相關教材以及案例數據進行編寫與制作，使教師對學生的學習進行指導，教師要改變傳統單純教授知識的模式，而是要將教學過程變為提供以及加工地理信息并解決地理問題的一個過程。當前，由于計算機技術不斷發展，教師要對免費資源進行科學利用，利用自身知識進行修改并利用。各級中學也可以和相關院校進行交流，使GIS技術和資源實現共享。（2）對GIS教育加以普及。在中學地理教學過程中，應用GIS技術，就是要求學生在對計算機相關知識進行掌握之后，可以利用GIS技術針對相關數據加以操作和處理，之后能夠對實際問題進行解決。在當前社會中，GIS技術的作用越來越重要，因此，要確保這一技術在中學地理教學過程中得以普及。從當前情況看，我國很多地區的中學都設置了微機室，雖然在數量以及質量方面無法滿足學生的需求，可是學校只要進行認真規劃，合理進行利用，就能確保學生上機機會，使學生對GIS的基礎知識進行操作應用，保證GIS技術的普及。（3）對相關教育體系進行構建。不能在大學才開始進行GIS教育，要融入在中小學教育過程中。結合教學環境要分地區以及分層次和分級別對GIS教育在中學階段進行設置并逐步做好落實工作。要在教學過程中分成基本要求教學以及拓展教學和研究性教學，也可以根據課程設置的相關結構，將其分成必修課程和選修課程，構建一套完整的GIS系統。在中學地理教學過程中利用GIS技術，能夠使學生對地理學科有一種正確的學習態度，和地理的前沿科技動態進行接觸，堅持與時俱進的原則，為GIS人才以及地理學科人才和復合型人才的培養打下良好基礎。
沈陽市的燃氣事業始建于1923年，是國內最早生產和使用燃氣的城市之一，現擁有地下燃氣管網2156公里，燃氣居民用戶80萬戶，工業用戶3000多戶。隨著沈陽市城市建設的飛速發展，我市的燃氣管道用戶及管網規模在不斷擴大，手工的管理模式和管理手段已無法滿足“合理規劃、科學管理、安全供氣、優質服務”的要求，因此，尋求一種高科技、現代化的管理手段是當務之急，我公司經多方面調研分析，認為建立地下燃氣管網地理信息系統是解決問題的捷徑，通過地理信息系統可以實現燃氣管網的動態管理，以便為城市燃氣規劃、管網管理、燃氣事故預防及突發事故的處理等迅速、準確地提供管網的相關數據。
該系統是采用先進的計算機網絡、通信技術、地理信息技術，建立在強大的網絡系統平臺上，支持大型數據庫系統。在這個網絡信息系統平臺上，可以實現燃氣管網的規劃設計、輸配管理、圖檔管理、搶修輔助決策、燃氣用戶管理及綜合查詢、統計等功能，各管網相關部門可以實現在各自部門同時查閱管網信息，以提高管網信息利用的效率。該系統建設分兩期進行，一期工程主要完成數據的采集、管理、更新、查詢、分析等主要功能，二期主要完成系統網絡工程的建設。
二、技術路線
煤氣管網地理信息系統的建立是一個復雜的系統工程，其建設的好壞不僅影響系統自身的應用情況，也將對整個沈陽市城市地理信息系統的推廣產生深遠的影響。為此，在設計和建設中必須遵循以下原則：
規范化原則
城市建設地理信息系統須嚴格遵循國家、遼寧省及沈陽市有關城市規劃、建設與管理的法規。數據的分類編碼應該嚴格遵循現有的國家標準、行業標準，并根據遼寧省和沈陽市的地方特色，制訂適合于本系統的分類編碼方案。
先進性原則
系統的功能設計應該立足于較高的起點，在考慮性能價格比的同時必須著重考慮系統的先進性。在軟硬件平臺的選用上考察國內外最新技術，同時也應考慮系統的通用性及各部門現有的軟硬件平臺及應用水平，便于該項目的成果盡早產生效益。本系統的地理信息系統平臺采用國際上處于領先水平的美國ESRI(EnvironmentalSourceResearchlnstitute)的Arclnf08，使系統立足于高起點，為煤氣系統的開發及應用打下良好的基礎。
完備性原則
系統的數據結構和功能體系應能充分滿足用戶提出的合理需求。
適用性原則
系統應具有良好的人機交互界面，易于使用，在系統的設計過程中，全面考慮各種特殊情況，使系統具有通用性。
示范性原則
沈陽市煤氣地理信息系統是遼寧省第一家專業管網系統，該系統的建立為沈陽市其它管網系統的建立積累技術經驗，同時也可以為其它兄弟城市建立管網系統提供寶貴的技術支持。
可擴充性原則
系統的要素、編碼、功能和數據庫結構都必須易于擴充，以滿足系統進一步的發展和沈陽市城市地理信息系統建設的需要。
三、系統一期工程
目前，沈陽市煤氣總公司的管網資料主要以紙質的500圖、臺帳、竣工檔案等形式存儲，無任何數字化管網信息，因此系統一期的一項主要工作是建立管網地理數據庫，此項工作主要由屬性錄入子系統、數據管理子系統來完成。
l、煤氣屬性數據錄入子系統
說明：在系統建立初期，為了方便用戶屬性的錄入，用VB和Access相結合開發了屬性數據錄入子系統，它主要應用于系統建立初期屬性數據的大量錄入，系統建立以后，不再使用此系統。
錄入：通過拷貝、提供可選項等方式，提高屬性數據錄入的效率，錄入過程中可以實現記錄的全屏幕編輯，如：刪除、修改、存盤等操作。
查詢：通過28種查詢方式，查詢到滿足用戶條件的記錄。
修改：高級用戶可以實現屬性數據的批量更新、恢復。
報表：可以實現條件報表，動態報表
2、煤氣數據管理子系統
說明：在系統建立初期，為了實現數字化各工序的管理，圖形和屬性數據的掛接，圖幅的拼接，錯誤的檢查等工作，用VB和Maplnfo相結合開發了數據管理子系統，它主要應用于系統建立初期。
管點分類：在拼接完成的1：5000區塊上，完成調壓站、抽水缸、節點、罐站、閥門井的分離
屬性掛接：在拼接完成的1：5000區塊分類表上，實施點屬性的掛接，全市拼接完成之后，完成點屬性向線屬性的抽取。
查錯：查出各種圖面錯誤(符號用錯、線端點無點符號、點符號不在線上、重復點、懸掛點、重復線、點號重復、點號為空)
拼圖：完成1：5000范圍內的拼圖，全市的拼圖·轉換：利用Maplnfo的轉換工具，將數據轉換成Arclnfo的E00格式或CAD格式。
打印輸出：查詢結果報表，總表報表、標準圖幅打印
3、煤氣地理信息系統
說明：在ARC／INF08環境下，以VB6．0作為系統二次開發語言，實現煤氣管網的專業化管理。
查詢：快速查詢、組合查詢、關聯查詢、空間查詢。
統計：快速統計、組合統計、關聯統計、空間統計。
專題圖：以字段為依據、生成各種專題地圖。
標注：根據標注參數設置，完成自動標注、扯旗標注。
分析：垂距分析、爆管分析、橫剖面分析、縱剖面分析、兩點連通分析開關測試、預警分析、水力計算、動態監控口
圖形管理：開始編輯、拴點上圖、捕捉設置、停止編輯、圖幅打印、沿道路打印。
屬性管理：單記錄屬性管理、多記錄屬性管理、更新維護次數、報表打印。
動態報表：查詢、統計、分析結果的動態報表。
圖紙輸出：標準圖紙的黑白打印、彩色打印、任意打印、沿道路打印。
數據轉換：與Maplnfo或AutoCAD之間的雙向轉換。
4、動態監控子系統
利用煤氣總公司已建成的動態監控系統采集的數據(存儲在SQLSERVER數據庫中)，實現監測點數據在電子地圖上的動態顯示。
四、系統二期網絡工程
煤氣二期網絡系統是在煤氣一期工程系統(單機版)的基礎上擴充了網絡功能。二期工程的建立可以更好地發揮煤氣數據資源的價值，煤氣數據資源是煤氣公司寶貴財富，是近，百年來，幾代煤氣人辛勤勞動的結晶，它的數字化、錯誤的糾正更是耗費了大量的人力、物力
，網絡的建設可以使煤氣總公司這一寶貴的財富發揮其應有的作用和功能。二期網絡工程的建設與施，使各管網相關的部門可以及時了解最新的管網信息，為管網的設計、運行、維護、更新、管理提供高效、準確、及時的管網信息，加強管網科學化、自動化管理，為沈陽煤氣事業的騰飛，打下堅實的基礎，造福子孫后代。系統二期網絡工程的建設，使得煤氣公司的管網系統采用了客戶朋艮務器(C／S)方式，成為了真正的企業級的地理信息系統構架，使得各管網相關部門，可以做到足不出產，便可以了解到最新的管網信息，使得煤氣公司在全國范圍內處于技術領先地位。
1、網絡工程目標
提供沈陽市煤氣管網設計、管理一體化的解決方案，完成沈陽市煤氣總公司企業級GIS體系，強化煤氣管網管理。
采用當今世界最先進的企業級GIS應用構架，采用符合技術發展和工業標準的Oracle數據庫作為系統數據管理平臺，構架先進的企業級應用系統，使得系統的投資能夠長期為用戶服務。實現管網數據資源最大程度的共享，實現管網規劃、設計、管理、維護一體化。
提高管網信息的使用價值，使一期的投資達到更好的經濟效益和社會效益
提高沈陽市煤氣總公司的企業形象，為IS09000的認證準備雄厚的技術儲備。
2、網絡結構
該系統的網絡結構采用標準的快速以太網，傳輸介質采用100M的非屏蔽雙絞線，服務器及客戶端計算機通過中心的100M高性能交換機連接，系統結構如下圖所示：
沈陽市煤氣管網地理信息系統二期工程
該網絡系統結構簡單明確，使用很少的投資實現完全的網絡系統，同時便于系統的升級與擴充。如果建立了相應的網絡中心，不僅可以控制、維護各工作站數據的使用，還可以作為展示中心，如果與遙調、遙測系統相聯，還可以在投影上動態顯示各監測點的數據?？紤]網絡結構和應用軟件系統的具體要求，系統使用高性能的服務器系統與網絡交換機。
本系統米用ESRI公司企業級GIS解決方案，實現大規?；A空間數據的管理。系統結構如下圖所示，采用三層結構體系，底層為空間與屬性統一的數據庫系統(數據庫采用”Oracle8i)；中間層為應用系統服務器，應用系統為ARCINFO與ARC—SDE，具有強大的空間分析能力，及空間數據管理能力，并支持3維地形圖分析；上層(客戶端)基于UapObject組件開發基礎空間數據管理系統，支持管網數據的查詢、統計、圖形打印、動態報表、數據輸出或轉出等基本功能。系統采用ESRI公司的網絡平臺ARCSDE、Mapobjects，不僅考慮到與一期軟件平臺(ESRI
公司的Arclnf08)的兼容性，主要是考慮系統整體構架的先進性、可擴充性和企業級應用。
系統采用大型數據庫0racle8i，主要是用于管線數據和基礎地形圖海量數據的管理。Oracle8i是當今先進的地理數據庫，它可以同時存儲圖形信息和屬性信息，同時，它與ESRI公司的ArcsDE8的兼容性最好，可以保證系統能夠發揮最高的效率，同時也保證了方案的最優性，保證系統在相當長的時間內不會落后。
3、方案特點
應用當今世界最為先進的企業級GIS應用框架，為煤氣工程提供了靈活、高效的企業級應用解決方案，系統的運行實施，將使沈陽市煤氣管網的管理達到國內領先水平，并接近國際同期水平。
系統是采用真正的客戶朋艮務器結構的GIS系統，是在企業范圍內高效、安全
地共享煤氣管網數據的必然選擇。
采用工業標準數據庫管理系統，同時存儲空間數據和屬性數據，保證數據的安全性、一致性。
系統方案符合當前煤氣管網管理和GIS技術發展趨勢，特別是采用的GIS技術解決方案目前處于絕對領先的優勢，通過系統運行期間的升級、維護，能夠保證在相當長的時間內不會落后。
合理的軟件配置，具有較好的性價比。
保證了煤氣一期工程的投資利用，最大程度地重用了一期工程的資源，保護了前期投資，避免資源浪費。
五、結語
沈陽市煤氣總公司從2000年6月開始至今已順利地完成了一期工程。使我公司的燃氣管網管理登上了新的臺階，但由于我市燃氣事業起步較早，歷史原因造成燃氣管線的部分數據不詳，因此，管網資料需要進一步完善，同時，今年啟動二期工程的建設，力爭在最短的時間內完成，使得該系統能夠近早地為沈陽市煤氣總公司服務。
參考文獻：
l、ESRI公司系列產品簡介，富融科技有限公司，1999、10
以實際地理位置為背景的電力設備分布圖，不僅能在設備管理上為用戶增加設備空間位置的信息，而且通過實時信息能準確地反映配電網的實時工作狀況。因此，GIS已成為配電網自動化不可缺少的組成部分。
一、數據組織
地理空間數據是指以空間位置為參考的數據，地圖是空間數據的一種表達方式，空間位置通常是用空間實體與某中參數坐標系統的關系來表達。
各種地理空間實體，如居民區、街道、市政管線、電話亭、電力線路等，在計算機中的表達一般抽象為點、線、面這3種最基本的實體，任何空間實體都可以用點、線、面，再加上說明和記號來表示。
這種空間數據的組織能滿足配電網自動化的要求，根據實際地理位置布置設備、線路，展示配電網的實際分布，采用層的概念組織圖形和管理基礎數據，自由分層，層次之間又可以靈活的自由組合。
與空間圖形數據對應的還有屬性數據，既對圖形相關要素的描述信息，如配電線路的長度、電纜型號、線路編號、額定電流、配變型號、編號、名稱、安裝位置、投運時間、檢修情況和實驗報告等。
這些屬性數據的用途為結合圖形進行檔案資料的查詢提供具體信息。對已經在管理信息系統（MIS）中錄入和使用的部分屬性數據，可通過共享途徑直接獲取，末錄入的則必須在GIS中進行錄入和編輯。
屬性數據可存于任何關系型數據庫中，如：SQLSERVER，SYBASE，ORACLE等傳統的關系型數據庫不能管理具有地理屬性的空間數據，所以大多以文件形式存儲。從數據的多用戶、訪問安全性以及數據操作的高效性來講，這種儲存形式力不從心。各大GIS公司相繼推出這類產品。如：ESRI公司的SDE（空間數據庫引擎），通過SDE把地理空間數據加到商業關系型數據庫：MAPINFO公司的SPATIALWARE上，可以將地理數據存儲到RDBMS中，ORACLE81SPATIAL使得ORACLE81數據庫具有空間數據的管理能力。
二、配電網GIS的建立
目前開發配電網GIS有兩種趨勢，一種是把GIS作為整個配電網自動化的基礎平臺，另一種是把GIS作為其中的組成部分，與SCADA等其他系統共同完成整個配電網自動化的功能。筆者認為第二種方案比較可行。原因是目前大部分地區SCADA系統的功能已經完成，并且投入運行，作為新增加的GIS只要通過數據庫的關聯，就能實現信息的共享，而且又能保證各個子系統的獨立性，使整個系統的可維護性增強。同時減少了開發GIS子系統的工作量，免去了資金的重復投入。
三、配電網自動化中GIS實現的功能及其特點
GIS在配電網自動化中的應用可以分為離線和在線兩個方面。
3.1離線應用方面主要包括：
A．圖形的操作：在以地理圖為背景的配電網分布圖上，可以分層顯示變電站、線路、變壓器、開關到電桿以及到用戶的地理位置。由于這些圖形均為矢量圖，可完成無級放大、縮小和漫游，并且地理的比例尺及視野可以任意設定。
B：空間數據測量：測量兩點、多點之間的距離和任意定義區域的面積。通過鼠標定位，既可得出該點的坐標，可完成配電線長度的測量，也可以統計供電區域的面積。
C：設備檔案管理：管理所有的配電系統設備檔案和用戶檔案，根據要求進行各種查詢統計。主要根據屬性數據與空間數據關系，進行雙項查詢。條件查詢（從數據庫查詢圖形，按設備的屬性數據庫查找設備地理位置，對典型設備可以進行查詢、顯示、列表、統計）和空間查詢（從圖形查詢屬性數據，在圖形上對任意設備進行定點查詢和多邊形小區查詢，并且顯示、列表和統計）
D：設備檢修管理：根據檢修管理指標，自動地進行校核，自動列出各項指標的完成情況，提醒工作人員安排設備檢修工作，并提出設備檢修計劃。
E：用戶報裝輔助決策：通過直接在地圖上部設報裝用戶位置，系統根據報裝容量，電流強度等自動的搜索設定范圍內（范圍值可以在界面上靈活設置）滿足要求的變壓器，選擇不同的變壓器系統自動在圖上畫出最佳的架設路徑，并給出具體的長度。
F：開操作票：把開操作票的任務放在GIS界面上完成，直觀、簡單地在地圖上用鼠標電擊選取操作對象，就能把操作對象的名稱及其當前狀態填入相應的操作票表單中，再在標準動作庫及術語庫中選擇操作目標結果，就能方便、準確地開操作票。
G：模擬操作：可以做計劃內停電檢修前的預演。分為拉開關、停線段、停饋線等不同方式，根據不同的操作自動搜尋停電范圍，預演操作結果，確認后打印停電通知單。
3.2在線應用
在線方面應用主要包括：
A：反映配電網的運行狀況：讀取SCADA系統實時狀態量，通過網絡拓撲著色，反映配電網實時運行狀況。對于模擬量，通過動態圖層進行數據的動態更新，確保數據的實時性。對于事故，推出報警畫面（含地理信息），顯示故障停電的線路及停電區域，做出事故記錄。
B：在線操作：在地理接線圖上可直接對開關進行遙控，對設備進行各種掛牌和解牌操作。
C：負荷管理：根據地圖上負荷控制點的位置，結合獨立運行的負荷監控實時系統，以用戶的負荷控制終端的基本數據為數據，實現各種查詢和分析功能，用圖表方式顯示結果。根據負荷點的地理分布及其各種實測數據，進行區域負荷密度分析，制定負荷專題圖，通過不同時期的對比，輔助電網規劃。
D：停電管理：他是配網自動化中管理系統的重要組成部分，利用打來的故障投訴電話彌補配電自動化信息采集的不足，根據用戶停電投訴電話中故障地點的數量和位置，進行故障定位，確定隔離程序；并且分析故障停電的范圍，排除可能的故障點順序。根據維修隊伍的當前位置，給出到達故障地點的最佳調度路徑，可以迅速、準確地找到并隔離故障點，恢復供電。
E：與用戶抄表與自動記費系統接口：遠方抄表與自動記費系統向GIS傳送用戶地址、用戶的名稱以及用電負荷等信息，GIS可以顯示抄表區域和區域的負荷情況，使數據更加直觀。
四、系統的開發
應根據GIS在配網自動化中的應用功能進行模塊劃分，由于GIS數據量大，維護工作比一般管理系統復雜，需要一定的專業知識，另一面，根據供電企業部門的職能劃分，對GIS也提出了不同的要求。因此對建立整個配網GIS來說，根據功能大致可分為3個自系統。
A：系統編輯，系統自維護，主要完成配電網圖形的編輯和數據庫的維護。
B：實時運行子系統，能夠對配電設備進行各種操作，并實時反映操作結果。
C：瀏覽，查詢子系統，查看當前電網狀況，完成各種查詢、統計和分析。
隨著平臺及應用技術的不斷發展，GIS的應用越來越來深入，廣泛。
一、引言
隨著電子技術、計算機技術及現代測繪技術的發展，GPS技術給傳統的大地測量技術帶來了革命性的變化。數字攝影測量技術使傳統的航測技術產生了根本的變革。以GIS、GPS、RS為代表的3S的技術給測繪業帶來了前所未有的機遇和挑戰。國家測繪局以發展數字化測繪技術為起點，以推廣3S技術應用為龍頭，先后在四川、北京、黑龍江、陜西、湖北、廣東、海南等地建立七個數字化測繪技術生產示范基地，并將發展地理信息產業確定為測繪行業的發展方向和歸宿，1995年底，國家基礎地理信息中心正式成立，同時在原來技術工作的基礎上，開始籌建國家基礎地理信息系統。
**地區的GIS技術應用屬全國較早的省份之一，北海市規劃局、北海市土地局、南寧市土地局、柳州市規劃局等均已建立或正在建設自己的地理信息系統。在測繪系統，3S技術應用起步雖然較晚，但經過各方面的共同努力，進步很快。以**測繪局為代表的數字化測繪生產技術已基本形成生產規模，GPS應用技術已比較成熟，**綜合區情地理信息系統建設工作進展順利，其它專題GIS技術開發與應用正在起步，數字攝影測量技術將在今后幾年的1：5萬、1：1萬地形圖更新建庫工作中得到廣泛應用。
測繪技術的發展，給測繪管理工作提出了新的課題。測繪行業管理、技術管理、生產管理、測繪產品（成果、資料）管理及對外提供服務等，無論從哪方面來說，傳統的管理方法均不能滿足現代技術發展的需要。形勢的發展對基礎地理信息提出了迫切要求。利用計算機技術、網絡技術、辦公自動化技術及GIS技術，建設**基礎地理信息系統，必須提到議事日程。本文就有關問題提出作者的初步見解，以期拋磚引玉，引起討論，推動此項工作的健康而又快速地發展。
二、**基礎地理信息系統的構成
一個省級的基礎地理信息系統不是簡單的計算機軟硬件系統，而是基礎測繪管理工作的重要內容，必須有相應的行政管理體系與技術標準體系與之配套。因此，**基礎地理信息系統主要由計算機硬件及網絡環境、軟件環境、技術標準體系、管理體系、數據庫等構成。
2.1計算機硬件及網絡環境
**基礎地理信息系統將以**基礎地理信息中心作為網絡中心，其它各測繪院、機關、測繪管理處、質量檢查站等為網絡節點，構成一個C/S網絡結構。硬件以微機為主，網絡中心使用部分服務器及工作站，設備包括繪圖儀、掃描儀、打印機、光盤機、磁帶機、數字化儀等。
2.2軟件環境
系統軟件采用技術成熟、應用廣泛的軟件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及數據庫管理軟件?；A軟件平臺應選擇國產軟件，這對于將來的應用開發、數據安全及促進我國地理信息產業的發展均具有重要意義；在目前國產軟件暫時不能滿足要求的情況下，可先使用成熟的商業軟件（如ARC/INFO,GENAMAP等），但需要保證數據將來能移植到國產軟件平臺。應用軟件（數據采集、數據處理軟件、圖形圖像處理等）宜采用成熟的國產化軟件，如武漢測繪科技大學的數字攝影測量系統Virtuozo及測量平差軟件包、中國測繪科學研究院的微機數字攝影測量系統、國產矢量化軟件GEOSCAN、MAPVECTOR等；部分應用軟件自己開發，但要避免低水平的重復開發現象。
2.3技術標準體系
系統應具有統一完整的技術體系，如數據采集標準、數據交換標準、數據建庫標準、數據質量檢查與控制標準、數據更新標準、數據使用標準等。技術標準應采用相應的國家標準和行業標準，當沒有國標和行標時，可按國標和行標的建標指導原則建立自己的標準。此外，還應有一批訓練有素的技術干部作為系統的支撐。
2.4管理體系
嚴格地說，**基礎地理信息系統是為滿足現代基礎測繪管理需要而建立的一套現代化的測繪管理系統，因此必須根據現代計算機網絡及辦公自動化的特點，建立一套新的管理體系，包括測繪行業管理、生產管理、質量管理、技術管理、成果管理、數據安全管理、數據版權管理等。
2.5數據庫
數據庫是系統的核心。**基礎地理信息系統的數據庫部分包括：
管理數據庫：行政辦公、人事檔案管理、財務管理、測繪行業管理、質量監督管理、測繪生產管理、技術管理等數據。
技術數據庫：所有的技術標準、設計書、技術文檔說明等。
1/25萬數據庫：是全國1/25萬數據庫的分庫，包括地形、地名、數字高程模型、景觀影象四個部分。
1/5萬數據庫。
1/1萬數據庫及基礎數字地面高程模型。
1/5千數據庫（重點地區）。
數字正射影像庫。
大地測量成果數據庫。
地名數據庫。
境界數據庫：包括國界、省界、地區界、市界、縣界、鄉界、村界、屯界等。
其它專題數據庫：如綜合區情地理信息系統(9202)專題等。
三、**基礎地理信息系統的建設方針
**基礎地理信息系統的建設擬本著“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的方針，綜合利用地理信息系統（GIS）技術、辦公信息系統（OIS）技術、計算機網絡技術以及多媒體技術等技術手段，進行系統建設。同時，系統的建設要高起點并切合實際，以保證系統有較長的生命周期及良好的可擴展性。因此，該系統建設強調以下三個原則：
3.1實用性
確立以滿足現代測繪管理工作為主要目標的思路。從實際出發，以解決實際應用問題為主，這樣容易見效益，也使得系統自身能獲得滾動發展和不斷完善、擴充、更新的能力。
3.2先進性
當前，國內外地理信息系統技術應用已取得了一定的經驗，因此，本系統的建設在技術方案、系統設計、運行管理等方面應具有一定的先進性，系統的開發建設應采用軟件工程學所倡導的開發模式及最新的理論、技術和方法，系統的設計應采用可視化技術、數據流與控制流集成化、軟件功能部件化等最新分析設計方法，同時，考慮到系統的發展完善，系統的軟硬件配置將具有一定時期的先進性；另外對系統的運行管理要有較高的要求，以保證系統具有一定的先進性和較長的生命周期。
3.3可擴展性
根據客觀情況，**基礎地理信息系統的建設將是一個不斷完善、逐步提高的長期發展過程，這樣就要求系統具有較強的可擴展性。
事實上，**基礎地理信息系統的建設已經有了一定的基礎：**測繪局全局的數字化測繪生產已基本形成規模，計算機的使用已比較普遍，局屬各單位基本上都建立了自己的局域網，各級領導對此已有一定的認識，1996年成立的**基礎地理信息中心已經從整體上考慮這方面的有關問題。只要領導重視，各方面共同努力，此項工作會取得較快的進展。
四、須重點考慮的幾個問題
**基礎地理信息系統的建設，在技術方面已基本成熟，只要遵循上述提出的“總體設計、急用優先、重點優先、成熟優先、分步實施”的建設方針，系統建設工作可順利開展。在實施過程中，須重點考慮如下幾個主要問題：
4.1經費投入問題
系統建設需要大量的經費投入。一方面，**基礎地理信息系統屬于基礎測繪項目，部分經費可從基礎測繪經費中投入。另一方面，系統建設工作屬科研項目，應投入部分科研經費。部分專題數據庫建庫經費可從專題經費中解決（如9202工程）。類似如地名數據庫、境界數據庫這樣的專題建設費用可聯合其它有關部門共同解決。
4.2管理問題
現代技術發展給測繪管理工作提出的挑戰是不可避免的，與其被動地接受，不如主動地迎接。**基礎地理信息系統的建設，必定給測繪局乃至測繪系統的行政管理、生產、質量管理、測繪成果管理等帶來重大變化。如測繪成果提供方式由現在的模擬產品方式向數字化產品方式過渡，再如數字攝影測量技術將使現在航測生產方法徹底改變，在相當長的一段時期內，模擬測繪產品與數字化測繪產品并存等等，其中有一系列問題需要研究和探討。
4.3人才問題
技術的發展和應用離不開高素質的技術人才。測繪行業過去一段時期人才流失比較嚴重。新技術的發展與應用一方面可鍛煉和培養人才，另一方面可吸引人才，給技術人才以用武之地。
4.4數據版權問題
模擬的測繪產品版權問題較好解決。受法律不健全、法制觀念淡薄等客觀條件的影響，數字化測繪產品的版權問題亟待解決，因為數字化產品一經提供，可以輕而易舉地進行復制。要解決這個問題，除了法律外，還需要制定一系列的管理規章制度，如“權威數據審查制度”，當項目設計者提交設計成果時，同時應提交所使用的基礎數據的來源證明，以限制數據的非法使用。
4.5數據更新與數據版本管理問題
由于小浪底工程龐大、技術復雜，小浪底管理信息系統在建設過程中應遵循以下原則：①充分借鑒國內外已有的成果，吸收各方面的先進經驗。②遵循系統工程的原理和方法。將人員、設施設備、環境、技術等多種要素進行優化組合，發揮系統整體優勢，實現整體功能。③綜合性原則。全面考慮主管部門、設計部門、實施部門的要求，兼顧其利益。④統一化、標準化的原則。信息分類編碼（如圖紙和文件編碼）、軟件開發、網絡規劃建設等都應貫徹國際標準、國家標準及相關規范，保證系統的通用性，防止造成數據交換和信息集成的困難。⑤在總體規劃的框架下，要遵循急用項目先開發，分步實施，不斷完善的原則。⑥技術的先進性、實用性與經濟性相結合的原則。盡量采用成熟的、先進的技術和設備，在充分利用已有資源、保證技術先進的前提下，進行性價比分析，堅持“以現有管理為基礎，逐步引入先進的管理思想”的思想。⑦當前需求與長遠發展相兼顧的原則。小浪底管理信息系統的設計在滿足當前管理工作需要的同時也應考慮長遠的發展需求，如軟件系統應具有可擴展性，以滿足計算機技術的日新月異。
1.2小浪底管理信息系統的建設目標
為保證小浪底水利工程建設管理的科學化、規范化、現代化，結合目前水利行業的信息化狀態和小浪底工程建設的實際情況，確定小浪底管理信息系統的建設目標如下：①在小浪底已有的計算機網絡基礎上，進行網絡升級和改造，建立小浪底工程范圍內的計算機局域網，使鄭州總部、洛陽基地及北京水利部等構成廣域網，為小浪底工程管理信息系統的運行提供一個暢通的網絡環境。②基于數據的穩定性原理，規劃主題數據庫，建立穩定的數據庫模型。③逐步形成“以信息管理為基礎的項目協調、合同管理、投資控制、質量控制、進度控制”的國際化的管理模式。④各辦公軟件系統應具有實用性、先進性、可擴展性，使各部門間實現信息共享、協同工作，支持管理層能夠及時掌握工程建設情況，便于綜合分析，輔助決策。⑤基于網絡應用平臺，逐步開發公文、財務、人事、勞資、檔案、計劃、統計、固定資產、經營管理等各項業務管理子系統，所有子系統的日常運行均在Internet上進行，全面實現數字化、無紙化辦公。⑥應用軟件需提供充分的、可擴展的接口，便于以后的擴展、升級。
2管理軟件的開發及應用
基于急用先上的原則，小浪底工程前期的主要工作是處理各類文件、工程合同管理、投資預算控制等，為滿足以上幾方面的管理需求，選用P3軟件提高業主和工程師的管理水平、實現高效化管理。①工程師運用P3軟件的報告系統從不同方位、不同視角對承包商進度計劃的科學性、合理性、可操作性進行分析和評估。②工程開工后，工程師運用P3軟件制定工程師的進度計劃。隨著工程的正常進行，不同的使用者、施工區，可以對工程師的進度計劃進行進一步的深化。③工程正式開啟后，承包商在合同規定的期限內向工程師提交進度報告。工程師根據現場監管記錄和合同對工程的要求，對工程進行跟蹤與控制，從而保證工程按期、保質的完成。④除了運用P3軟件對小浪底工程進行管理之外，還可以處理多幣種的索賠和反索賠、方案選擇和資源優化等方面的問題。
3小浪底水利工程管理信息系統項目風險管理
3.1項目風險管理項目風險管理是在管理學、運籌學、經濟學、概率統計、系統論、控制論等學科的基礎上，結合現代建設項目和高科技開發項目的實際經驗，逐漸形成的邊緣學科。它對項目風險從識別到分析乃至采取應對措施等一系列過程，主要包括風險識別、風險量化、風險對策等內容。小浪底水利工程管理信息系統不僅是一個技術工程，也是一個管理工程和系統工程。由于該工程浩大、難度系數高，在實施過程中，必然面臨著許多風險。針對項目風險進行有效的項目風險管理，對可能導致失敗的項目不確定性進行預測、識別、分析、評估和有效處置，將為項目的成功實施提供最大的安全保障。
3.2小浪底水利工程管理信息系統風險分類
小浪底水利工程管理信息系統項目風險主要來源于以下三個①技術風險。很多新技術、新工藝都是伴隨著新項目的實施需要而同期研究的，因此，在實施初期，對這些新技術、新工藝能否在規定的時間、既定的資源條件下完成要求的技術任務，具有不確定性。②管理風險。管理風險指在管理運作過程中由于管理者的素質、組織結構、企業文化、管理過程等因素的影響，而產生信息不對稱、管理不善、判斷失誤等，從而影響管理的水平。③環境風險。環境風險指由于人類活動引起的，或由人類活動與自然界的運動過程共同作用造成的，通過環境介質傳播的，能對人類社會及其賴以生存、發展的環境產生破壞、損失乃至毀滅性作用等不利后果的事件的發生概率。
3.3小浪底水利工程管理信息系統風險識別
項目風險識別是項目風險管理的基礎和重要組成部分，其目的就是確定何種風險事件（包括內在風險和外在風險）可能影響項目，并為風險分析提供重要信息。德爾菲法（DelphiMethod）又稱專家會議預測法，是一種主觀預測方法。它以書面形式背對背地分輪征求和匯總專家意見，通過中間人或協調員把預測過程中專家們各自提出的意見集中起來加以歸納后反饋給他們，然后經過反復征詢、歸納、修改，最后匯總成專家基本一致的看法，作為預測的結果。
3.4小浪底水利工程管理信息系統項目風險的量化和對策
項目風險量化是指在風險識別的基礎上，通過對風險相互作用的評估來評價項目可能的結果，綜合考慮損失率、損失程度及其它因素，分析風險可能對項目造成的影響，尋求應對風險的對策。風險時刻存在，要采取對策對風險進行控制，就必須付出一定的代價。若完全控制風險，不僅不可能，而且要耗費大量的人力、物力、財力；若控制得太松，風險發生的概率加大，就有可能會導致較大的損失。通過風險量化，可以明確風險控制措施是否值得。
0 引言
隨著國內軌道交通的大力發展，各地城市軌道交通的地鐵車輛需求不斷增加，車輛監理作為車輛制造環節的重要組成部分，發揮這不可替代的關鍵作用，而如何把車輛監理做好、作出特色、水平，就需要站在一個更高的平臺上來創新和提高，MRO2就是這樣一個好的平臺，如何利用和開發這一平臺，使車輛監理工作取得突破和創新，這就是車輛監理系統研究的意義所在。
1 MRO2系統平臺概述
（1）MRO2的內涵
MRO2：Maintenance ：例行保障：使產品裝備處于正常工作狀態；Repair：故障恢復：在產品裝備受到損害后使恢復良好狀態；Operation：健康運行：保持正常運轉所需的相關流程、活動和資源；Overhaul：裝備大修：為保持產品裝備性能和壽命所作的翻新與革新。
這是一個面向設備全壽命周期的支持系統平臺，車輛監理作為其中的一個子系統來研究。
（2）MRO2的核心業務
在當今科學技術快速發展的時代，財務技術決定財務服務。管理與創新就是基于技術和技術創新而言的，高校財務管理水平的提高實際上是利用技術和人的智慧來創造方便、快捷的財會服務，在提供所需信息的同時，計劃和監控資金的有效使用，以促進高校各項事業的發展。關于實施校園一卡通工程，采用先進的管理手段，國內外已有先例值得借鑒。
一、美、英、中三國有關高校實施校園一卡通的概況
美國Florida大學于1996年夏天首先推出校園智能卡，同時也是首所通過校園卡為學生發放獎貸學金、助學金的學校，該卡可用于查閱資料、購買圖書、在娛樂廳、洗衣房、游泳池、快餐廳等收費場所消費，信息反饋顯示，不僅教職工和學生對新卡的功能非常滿意，而且明顯提高了管理效率。英國各院校也對“一卡通”表現出濃厚的興趣，并積極籌備實施。ThamesValley大學于1997年9月最先實施，Exeter大學和York大學在Modex公司的技術支持下，開始試運行“一卡通系統”。這時的校園卡被賦予新的內涵，卡上包含學生的姓名、照片、學號，可用作圖書證、門禁檢驗、選舉卡、消費卡。持Modex卡的學生家長還可通過電話為其子女的卡上加款。隨著校園卡功能全球化、社會化，未來的校園卡不再隨著學生生涯的結束被注銷，而將伴隨使用者一生，其內涵與外延的拓展更是意義深遠。
在我國，隨著科學技術的發展與推廣，“一卡通”也開始在許多領域得到應用，尤其在高校，校園一卡通的建設逐步得到重視。目前，北京大學、中國科技大學、首都師范大學、北京第二外國語大學、北京廣播大學、上海交通大學、湖南湘潭大學等高校近年來均已推出特色各異的“一卡通”。中山大學于2002年9月在中山大學本部推出“牡丹———中山大學聯名卡”為學生省卻了許多麻煩，其功能從銀行、郵局到自助轉賬圈存和財務結算；從餐廳、超市、小賣部到上機上網、圖書借閱和醫院就診；從通道、門禁出入到宿舍考勤和保安巡邏，共涉及12個分系統，是目前國內“一卡通”應用項目最多的系統。
二、校園一卡通系統的技術特點與功能
目前IC卡應用系統的日漸成熟為校園一卡通系統的建立提供了技術保障，校園內實現一卡通管理已成為校園管理發展的必然趨勢。然而，由于技術更新速度加快，市場上存在著多種規格與技術的管理卡。學校內各部門根據自己的需求，分別建立本系統的管理卡應用系統，由于其采取的技術與規格不統一，造成了各種校園卡應用系統無法兼容的問題，為學校的統一管理帶來了很大困難。為此需要從系統的角度對校園一卡通進行整體設計。
校園一卡通信息管理系統是針對各類學校的綜合管理而設計開發的。該系統綜合先進的IC卡技術及網絡通訊技術，使一卡通管理得以實現，從而滿足學校不同管理層次的需求，解決各種規格管理卡的兼容問題。
校園IC卡一卡通信息管理系統的特點是利用高科技產品———非接觸式IC卡作為載體，結合電子技術、非接觸IC卡技術、單片機技術、計算機網絡技術及數據庫技術等諸多高新科技，在校園網中起著通行橋梁的作用，通過與其它各個管理系統模塊的信息連接，將整個校園網有機、高效地帶動起來，使得校園各個方面的工作因IC卡的高效、簡便而更加順利。
校園IC卡管理系統的基本職能包括身份驗證、代幣和信息管道等，各個職能的實現建立在辦公自動化和校園管理系統、圖書館管理系統、學籍注冊管理系統、財務管理系統等的基礎之上。IC卡的身份驗證職能建立在教師、學生檔案的基礎上；代幣職能建立在財務管理及其相關系統的基礎上；信息管理的職能建立在校園管理系統、圖書館管理系統、教務系統、物資管理系統的基礎上。由上述各個系統提供基礎數據和內容，然后形成對某個人的全方位綜合信息的了解。根據一般高校的特點，校園卡設計為人像證卡、條碼卡、IC卡“三合一”的組合卡，卡基材料選用PVC材料，美觀、大方、耐用。該校園卡可代替學校目前使用的學生證、工作證、身份證、借書證、醫療證、會員證、餐卡、存折、體育設施使用卡、計算機房上機卡、信道出入證件等，教師、學生只要帶一張卡即可在校內食堂、娛樂廳、洗浴中心、洗衣房、游泳池、商店等收費場所消費，可去圖書館查閱資料、借閱書籍，可去機房上機，去校醫院看病，去復印室復印資料，去總務處領用財物等，從根本上實現“一卡在手，走遍校園”的設想。同時，校園IC卡還可帶動校內各單位、各部門的電腦化管理，通過校園信息網，逐步將各處的電腦聯成一個比較大的數據網，實現全校各類數據的統一性和規范性，從而提高學校的現代化管理水平和學生學習的積極性、主動性。
三、校園一卡通對高校財務管理的影響
學校財務管理涉及全校日常活動的各個環節，與廣大教職員工和學生的切身利益息息相關，校園卡的廣泛使用，必然也會給高校的財務管理工作帶來新的變化。校園卡對財務工作的影響主要體現在財務信息的輸入、財務信息內部處理、財務信息的輸出以及閑散資金管理這幾個方面。
1.規范信息來源的格式，提高信息錄入的質量，使財務核算與其他部門聯系更緊密，所需要的各種數據取得更及時。比如說，學費管理系統、學生獎貸助系統需要由教務處、研究生院、成教學院等部門提供學生基本信息；工資管理系統需要由人事、水電、房產等部門提供職工的各種信息。使用校園卡后，各個部門的管理系統的數據編碼都會遵循統一的格式，使信息能夠共享，部門之間的數據交換也會變得更加容易。
2.改進財務管理方式，提高財務管理效率。一卡通包括金融卡部分，每個校園卡的用戶都將擁有自己的個人銀行賬戶，學費的收繳就可以方便地由傳統的學生交現金方式轉變為銀行代扣的方式。銀行代扣即由銀行按照每個學生的應交金額從其個人賬戶扣交學費，劃入學校指定的賬戶，然后將已扣交學費的學生信息通知學校財務處，這種方式提高了學費收取的效率。職工工資的發放、學生獎學金、貸款、助學金等的發放也可以直接劃入個人賬戶，免除了發放現金的煩瑣。校園卡中的電子錢包方便了學生交納重修費，補交學費等小額的零星交費，減少了現金的流動。以上事例表明，就財務信息的內部處理而言，校園卡的使用將改變財務處某些事務的處理方式，提高財務管理的效率。
3.促進財務信息化建設，改善財務服務的質量。校園卡的使用對財務信息化建設影響較大，為滿足校園卡應用的需求，需要對已有的財務信息的輸入、輸出以及內部的數據格式做必要的修改，以方便與其他單位的管理信息系統進行數據交換，如學費管理系統和學籍管理系統的數據交換等。財務信息具有高度的機密性，僅靠輸入用戶代碼和口令來確認用戶的合法性是不夠的。校園卡的身份認證和在校園卡中保存的相關財務信息，可以為用戶提供一種可靠的身份、權限范圍的認證，從而大大提高財務信息查詢系統的安全性，為全面建設和實施“基于校園網的財務信息綜合查詢系統”提供了新的安全保障，促進了查詢系統的建設，而該系統的使用，可以大大改善財務服務的質量。
4.規范全校收費管理工作，杜絕小金庫。校園卡的電子支付功能，使校園內的現金流量大大減少，校內的一些有償服務機構不再收取現金，而是將所得收
入都直接劃轉到相應的財務賬戶之中。這樣一來，在規范了校內收費管理的同時，還減少了經辦人員挪用公款的行為，也使各個服務機構的收入全部透明，杜絕了收入不入賬、賬外循環的部門“小金庫”現象。校園卡帶來的校園消費的變化，可以將所有提供有償服務機構的賬戶資金集中起來，有利于學校調度這些閑散資金，改善學校資金運作能力，提高資金使用收益。
5.緩解惡意拖欠學宿費問題，及時收回資金。學宿費難以收回是部分高校目前面臨的問題之一。隨著高校近年來的擴招，在校人數高達數萬，難免有部分學生鉆空子，惡意不交學宿費，或者無人催交就干脆不交。通過嚴格的學生基本情況調查（對貧困生和臨時特殊原因不能按時交費的學生可以減免或緩交，不屬于“惡意”范圍）以及校園卡的網絡信息功能，針對惡意不交學宿費的學生，控制好該卡每學年投入使用的第一關，不交學費就無法進行學籍注冊、成績登錄以及其他活動。通過“被動方式”提高學生的主動性，確保學校能夠及時收回資金，減輕高校經費不足的壓力。
當然，我們應該學會用辯證的觀點看問題，任何新事物的產生都可能帶來正反兩個方面的影響，校園一卡通也不例外。使用一卡通對財務管理來說，主要產生兩方面的問題：一是一卡通在操作上高度電子化，不論是資金的流入還是流出，只需在相關的電子設備上刷卡輸入數據即可完成，因而不能留下字面財務證據。二是輸入信息一旦有誤，則更改手續很復雜，可能會牽涉到校內很多部門甚至是外部銀行。最小化這兩個方面的問題，對我們高校的財會人員提出了高要求：工作一絲不茍、認真負責的態度，有一定的計算機操作能力以及專業素質強是財會人員必須具備的。
總的來說，校園一卡通的不利影響可以克服，而其對財務管理帶來的正面影響更是我們所關注的?！耙豢ㄍā睂眄樃咝Ｘ攧贞P系，強化財務管理，實現高校財務管理現代化，財務信息實時化，實現服務的高效率和優質化，有效解決辦事手續繁雜和效率低下的局面所提供的支持是不言而喻的，規范化的管理、優質的服務，推進高校財務管理一體化系統逐步完善，從而使高校財務管理水平跨上新臺階。
四、建設校園一卡通可能產生的問題及對策
任何新生事物的出現都不是一帆風順的，在國內電子信息系統尚不健全的情況下，校園一卡通的推行之路并不平坦。校園一卡通的推行有賴于學校與銀行、電信部門之間的合作，而且利益如何分配，尚無定論。同時，它必然會導致學校內部舊有的儲蓄所等部門面臨“下課”，人員的安置成為不容忽視的問題。為此需普及相關知識，防范可能出現的新問題。
1.高?；I備實施校園一卡通，應與銀行合作。一卡通是電子貨幣的一種，與國家金融有著密切聯系，他們在實踐中已積累了一定的經驗，對校園一卡通的籌建，可起指導作用。
2.應注意安全和保密。校園一卡通由于是采用電子信息管理，不可能排除一些高技術人員可能進入你的賬號，竊取你的密碼。因此，安全問題不容忽略。當然，校園一卡通的推行還有賴于電子信息系統的健全和安全網的建立。
3.推廣校園一卡通是一項復雜的系統工程，需進行全面的論證和周密的設計。高頻次使用的卡與低頻次使用的卡混為一談，在技術路線上很難做到最優化。通常，學生使用最頻繁的卡是就餐卡，平均每餐要用一到三次，一天要用五次以上，一年超過千次。而借書證平均一年用五次左右，醫療證平均一年使用兩次以上，學籍注冊和選課則是每學期一次。所以，它們之間的使用頻次和使用的環境都相差懸殊，在技術上合為一張卡雖可做到，但不合理，非最優化設計。而且校園卡在校園內的使用往往針對不同的管理部門，尤其是后勤社會化之后，還會面對不同的法人單位。
4.現有的財務信息系統面臨挑戰，財務信息化建設需加強。校園卡的使用對財務信息化建設影響較大，為滿足校園卡應用的要求，需要對已有的財務信息的輸入、輸出以及內部的數據格式做必要的修改，以方便與其他單位的管理信息系統進行數據交換，如學費管理系統和學籍管理系統的數據交換等。
概言之，校園一卡通是信息時代高校的必然產物，尤其是在網絡技術迅猛發展之時，這種有著良好的經濟效益和社會效益的電子信息產品必將迎來更為廣闊的發展前景。應當相信，隨著我國信用機制的逐步建立，電子信息系統日趨健全和電子科技的迅猛發展，校園一卡通所面臨的問題將迎刃而解，其安全性能也必然會大大增強。對于擴招導致的學生人數大幅增長，以及對學校原有管理模式提出的挑戰，高校率先使用校園一卡通則是提高工作效率，降低管理成本，提高管理水平的明智選擇。
中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2012）0120016-02
自從二十世紀六十年代末世界上第一個地理信息系統——加拿大地理信息系統（CGIS）誕生以來，人類對地理信息系統的研發就沒有停止過，而且經過1973—1982年的大量實驗開發階段，到八十年代末全面進入了商業開發和運作階段?，F在，GIS已經被普遍用于測繪、資源開發與管理、農林水利、城市建設與規劃、國防建設和全球變化與地學研究領域。
在GIS不斷發展和完善的過程中，新的觀念和思想使計算機技術具有了靈魂和指導。可以說GIS是將計算機信息技術與地學等相關專業知識完美結合的杰作之一。隨著計算機技術的發展，GIS關于對具體事物的描述方法從單一實體，相互聯系的平面投影，到更加廣闊的空間，在不斷完善。
1 時態地理信息系統（TGIS）的產生和發展
時態地理信息系統（Temporal Geographic Information System，TGIS）是能夠處理時間因素，可跟蹤和分析空間信息隨時間變化的地理信息系統。TGIS的觀念最早由Thrift在1977年首次提出，Basoglu和Morrison于1978年設計了最早的HGIS（Historical Geographic InformationSystem）。但由于計算機技術的限制，此后相當一段時間內TGIS無人問浸。直到Lorentzos和Langran分別于1988年和1989年完成了關于TGIS方面的博士論文，才將TGIS的研究重新推向了一個。
為促進TGIS的發展，1996年UCGIS（University Consortium forGeographic Information Science）將TGIS作為“地理描述擴展”的一部分列入GISci十大優先研究領域之列。使TGIS的研究廣泛展開。
1.1 時態地理信息系統（TGIS）的涵義
空間（Location）、時間（Time）和屬性（Attribution）是描述客觀對象的三個基本要素。但相對成熟的GIS對空間和屬性的描述比較全面，對時間性的處理大多是靜態的。GIS對客觀對象是“快照”式的描述，系統對“過去”和“將來”的描述非常困難。而且，由于來自不同時間的信息可能會導致錯誤匹配，實際中往往造成分析中的邏輯錯誤。這就在一定程度上限制了GIS的應用，尤其是對時間性要素要求比較嚴格的管理活動。
TGIS是能夠跟蹤和分析隨時間變化的空間、非空間信息的地理信息系統。在TGIS中，地理實體對象可以描述為如下的關系：
E=f（S，T，A）
其中：E為被描述的地理實體或事件；f為映射關系；S為空間參數，通過空間坐標體系和空間關系來描述；T為時間參數，通過時間坐標體系和對象的發展過程的關系來描述；A為屬性參數，是對被描述的、具有特定的空間和時間參數的地理實體的特性的描述。
由于地理實體的空間、時間和屬性要素具有不可分割性，因而只有對這三個屬性的完整表達才能揭示地理實體和現象的特征、規律。完善的TGIS應該具有基本的儲存、分析、更新、質量控制、調度、模擬以及靜態制圖的功能。
1.2 關于TGIS中的時間
傳統的GIS基本上是針對空間和屬性兩方面的數據，而TGIS還要在此基礎上考慮時間要素。因此，需要對時間要素進行認真分析。
從信息系統來看，時間是一條沒有端點、向過去和將來無限延伸的線軸。由于客觀地理實體與光速之比可以忽略不計，因此，可以認為時空之間不產生相互作用，時間僅是一種特殊的測度標準，它反映了事件序列的表現形式。在TGIS中，根據時間對事件的影響可以將時間類型歸納如表1。
在系統信息中包含了上述的時間信息，就可以使GIS的分析、評價、預測等功能更進一步。而目前對TGIS研究的重點之一正是如何處理因引入時間要素而成幾何積數增加的數據信息。
2 時態地理信息系統（TGIS）發展的相關技術
2.1 計算機等相關技術是TGIS的基礎
從GIS的發展過程可以清楚地看出，GIS的發展與計算機技術的發展息息相關，計算機技術的每一次突破都會帶來GIS的大發展。但是，TGIS從一開始就受到海量數據和計算速度的影響。實際上，數據和計算速度同是時間這一個問題的兩個方面。在計算速度一定的情況下，隨著數據的增加。處理的時間就會延長；在數據信息量不斷增加的情況下，計算速度得不到同步提高，處理的時間也會延長?？梢?，時間是數據信息處理中的主要因素之一。同時，合理的時間組織一方面可以系統中減少數據的冗余，另一方面又可以提高系統的運算速度。因此時間又是影響計算機處理的主要因素之一。正確處理時間因素是當前計算機發展中必須面對的一個主要問題，也是TGIS的發展契機。
目前，隨著計算機儲存技術和運算速度的不斷提高，TGIS的研究具備了必要的基礎。而由于網絡技術的發展，數據信息的標準化的加快，數據信息共享的逐步實現，大大節約了系統內有效的儲存空間，對TGIS的發展起到了積極的推動作用。
2.2 時間數據的合理組織是IGIS的保障
時間僅是描述客觀對象的三大要素之一，而且它必須依附于客觀對象才具有實際意義。為了全面、系統、真實地反映客觀對象，需要將其屬性賦以對應的時間。因此，TGIS中的時間比較復雜（見表1）。
對這些時間屬性的管理，目前主要有三種模式：第一是在傳統GIS中空間數據庫和屬性數據庫的基礎上，重新構建時間數據庫來管理事件的時間要素，即時間作為新的一維；第二是在傳統的GIS中的屬性數據庫中，增加相關的時間記錄來管理對象的時間要素，即時間作為附加的屬性數據；第三是面向對象的方法，打破關系模型范式的限制，直接支持對象的嵌套及變長記錄。其中第二種模式比較容易實現，但準確度受數據容量的限制，而且運行速度比較慢。第一種和第三種模式的研究是當前的熱點。
從信息系統的角度來看，構建獨立的時間數據庫是TGIS的發展方向。而面向對象的時間數據庫設計可以更直觀地反映時間的動態變化。但由于具有時空特性的數據信息的復雜性，以及計算機技術的限制，雖然對時空數據管理的研究不少，但效果并不理想。郭達志等于1993年提出了用十六叉樹表示礦山GIS中的空間和時間的四維數據模型，但對離散變化、多邊形、網絡結構等空間對象，這種形式的效率比較低。陳晉等于1995年提出了時空一體化的TGIS數據模型，應用效果則受到計算機技術的影響。目前關于TGIS數據模型的討論主要有：序列快照模型（SequentSnapshots）、基圖修正模型（Base state with amendments）和時空組合體模型（Time—space composite）等。相對來講，時空組合體模型可以將時間和空間屬性有機地結合起來，便于系統分析、管理功能的實現。
以合理的數據模型為框架，對時間信息應進行數據庫式管理。針對大量的時間數據儲存方式，Snodgrass和Ahn（1987）將時間數據庫具體分為四類（如表2）。實際設計中采用最多的是歷史數據庫。一般可以將描述對象的時間在具體分類的基礎上，不斷把靜態數據庫的信息存入構建的歷史數據庫，并通過時態數據庫建立數據庫的關聯。
2.3 與相關系統的有效關聯是IGIS發展的前提
TGIS可以自成系統，但這一系統并不是完全孤立的系統，它是在傳統GIS的基礎上，充分考慮時間要素對客觀對象的動態影響建立起來的。因此，TGIS的關系相對更加復雜。
首先，TGIS必須處理好系統內部的關聯關系。TGIS要充分利用傳統GIS已經建立起來的信息關系，利用其中的空間、屬性數據信息，在此基礎上增加時間要素以滿足相關分析、管理的要求。因此，建立TGIS決不時拋開傳統的GIS，而是以GIS為基礎。這就要求TGIS中新增的時間數據模型必須與GIS系統中已經建立起來的模型相互兼容，保證系統內信息的完全共享。
其次，TGIS的運行需要大量的信息資料，這些信息的來源必然是多元化的，因而要求TGIS能夠順利接受提供信息的基礎系統所提供的信息。這一方面是數據標準問題，要求數據資料必須標準化；另一方面要求TGIS必須是一個開放的系統，數據信息既可以傳入，也可以讀出，只要符合規定的權限。
另外，GIS整體也在不斷發展完善，TGIS的發展實質上是進一步架通管理與相關專業的橋梁。以GIS為基礎平臺來發展管理系統，將會使現代管理手段發生根本性的改變，更好地滿足管理的要求。因此，客觀上要求TGIS系統的設計應該具有管理的理念，為系統的不斷豐富留有余地。
3 TGIS的發展展望
當前，計算機技術仍在以加速度的方式發展，將為TGIS的發展提供更加有力的支撐。因此，TGIS不斷發展完善是必然的。TGIS作為GIS的一個重要發展方向，隨著相關技術的突破，其研究水平會迅速提高，應用領域將不斷擴大。
3.1 計算機處理速度的進一步提高將為TGIS的發展提供更有力的支撐
隨著計算機軟、硬件技術的發展，計算機速度仍在不斷提高，這為TGIS技術的突破提供了有力的技術保障。眾所周知，GIS面對的是海量數據，增加時間屬性，客觀對象的數據信息就會成倍增加，處理工作量就會以幾何積數的方式增加。計算機處理速度的提高，將使這一問題得到相應的解決。
同時計算機速度的提高，會相應地提高工作效率，進一步擴大計算機的應用領域，這為TGIS的普及應用做好了操作上的準備，為TGIS軟件系統的推廣提前培育了市場。TGIS系統會逐步形成一個不斷推出、檢驗、進一步改進的良性循環。從而促進TGIS的不斷發展。
3.2 網絡技術和數據管理技術的發展將為IGIS的發展減輕數據處理的負擔
網絡技術的發展使信息工業突飛猛進，也為TGIS的發展創造了條件。隨著數據標準化進程的加快，長期以來困擾TGIS的數據問題可以得到一定的解決。數據標準化實施以后，通過建立數據信息共享基本數據庫，將其與相關專業數據庫建立聯結，實現數據共享和及時傳輸，充分利用網絡技術來減輕TGIS的數據管理負擔（如圖1）。
3.3 IGIS應用領域的不斷拓展
陳述彭（1920.2—2008.11）曾是中國科學院學部委員（院士），后當選為第三世界科學院院士及國際歐亞科學院院士。任中國科學院遙感應用研究所名譽所長，資源與環境信息系統國家重點實驗室名譽主任。他還曾擔任國際歐亞科學院中國科學中心副主席兼地球信息科學學部主任，國際地理聯合會地理數據地理模型委員會委員，國際空間委員會中國委員會委員，IGBP中國委員會委員，中國地理學會理事長，中國國際減災委員會科技顧問，國家遙感中心顧問以及中巴資源衛星應用分系統總設計師等。陳述彭創辦了《地球信息科學(學報)》和《遙感信息》等刊物并長期擔任主編，著有《地學的探索》六卷、《石堅文存》三卷，聯合撰寫《遙感地學分析》、《地理信息系統導論》、《地球信息科學》、《遙感信息機理研究》、《地學信息圖譜》等專著，主編《遙感大詞典》及《地球系統科學》等大型工具書，主持設計編輯和印制了《中華人民共和國大地圖集—自然地圖集》、《中國陸地衛星遙感分析圖集》等大型圖集，發表中、英、俄文論文300多篇。曾獲國家自然科學二等、三等獎，國家科技進步獎，何梁何利獎，陳嘉庚地球科學獎，國際歐亞科學院一級勛章，美國地理學會0.Miller金質獎章等獎項。
二、陳述彭的地學思想
1.陳述彭地學思想的啟蒙
陳述彭從小興趣廣泛，5歲起跟著父親學習識字。在長沙高級中學時刊登的《南岳游記》受到校長的贊賞，成為了引導陳述彭走上地學的第一個無聲信號。1927年陳述彭以優異的成績考入浙江大學。在的烽火年代，竺可楨先生大力倡導著徐霞客的毅力和精神，熱愛自然，熱愛祖國，推崇科學、民主的求實精神，浙大史地系更是名家云集，老師們講授地球演化的歷史、自然演化的過程、文化人類學、歷史地理學，嚴格的野外基本訓練和系統的地學基礎知識令陳述彭大開眼界。浙大的學術空氣異常濃郁：涂長望教授的大氣物理、氣象觀測，葉良輔教授的歷史低值和演示抗污分析，任美鍔教授的地形發育旋回和經濟地理區位理論，譚其驤教授的沿革地理，張其昀教授的地緣政治天上地下，自然人文，展現出了地球科學的大千世界，這些積累為他后來樹立一切從實際出發實踐第一的精神和建立可持續發展的理論思維打下了初步基礎，這里也成為樹立陳述彭地學科學大有可為這一堅定信念的發源地。
2.以歷史唯物主義為基礎研究地學歷史的發展規律
陳述彭十分注重基于歷史唯物主義的研究方法，他系統的分析和研究我國地圖學發展過程，發表了《地圖的故事》、《地圖史話》等論述。以歷史唯物主義的觀點，結合歷史背景和社會發展對地學的需求分析其發展的歷史過程，剖析社會效益和歷史作用。他憑借豐富的歷史和人文基礎知識及理論，闡述了地學作為自然科學與社會科學的橋梁在與人類社會共同進步過程中的普遍發展規律。陳述彭科學的分析評價了中國和世界古代地圖科學的先驅希臘的托勒密和中國的裴秀，指出：“在世界地圖科學史上，希臘的托勒密和中國的裴秀，好像兩顆璀璨的明星，東西輝映。他們的著作標志著山谷時代地圖學的總結性成就，反映了東方和西方不同的發展特點，奠定了地圖學的基石，對后來地圖制圖產生過長期的、深遠的影響?！标愂雠磉€分析了中世紀西方和中國地學研究停滯不前的原因，肯定了中國羅盤、齒輪、造紙、印刷術對世界測繪發展的貢獻，對于近代地形圖測繪和專題地圖的出現與發展也有著深入的思索，并以此為基礎系統地總結了地圖學幾個主要歷史階段的時代體征，并提出了以史為鑒自力更生的發展道路。
3.以實踐為基礎的區域論地學思想
地學研究往往都是通過環境論與人地關系論視角、區域—空間論的視角、綜合的視角或地理學的空間表述完成的。在傳統的地學思想中，系統論和區域論是二元對立的，但現代地學研究中卻大量運用了系統科學的信息論、控制論、系統論等要素作為方法依據?，F代地學既注重對實體性、具體性區域的綜合性和獨特性分析，同時也采用區位分析和空間分析手段強調空間模式化、理論化研究。陳述彭明確指出地理建設、規劃、實踐中應堅持“因地制宜”，任何空間政策的實施都不應做概括性處理，而是根據地理環境的差異做適當的調整。陳述彭以大量科學考察和野外觀測為基礎，在1947《螳螂川流域之地文與人生》的碩士論文中，通過大量的基礎數據和繪圖，闡述了對區域地文與人生綜合、邏輯研究的趨勢。文章從分析該區域的自然背景、地形發育和人地關系方面入手，探究區域內各種地理因素間的相互影響，指出地理現象之整合性與綜合性:“如具有生命之機體，不容分割且具個性”，通過分析個別地理因素為區域地理研究打下基礎。他還先后赴遵義、沁河流域、桂林七星巖、南嶺山地等一系列對于地理典型區域具有代表意義的人地景觀開展地貌、自然基礎、地文與人生的研究，注重通過挖掘各區域的演變與歷史發展過程，恰當的運用注重空間分布和空間差異性的區域論地理學思想，詮釋被研究對象的整體性和統一性。在早年的《桂林七星巖喀斯特洞穴地貌圖》中，陳述彭以現有的地形—地質平面圖和綜合剖面圖為基礎，提出關于洞穴地貌演進過程的假設和推斷。在論述了洞穴地貌圖的六種類型后，歸納總結出了一般地貌制圖的基本步驟。陳述彭還在《遵義附近之相對地勢》一文中對地文分析方法中有關“相對地勢”的計算方法開展過比較研究，在《遵義附近之聚落》中對“估計人口之方法”給予了論述，這些都不失為區域論地學研究的典型實例。隨著二十世紀五十年代，陳述彭以任務帶科研組織開展大地圖集編制時，將地理學研究和地圖制圖相結合，明確了制圖綜合研究方法是建立在對制圖區域整體認識基礎上的系統論的整體觀。在地圖學研究過程中，陳述彭重視區域各種地理因素之間的相互影響及其空間差異性，分析當地地文與人文之間的密切關系，強調綜合制圖要以自然綜合體與經濟體綜合體為依據，注重“自然綜合體的內在聯系與自然地帶規律性的體現”和“區域各種地理要素之相互影響，與當地的地文與人生之深切關系”的研究思路，指出制圖實踐“能具體揭示自然綜合體的類型和分布規律，反應地域之間的相似性與差異性，為進行主導因素分析，地理相關研究和疊置法的運用提供可靠地地圖資料”的論述，形成的基于系統性區域論地理學思維方式和研究方法的地圖制圖理論，這一系列在地圖制圖理論與方法上的示范和影響，啟發了當時一代的地理與地圖工作及愛好者，隨后的十余年全國出現了綜合制圖和綜合地圖集的編制期。
摘要: “數字城市”作為知識經濟、信息社會發展的必然趨勢,代表的是一種世界潮流和城市發展的方向?！皵底殖鞘小笔?1世紀城市發展的新主題,也是提高城市綜合競爭力,促進城市經濟發展、社會進步和人民生活水平提高的新動力,它不再是一個技術性概念,而是現代科技、社會、政治、經濟影響下的新城市形態。本文闡述了“數字城市”的內涵,并對“數字城市”建設的內容與框架進行了細致的探討。
關鍵詞: 城市 信息化 城市信息化 “數字城市”
中圖分類號: F49
一、“數字城市”興起的背景
1998年1月31日,時任美國副總統戈爾在美國加利福尼亞科學中心發表了題為“數字地球:二十一世紀認識地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century)”的講演中首次提出了“數字地球”的概念。戈爾指出:我相信我們需要一個“數字地球”,即一個以地球坐標為依據的、嵌入海量地理數據的、具有多分辨率的、能三維可視化表示的虛擬地球。詳細地說,“數字地球”是指以地球為對象,以地理坐標為依據,具有多源、多尺度海量數據的融合,能用多媒體和虛擬現實技術進行多維的表達,具有數字化、網絡化、智能化和可視化特征的虛擬地球。簡單地說,“數字地球”是指數字化、信息化的地球。形象地說,“數字地球”是指整個地球經數字化后由計算機、數據庫及通訊網絡來管理的巨型信息系統。同時,“數字地球”也是全球定位系統、遙感、地理信息系統、寬帶網絡及虛擬現實等現代高科技的高度綜合和升華,是當代科學技術發展的制高點。
1999年12月,來自20個國家的500余名科學家、工程師、教育學家、管理者及企業家匯聚北京,于“首屆國際數字地球會議”召開之際發表了著名的《數字地球北京宣言》。宣言指出:21世紀是一個以信息和空間技術為支撐的全球知識經濟的時代,強調綜合全球對地觀測系統、全球空間數據基礎設施、全球導航與定位系統、地球空間信息基礎設施及動態過程監控的重要性;認識到數字地球有助于回應人類面臨的諸方面的挑戰;倡議政府、科技界、企業等共同推動數字地球的發展;建議實施數字地球過程中,應優先考慮環境、災害、資源、可持續發展與人類生活質量等方面。數字地球北京宣言的發表,標志著1998年戈爾提出數字地球概念后該領域在全球范圍的正式推進。
隨著信息技術的高速發展,互聯網的普及、信息高速公路的建設、“數字地球”概念的提出和推廣,全球掀起了一股強大的信息化浪潮。這股浪潮對世界各國的經濟、政治、文化均產生了巨大的沖擊,它使得一些傳統的東西正在消逝,許多新事物、新現象層出不窮;它正在逐步改變人們的生產、生活方式及價值觀念,促進人們進行新的社會變革。由于計算機技術的產生以及在各個科學領域的廣泛應用,大大促進了網絡技術、通信技術和空間分析技術等技術的發展,學科的相互交叉和技術的集成又不斷地拓寬新的應用領域。信息技術與信息產業的發展已邁入了一個嶄新的時代。這些先進的、改變城市功能的技術主要表現為:(1)高分辨率衛星遙感技術突飛猛進,極大地提高了地理信息獲取和更新的能力;(2)寬帶光纖和衛星通信為基礎的互聯網的迅速普及,極大地擴大了信息的通信交換能力;(3)分布式數據庫和共享技術的發展,極大地提高了信息存儲和管理能力;(4)仿真和虛擬技術的成熟,醞釀著信息應用技術領域的劃時代變革。信息技術變革的大趨勢必然深刻地影響到城市規劃、建設和管理行業的信息技術應用領域。傳統的城市規劃、建設和管理不得不向“數字城市”靠近,并努力追尋“數字城市”的發展模式。
城市是社會經濟要素高度集中的區域,是人類經濟、政治和文化活動的中心,是人流、物流、資金流和信息流聚集和擴散的基地。進入21世紀,信息化進一步得到了廣泛應用和高度滲透,信息技術正孕育著新的重大突破。信息資源日益成為城市發展的重要生產要素、無形資產和社會財富。同時,經濟全球化是經濟增長要素特別是技術、資本、人力資源、知識等諸要素,在資本追求經濟效益最大化的利益驅動下所出現的全球性流動和組合,以至于國別經濟和區域經濟越來越多地被納入了一體化的全球經濟體系之中,人類社會經濟發展的依賴性、互補性、關聯性更為增強,各種商品在全球流通,為世界人類所共享。2000年6月5日～7日,聯合國經濟與社會事務部(UNDESA)和聯合國開發計劃署(UNDP)及亞太地區的城市市長參加的主題為“推動城市信息化,共創未來家園”的“亞太地區城市信息化高級論壇”,最后發表了《上海宣言》。該宣言指出,當今世界經濟全球化已經成為人類社會發展的總趨勢。信息化的程度和水平已經成為衡量一個城市經濟社會發展綜合實力和文明程度的主要指標。信息化正成為全球貿易、投資、資本流動和技術轉移以及社會、經濟、文化等一切領域發展的主要推動力。信息化建設將有利于促進人類的共同富裕和共同進步。加強對城市信息化的理解,推進城市信息化建設與合作,將成為城市發展的新主題和新動力。城市信息化的主要表現形式是“數字城市”的建設。從技術角度看,“數字城市”是城市信息化實現的技術基礎,而且是城市信息化水平提高的一個重要特征?！皵底殖鞘小笔巧鐣畔⒒l展必然,是當今發達國家信息化發展的主要特征。全球信息化正在引發當今世界的深刻變革,重塑著世界政治、經濟、社會、文化和軍事發展的新格局。全球信息化的出現使得互聯網成為新世紀國人關注的熱點,而“數字城市”則是熱點中的焦點。
在戈爾于1998年9月首先提出了“數字化舒適社區建設”的倡議后,許多國家已經對“數字城市”開展了相應的工作。比如歐洲“數字城市”(EDC)中的虛擬赫爾辛基很有特色,3D界面是其一個非常重要的組成部分。日本的“數字京都”(DCK)項目始于1998年10月,目的是使其成為京都的社會信息主干,其設計思想是真實和活動?！罢鎸崱笔侵冈摗皵底殖鞘小笔菫閷嶋H的用戶服務的,而不是虛擬城市;“活動”是“數字城市”中的數據采集于現實的動態數據?！皵底志┒肌敝械男录夹g開發,處于國際領先地位。新加坡提出了“智能城市”的設想,為國民提供一個綜合業務數字網和異步數字用戶專線,將新加坡90%的家庭連接在一起,實現“網上生存”的夢想。隨后,一些發展中國家也紛紛制定城市信息化發展政策,這些信息化城市或地區統一命名為“數字城市”。在國內,近十多年來,深圳、北京、?？?、濟南、廣州等城市和國內著名科研院校相繼建立了一批專業數據庫和應用開發系統,為“數字城市”的研究積累了經驗和數據?！皵底殖鞘小币殉蔀槲覈髦饕?、市進入21世紀后,在新的時代背景、經濟背景、技術背景下,運用并發展空間技術、信息技術、網絡技術,最終將其集成并滲透到現代城市生活方面的一項重要的標志性建設。
目前,“數字城市”作為知識經濟、信息社會發展的必然趨勢,代表的是一種世界潮流和城市發展的方向。深入開展“數字城市”的研究,積極推進“數字城市”的建設,無論是對當前,還是對未來城市發展,都具有十分重要的意義。
二、“數字城市”的內涵
由于“數字城市”是一個正在發展演變的概念,人們對它至今沒有統一和權威的解釋,存在很多的爭論和思考。
臺灣學者林峰田(1999)認為,“數字城市”是一項從人員組織、經費、法令、土地使用等各種配合條件,到包括硬件、軟件和科技在內的基礎設施,再到數據資料及其應用服務,直至社會文化五個層面的多層結構的城市大系統,他提出理想的“數字城市”應能達到三個目標:第一,有效支援城市產業發展,提高城市競爭力;第二,滿足市民日常的交通、購物、娛樂、休閑、安全、教育、醫療等需求,保障市民知與言的權利;第三,創造地方特色自主意識的網絡文化。
承繼成(2000)認為,信息化是指數字化、網絡化和智能化的全部過程。因此,信息化城市,也可以叫“數字城市”(或數碼港)、網絡城市和智能城市。俞正聲(2000)認為,所謂“數字城市”與“園林城市”、“生態城市”、“山水城市”一樣,是對城市發展方向的一種描述,是指數字技術、信息技術、網絡技術要滲透到城市生活的各個方面。這將是世紀之交最重要的技術革命,將深刻改變人們習慣的工作方式、生活方式甚至風俗習慣和思維方法。宋建元等(2001)認為,“數字城市”即城市數字化,是指充分利用遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、計算機技術和多媒體及虛擬仿真等現代科學技術,對城市基礎設施和與生產生活發展相關的各方面進行多主體、多層面、全方位的信息化處理和利用,具有對城市地理、資源、生態、環境、人口、經濟、社會等諸方面進行數字化網絡化管理、服務和決策功能的信息體系。郝力(2001)認為,從信息化廣義角度看,“數字城市”即是空間化、網絡化、智能化和可視化的技術系統?！皵底殖鞘小笔俏镔|城市在信息世界的反映和升華。從城市規劃、建設和管理的狹義角度看,“數字城市”可概括為“43VR”,即地理數據4D化;地圖數據三維化;規劃設計VR(Virtual Reality,虛擬現實)化。地理數據4D化指城市空間基礎地理信息數據庫包括數字線劃圖(DLG)、數字柵格地圖(DRG)、數字高程模型(DEM)、數字正射影像地圖(DOM);地圖數據三維化指地圖數據由現在的二維結構轉換為三維結構;規劃設計VR化指規劃設計和規劃管理在4D數據、三維地圖數據支撐下,將現有的二維作業對象和手段升級為三維和VR結合的作業對象和手段。
楊開忠、沈體雁(2001)認為,一般所指的“數字城市”是以3S技術和互聯網技術為支撐的城市空間信息運行系統,是一個包括城市空間信息運行機理、空間信息運行技術系統、空間信息服務與產業體系和社會文化在內的多層框架。也就是說,“數字城市”工程建設要在城市空間信息認知機制和資源配置機制的作用下,采用數字化的空間信息技術手段對作為物質實體的城市系統,特別是對與地理空間相關的經濟社會現象進行數字化重現和虛擬,從而促進人們對城市的認識,規劃建設和管理,進而促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢與協調,提高城市競爭力和市民生活質量。趙燕霞、姚敏(2001)認為,“數字城市”就是以數字化的方式表示城市及其各種信息,不僅應該包括城市各類與空間位置有關的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還應該包括相關的人口、經濟、教育、軍事等社會數據,在現代信息技術的基礎上,形成一個具有智能性質的城市巨系統。周曉穎、章申魯(2001)認為,“數字城市”是綜合運用現代高新技術,對城市的基礎設施、功能機制進行信息自動采集、動態監測管理和輔助決策服務的技術系統,具有城市地理、資源、生態環境、人口、經濟、社會等復雜系統的數字化、網絡化、虛擬仿真、優化決策支持和可視化表現等強大功能。它與城市地理信息系統的主要區別在于,對城市有關數據能夠自動采集、處理分析、傳輸分化、自動或半自動智能決策,直接為社會公眾提供便利的信息服務。王滸等(2001)認為,“數字城市”就是基于城市空間信息基礎設施之上的城市居民社會信息生存空間。通過運用數字地球的關鍵技術,如數據挖掘、知識提取和虛擬現實技術,“數字城市”中廣泛的、多源的空間信息將被有效的集成和管理。最終,“數字城市”將提供給公眾和企業的不僅是虛擬的用戶界面以實現所謂的“數字生存”,更重要的是將輔助政府制定城市管理的綜合決策。
“數字城市”也稱信息城市、智能城市,以數字化的方式表示城市及其各種信息,不僅包括城市各類與空間位置有關的直接信息(如地形、地貌、建筑、水文、資源等),還包括相關的人口、經濟、教育、軍事等社會數據,在現代信息技術的基礎上,形成一個具有智能性質的城市信息系統。顧朝林等(2002)認為,“數字城市”是指綜合運用地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、遙感系統(RS)等關鍵技術,深入開發和應用空間信息資源,建設服務于城市規劃、建設和管理,服務于政府、企業、大眾的信息基礎設施和信息系統。其本質是建設空間信息基礎設施并在此基礎上深度開發和整合應用各種信息資源。牛文元(2002)認為,“數字城市”是從工業時代向信息化時代轉換的基本標志之一。它一般是指城市“自然、社會、經濟”系統的范疇中,能夠有效獲取、分類存儲、自動處理和智能識別海量數據的、具有高分辨率和高度智能化的、既能虛擬現實又可直接參與城市管理和服務的一項綜合工程。
張靜(2002)認為,“數字城市”應是四維(三維坐標加時間維)的、可視化的城市,不但包括城市三維空間的所有信息,而且還包括城市各種現象的歷史、現狀與未來信息,更為重要的是應包括人的信息如位置,甚至思維信息,是一個四維的空間信息系統。通俗一點講,“數字城市”是指在城市規劃、建設、管理以及生產生活中,利用數字化技術、信息處理技術和網絡通信技術,將城市的各種數字、信息及各種信息資源加以整合并利用。城市規劃者、管理者和生活者,可以在有準確坐標、時間和對象屬性的五維虛擬城市環境中,進行規劃、決策、管理和生活,其感覺就像漫步于現實的街道上或是承坐直升飛機俯瞰城市一樣。李京文、甘德安(2002)認為,信息化的實質就是數字化、網絡化和智能化,因此,“數字城市”廣義上指城市信息化,是指數字技術、信息技術、網絡技術滲透到城市生活的各個方面,其本質是對物質城市及其相關現象(經濟社會特征)統一的數字化重現和認識,是用數字化的手段來處理、分析和管理整個城市,促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協調高速。這些學者把“數字城市”等同于單一的城市信息化建設,認為“數字城市”建設就是當前信息化發展過程中城市對信息化的一種回應。
李琦等(2003)認為,“數字城市”是從信息化角度,對信息時代及準信息時代城市狀態的形象化刻化,表征在園林城市、生態城市等工業城市文明基礎之上,信息化基礎設施完備、信息數據資源豐富、信息化應用與信息產業高度發達、工業化與信息化持續協調發展、人居環境舒適的良性城市狀態?！皵底殖鞘小惫こ叹褪且诩苫咚賹拵С鞘型ㄓ嵕W絡基礎設施、城市空間數據基礎設施、城市信息安全基礎設施建設的基礎上,整合城市信息數據資源,連接城市信息化孤島,開展面向政府、企業、公眾的個性化、多樣性綜合信息應用服務,同時,促進城市領域(行業)信息化建設,以信息化帶動工業化,促進傳統產業結構調整,優化城市產業結構、生態結構與城市空間規劃,促進工業化與信息化的持續協調發展。劉忻(2003)認為,“數字城市”從功能上講是城市信息的數字化、網絡化、智能化、可視化,即將城市的各種信息,如城市管理、城市設施、自然資源、社會資源、人文環境、經濟、歷史等各方面信息,以數據形式整理、加工、存儲、分類、管理,通過計算機網絡實現全社會的信息共享、共建、交流、再現,通過對城市信息的綜合分析和模型化處理,提高決策水平和應用效率,最大限度地發揮資源潛力,為城市發展和提高居民生活質量服務。從技術上講,“數字城市”是以計算機技術、多媒體技術、大規模存儲技術、數據倉庫技術為基礎,以寬帶網絡技術和現代通信技術為橋梁,結合3S技術、遙測、虛擬現實技術,對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類描述,并通過城市管理與決策模型及其他應用模型,優化資源配置,提供科學決策的現代化工具。從理論上講,“數字城市”在地理信息科學基礎上,結合計算機及網絡理論、現代城市理論、決策理論、控制論、系統論,復雜理論等,在計算機及網絡中虛擬城市,并結合不同部門、不同層次的信息交流、融合和挖掘,實現城市的綜合信息管理系統。
姜愛林(2004)認為,從城市建設的角度看,“數字城市”就是指在城市規劃建設與運營管理以及城市生產與生活中,充分利用數字化信息處理技術和網絡通信技術,將城市的各種數字信息及各種信息資源加以整合并充分利用的一種系統工程或管理模式。從信息化角度看,“數字城市”是以信息技術為支撐、以信息產業為主導、以信息服務為中心的一系列數據庫和信息系統的一種城市發展模式。
戴汝為(2005)認為,“數字城市”是一類開放的復雜巨系統。“數字城市”在功能、結構和龐大、復雜的多層次系統,及與周邊、全國以至世界的聯系等方面,無不具備著開放的雜巨系統的特性。
謝明(2005)認為,“數字城市”是對城市發展方向的一種描述,是對組成城市的各種要素和現象的一種數字化重現和認知,用信息化的手段收集、分析并管理城市的生產生活,促進城市的人流、物流、資金流、信息流、交通流更加順暢和協調。“數字城市”的建設基于地理信息系統、全球定位系統、遙感、網絡、多媒體、虛擬仿真等技術,綜合城市空間和人文信息,服務于城市規劃、城市建設和管理、經濟社會發展等各個方面。
江綿康(2006)認為,“數字城市”是“數字地球”的主要空間節點,是“數字地球”的重要組成部分,是“數字地球”在城市的具體體現。所謂“數字城市”,通俗地講是指在城市的生產、生活等活動中,利用數字技術、信息技術和網絡技術,將城市的人口、資源、環境、經濟、社會等以數字化、網絡化、智能化和可視化的方式加以展現?！皵底殖鞘小钡谋举|是把城市的各種信息資源整合起來加以充分利用。
杜靈通、韓秀麗(2007)認為,可以將“數字城市”定義為利用各種信息獲取、存儲、傳輸、表達、處理等支撐技術,將表征真實城市的信息數字化,形成一個虛擬的城市實體,并利用這個數字化城市實體來解決各種各樣的現實問題。它的目的跟數字地球一樣,都是為了解決現實的自然和社會活動中諸方面的問題。
彭學君、李志祥(2007)認為,“數字城市”是指一個由數字技術支撐的信息化的城市,是指數字技術、信息技術、網絡技術滲透到城市生活的各個方面,它應該能夠自動和非自動地獲取與城市有關的海量數據,并從中挖掘出有價值的信息為城市規劃、建設、管理和可持續發展提供決策支持和具有數字實驗室特性的技術系統,是一種虛擬城市模型。
李宗華(2008)認為,“數字城市”概念可以分為廣義的和狹義的兩種。廣義上指城市信息化。它既是城市信息化總的概述,又是城市信息化的目標,是用數字化的手段來處理、分析和管理整個城市,促進城市人流、物流、資金流、信息流、交通流的通暢、協調。“數字城市”是為調控城市、預測城市、監管城市提供了革命性的手段,是對城市發展方向本質特征的一種描述。狹義上是指綜合運用地理信息系統(GIS)、全球衛星定位系統(GPS)、遙感系統(RS)、網絡等關鍵技術,建設服務于城市規劃、建設、管理,服務于政府、企業、公眾,服務于人口、資源環境、經濟社會的可持續發展的信息基礎設施和信息系統。
陳建軍(2010)認為,“數字城市”具有雙重含義:一方面,是指以遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)等空間信息技術為主要手段,對地理信息資源進行整合,構建“數字城市”地理空間框架,建設城市地理信息公共服務平臺,是城市實體在計算機中的虛擬表達;另一方面,是指以城市地理信息公共服務平臺,通過城市信息基礎設施建設,開發、整合、利用各類信息資源,實現城市的經濟、社會、生態各個運作層面的智能化、網絡化、數字化。
盡管對于“數字城市”的定義還無法形成統一的標準化定義,但從專家們的意見和城市信息化實施的過程看,其狹義上的理解取得了比較一致的看法,“數字城市”就是基于3S(地理信息系統GIS、全球定位系統GPS、遙感系統RS)等關鍵技術,深入開發和應用空間信息資源,建設服務于城市規劃、城市建設和管理,服務于政府、企業、公眾,服務于人口、資源環境、經濟社會的可持續發展的信息基礎設施和信息系統。從信息化廣義角度看,城市系統處于一個開放的環境中,需要不斷的和環境交換物質、信息和能量,是一個復雜的信息系統。
總之,“數字城市”是信息時代背景下城市及其理論發展的一種必然,是現代城市發展的必經之路。它是以信息技術為支撐、以信息服務為中心的一種城市發展模式;它以可視化、網絡化、智能化的表達方式對物質城市進行數字化的再現與升華,形成統一的、可共享的信息管理與服務數據庫系統(如綜合市情系統、城市規劃系統,智能交通系統、遠程教育或醫療系統等),為市政府提供決策支持、為民眾提供服務。它具有使現代城市管理更快捷高效、使城市居民更輕松方便的眾多優點,是未來城市可持續發展的一個主要方向。“數字城市”是21世紀城市發展的新主題,也是提高城市綜合競爭力,促進城市經濟發展、社會進步和人民生活水平提高的新動力。在這種認識下,“數字城市”不再是一個技術性概念,“數字城市”是現代科技、社會、政治、經濟影響下的新城市形態,建立在已有的物質城市基礎上,結合多種學科技術,實現城市的可持續發展。
三、“數字城市”的內容與框架
楊開忠、沈體雁(2001)認為,作為城市空間信息運行系統,“數字城市”是一個包括運行機制與保障系統、空間信息技術系統、空間信息增值服務活動與產業系統、社會文化系統等層面在內的多層次框架體系。段學軍、顧朝林等(2001)認為,“數字城市”由下列體系構成:數據獲取與更新體系、數據處理與儲存體系、信息提取與分析體系、網絡體系、應用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務體系、專業人員體系、用戶體系、教育體系、標準與互操作體系、法規和財經體系等(見圖1)?！皵底殖鞘小钡墓δ芙Y構為:(1)數字商務,包括網上貿易、虛擬商場、網上市場管理等;(2)數字金融,包括數字銀行、數字股市、數字期貨、數字保險等;(3)數字社會,包括數字影院、戲院、數字旅游、網上辦各種手續等;(4)數字教育,包括虛擬教室、虛擬實驗、虛擬圖書館等;(5)數字醫院,包括網上健康咨詢、網上會診、網上護理等;(6)數字政務,包括數字會議、數字議會等?？苡杏^(2001)認為,“數字城市”不僅包括城市的數字經濟、數字社會、數字生活、數字政府、數字企業、數字社區和數字家庭等,而且包括城市的數字地籍、數字規劃、數字水系、數字交通、數字電力、數字通信、數字旅游、數字生態、數字抗災、數字商務和數字金融等。同時,寇有觀還建立了一個“數字城市”系統框架。這個“數字城市”系統是城市公用信息平臺上的空間信息獲取更新處理和應用系統,包括城市公用信息平臺(網絡體系)、城市空間數據基礎設施、城市地理空間數據交換中心、行業空間數據工程數據獲得和更新體系、數據庫體系、應用體系、動態監測體系等(見圖2)。
姜愛林(2002)認為,“數字城市”構建的基本框架應包括5個方面:(1)通過推動信息化建設,使政府的宏觀調控機制與培養競爭機制達到有機的統一,形成公平、有序的市場秩序。(2)加強政策法規建設,體現管理意識,實現可持續發展。(3)建好地理信息系統基礎數據平臺,促進基礎信息資源有效共享。(4)建立應急聯動指揮和智能交通管理兩個綜合性應用系統,帶動一批行業信息系統建設。(5)推進基礎教育信息化,培養信息化人才,為構筑學習型城市服務。
張靜(2002)認為,“數字城市”的主要內容有3項:(1)信息基礎設施,要有高速寬帶網絡和支撐的計算機服務系統和網絡交換系統,也就是說“數字城市”的第一項任務是解決“修路”的問題,即為“數字城市”建立一條信息高速公路。(2)數據和信息,特別是“空間數據”。據統計,人類生活和生產的信息有80%與空間位置有關?！皵底殖鞘小钡幕A平臺是城市空間數據框架,這個框架提供一個可以精確地、始終如一地獲取、配準和集成城市空間信息的基礎。它包括空間控制數據,航測與遙感影像數據,各種比例尺地形圖數據庫,以及相關的專題數據庫等等。(3)人,管理“數字城市”和使用“數字城市”的人。與管理我們的“現實城市”相對應,管理“數字城市”要逐漸建立起相應的機構和規范,要不斷地對網絡系統和數據進行建設、更新、維護和升級,并協調用戶的訪問。除管理“數字城市”的人之外,培養使用“數字城市”的人也是一項重要的基礎工作。只是建設了“數字城市”而沒有人用,也是一種浪費,也產生不了社會經濟效益。只有成千上萬的企業,成百萬、上千萬的市民應用“數字城市”才可以產生巨大的社會經濟效益,促進國民經濟的快速發展。
段學軍(2003)認為,“數字城市”的基本框架由6個方面構成:(1)數據獲取與更新體系。包括各類遙感設施,即高分辨率高光譜衛星、星―機―地數據接收設施、地面臺站及人文、經濟等數據獲取設施等。(2)數據處理儲存體系。包括高密度高速率的海量數據儲存設施,多分辨率海量數據實時存貯、壓縮、處理技術,元數據管理技術、空間數據倉庫等。(3)數據信息提取與分析體系。包括數據互操作、多源數據集成、海量空間數據的智能提取與分析、決策支持等設施與技術。(4)網絡體系。包括高速寬帶網絡、智能網絡、支持基于網絡分布式計算的操作系統、基于對象的分布式網絡服務、分布處理和互操作協議等。(5)應用模型體系。為用戶提供實際應用的解決方案,利用其我們將能夠更好地認識和分析所觀測到的海量數據,從中找出規律和知識。(6)專用軟件體系。完成城市信息處理、實現“數字城市”功能的基本工具,包括數字圖象處理軟件、GIS軟件、統計分析軟件、數據可視化軟件等。承繼成等(2003)提出,“數字城市”內容框架包括基礎設施、資源管理和應用服務三部分?；A設施包括通訊層、數據層、保障層三部分。管理層主要是指對“數字城市”信息基礎設施的管理及信息數據資源的集成與融合、應用的集成與融合的管理。應用服務層包括基礎公共服務層、管理應用層、業務應用層、服務應用層(見表1)。
岳為民(2003)從“數字昆明”的角度指出,“數字城市”的基本框架是由“一個關鍵、三個基礎、三條主線、七大支柱”構成:(1)一個關鍵。就是城市數據的全面規范和高度共享。(2)三個基礎。即信息基礎設施、空間基礎數據及管理“數字城市”和使用“數字城市”的人。(3)三條主線。第一,政府管理與決策行為的數字化(數字政府);第二,企業經營管理行為的數字化(數字企業);第三,市民生活的數字化(數字生活);(4)七大支柱:即政府上網、電子商務、信息產業、信息港、智能建筑、智能交通與城市規劃、建設和管理信息化。
姜愛林(2004)認為,“數字城市”的內容包括技術組成、組織結構及應用等方面?！皵底殖鞘小钡募夹g組成包括:(1)寬帶多媒體網絡;(2)電子地圖及網站服務系統;(3)高分辨率衛星、航空遙感技術;(4)三維地理信息系統技術;(4)OPEN GIS標準、遠程互操作、互運算等信息共享技術;(5)虛擬仿真技術;(6)“數字城市”信息模型與體系結構,包括城市建筑、交通、能源、通信、服務、文化設施和行政管理的信息模型及體系結構;(7)“數字城市”的運行管理技術,包括通信網絡系統及其管理,數據組織及數據轉換,決策模型管理,城市信息安全保障機制;(8)“數字城市”的功能系統,包括公用信息平臺,專業信息平臺等?！皵底殖鞘小苯M織結構,即“數字城市”工程將通過建設寬帶多媒體網絡、地理信息系統等基礎設施平臺,整合城市信息資源,建立電子政務、電子商務、社會保障等空間信息管理服務系統。王鳳霞、張超(2004)在“數字地球”和“數字城市”的基礎上,提出了“數字上?！笨傮w框架模型(如圖3所示)。
謝明(2005)綜合當時我國“數字城市”建設和發展的情況提出,“數字城市”框架主要由以下四個方面構成:(1)數據獲取和更新體系。通過各種手段獲取的“數字城市”相關信息,包括城市空間數據框架(基礎電子地圖、衛星影像、航空影像)、城市規劃建設信息、城市社會經濟信息、城市管理信息等,并建立起行之有效的在城市管理過程中對各種信息進行更新的機制。(2)數據存儲、加工和管理體系。該部分內容包括建立起海量數據存儲體系,實現數據的高速存取,并在空間定位的基礎上實現對信息的加工和管理,包括元數據管理、空間數據倉庫、多源數據集成與互操作、海量空間數據的職能提取與分析、輔助決策支持等。(3)網絡支持體系。包括高速寬帶網絡、智能網絡、支持基于網絡分布式計算的操作系統、基于對象的分布式網絡服務等,共同構成支撐“數字城市”的基礎網絡體系。(4)專用軟件和輔助決策支持系統。用于完成城市信息處理、實現“數字城市”各基礎功能的工具軟件,包括數字圖像處理軟件、地理信息系統軟件、統計分析軟件、數據可視化軟件等等,并由此衍生出基于各種決策模型的輔助決策系統和應用解決方案。
寇有觀(2006)認為,“數字城市”總體框架可以概括為五大平臺、五個中心、五類應用、五大工程,政策、法規、標準、規范體系和安全、組織、資金、人才保障體系等。五大平臺是信息網絡平臺、公用信息平臺、專題信息平臺(多個)、空間信息平臺和決策支持平臺。五個中心包括信息網絡互聯中心、信息資源管理中心、身份認證中心、信息服務中心和決策支持中心。五類應用包括電子政務、電子商務、社會服務、經濟運行服務和城市規劃、建設、管理與運營。五大工程包括市民卡工程、金融信息工程、社會勞動保障信息工程、社區服務信息工程和金旅工程?！皵底殖鞘小贝罅ν七M地理信息系統、衛星定位系統和遙感技術在城市的應用。
孫旭陽、馮一民(2006)認為,“數字城市”的建設內容主要包括7個方面:(1)城市信息基礎設施建設。(2)城市基礎數據庫建設。(3)電子政務建設。(4)電子社區建設。(5)公共信息服務體系建設。(7)數字行業應用建設。吳慶雙(2007)認為,“數字城市”的構成體系包括:數據獲取與更新體系、數據處理與儲存體系、信息提取與分析體系、數據與信息傳播體系、數據庫體系、網絡體系、應用模型體系、專用軟件體系、咨詢服務體系、專業人員體系、用戶體系、教育體系、標準與互操作系統、法規與財經體系等。
馬娟、秦凱(2007)認為,“數字城市”建設的主要任務包括:城市地理信息數據庫建設、基礎地理信息采集體系的建設、政策法規與標準體系的建設、技術支持體系的建設、地理空間信息交換網絡體系建設、組織機構的建設等,以及實現覆蓋整個城市的多尺度、多分辨率、現勢性好的基礎地理信息數據。
彭學君、李志祥(2007)認為,數字化城市涵蓋了整個城市各方面的信息及應用,總體上可分為三個層次十個組成部分。三個層次為信息基礎層、應用層、綜合決策層。十個組成部分包括:城市公用信息網絡平臺和骨干網、空間數據等基礎設施、政府類應用、企業類應用、公眾類應用、區域類應用、數字門戶網站、信息資源管理中心、城市綜合決策指揮系統、政策法規規章及管理制度和技術標準及各種應用規范。
李宗華(2008)認為,“數字城市”涉及城市信息化的方方面面,總體上可以分為3個層次、9個組成部分,它們構成一個統一的整體(如圖4所示)。3個層次為:基礎層、管理層和應用層。9個組成部分為:城市信息基礎設施、城市空間數據基礎設施、空間信息資源管理與交換中心、法律法規與政策、技術與標準、政府類應用、行業類應用、企業類應用和公眾應用。
曹蕾(2009)認為,“數字城市”的內容可以概括為4個方面:城市基礎設施數字化,城市信息和交換網絡化,城市生活和管理智能化和城市空間數據可視化。“數字城市”框架體系大體由3部分組成:(1)基本平臺部分,主要為城市綜合信息平臺、城市空間基礎信息平臺和城市電信基礎設施平臺;(2)“數字城市”服務對象(用戶),該部分主要為政府、企業、社區、公眾構成的各類應用系統,作為核心應用系統是“數字城市”發揮作用的根本;(3)關鍵技術,它是“數字城市”的技術支撐,主要為計算機技術、海量數據存儲技術、寬帶網絡技術、3S技術、對地觀測技術、虛擬現實技術、互操作技術等。
張立平(2009)認為,“數字城市”的內容包括技術組成、組織結構及應用等方面。“數字城市”組織結構,即“數字城市”工程將通過建設寬帶多媒體網絡、地理信息系統等基礎設施平臺,整合城市信息資源,建立電子政務、電子商務、社會保障等空間信息管理服務系統。“數字城市”是城市信息技術的綜合應用,也是當前信息技術應用最廣泛的領域。就這個意義而,“數字城市”應用十分廣泛,歸納起來主要有12個方面:電子政務、電子商務、城市智能交通、市政基礎設施管理、公共信息服務、遠程教育、社會醫療保障、社區管理、突發事件處理、城市環境檢測、智能化小區、水網調配?！皵底殖鞘小钡捏w系結構包括:(1)數據獲取與更新體系。包括城市地表、上空及地下等自然地理數據的自動獲取系統,城市基礎設施數據的實時獲取和更新體系,城市人文、經濟、政論等社會數據的變更與監控系統等。(2)數據處理儲存體系。包括高密度高速率的海量數據儲存設施、多分辨率海量數據實時地存儲、壓縮、處理技術、元數據管理技術、空間數據倉庫等。(3)信息提取與分機體系。包括數據互操作、多元數據集成、信息智能提取分機、海量空間數據的智能提取與分析、決策支持等設施與技術。(4)網絡體系。包括高寬帶網絡、智能網絡,支持基于網絡的分析式計算操作系統,基于對象的分布式網絡服務,分布處理和互操作協議等。(5)應用體系。包括城市規劃、地籍管理、城市防災、城市交通等。同時還包括城市網絡生活方式等。(6)管理體系。包括專業人員小組、教育培訓、安全管理、系統維護、標準與互操作規范、相關法規等。
馬佩勛、謝海波(2009)認為,“數字城市”的框架體系涵蓋了城市建設的各個方面,是由戰略政策層、信息基礎層、應用服務層和分析決策層組成的有機整體。戰略政策層包括“數字城市”的發展戰略及總體框架、信息技術標準、政策法規規章制度和技術保障體系等;信息基礎層由城市公用信息網絡平臺、中心骨干網、區域骨干網、通信管線、空間數據、業務標準體系和協調維護機制等組成;應用服務層根據“數字城市”功能特征分為電子政務、電子商務、城市規劃建設及運行、經濟運行服務和社會綜合服務等五類應用;決策分析層是跨行業、跨區域的綜合性應用系統,主要包括城市智能交通管理系統、城市環境監測分析系統、城市發展預測決策系統和城市防災、救災及應急處理系統等?；究蚣苋鐖D5所示,戰略決策決定和指導信息基礎建設,并在此基礎上實施應用服務,通過決策分析又反過來指導戰略決策的制定。
四、小結
“數字城市”是空間時代與信息社會發展歷史的必然產物,同時,又是城市可持續發展與整體功能提升的必然依托,是新的經濟建設增長點,這一特點決定了其發展將是跨越式的。“數字城市”為認識物質城市打開了新的視野,對城市規劃、城市建設和城市管理展示出了一系列全新的理念,為調控城市、預測城市、經營城市提供了革命性的手段?！皵底殖鞘小钡膽鹇匝芯俊祿图夹g集成框架等基礎研究和原型系統建設,必然與其應用研究相輔相成,齊頭并進?！皵底殖鞘小苯ㄔO是一個非常龐大的系統工程,涉及城市社會、經濟、文化、政治、環境等各個方面,是多學科的融合體,因此,不僅要有先進的技術為基礎,更需要管理體制、機制和政策作保障,還需要市民和整個社會信息素質的提高。(編輯:何樂)
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