摘 要：当前城市信息建设的重点是城市地理信息系统，地理信息系统是一种特定的十分重要的空间信息系统，他是融计算机图形和数据库与一体，储存和处理空间信息的高新技术。是地理信息系统的一个重要的分支
关键词：城市地理信息系统，城市信息建设，UGIS
0.引言
目前城市地理信息系统研究与开发是最主要考虑的技术问题之一。以城市为对象的地理信息系统在问题尺度、数据类型、分析模型等方面具有鲜明的特征,它把地理位置和相关属性有机结合起来,根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户,满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求,同时借助其独有的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策。
1.城市地理信息系统概述
城市地理信息系统是地理信息技术及其他相关信息技术在城市的管理与决策及市民社会生活中的应用系统,是随着信息社会发展的客观需要兴起的。城市地理信息系统由五大要素构成:数据、软硬件和网络、规范标准、技术队伍以及组织管理，其中数据是最重要的,它是建立城市地理信息系统的基础，数据可概括为基础数据和专题数据两类。
2.城市地理信息系统的框架结构
城市地理信息西斯通具有多要素、多层次和分布式网络结构的特点。结合我国程式化和城市管理的具体情况,从长远、整体和综合的角度考虑,城市地理信息系统的框架结构应该包括以下三层[3],见图1。
图1 城市地理信息系统框架结构图
(1)基础层。即基础信息子系统，主要包括大比例尺地形图的地形要素,为所有专题子系统提供统一的空间定位基础。
(2)专题层。即公共基础加专业信息形成的专题信息子系统,一般应首先发展城市土地、城市规划、城市交通、等带有专题基础作用的子系统。
(3)综合层。即最上层的城市综合地理信息系统,从系统开始建设之日起,便应对它有所考虑,但要等到基础层和专题层建成之后,方能着手进行。综合层对城市德综合规划、管理和决策层具有重要意义
3.UGIS主要技术和方法
以目前在许多大城市都在发展的“数字城市""来说明UGIS的主要技术和方法,其中数字地图是其基本表现:城市电子地图是基于B/S结构的系统。B/S结构是基于Internet/Intranet应用技术,通过Web Server调用应用程序,实现信息的录入、修改、查询统计等操作。GIS利用数据的空间属性,将地理信息和数据库结合在一起,通过图形、符号、颜色对地物的分布、状态统计数据信息进行反映,实现数据信息的可视化。城市电子地图一般包括以下几个模块:
(1)地图的操作功能。包括地图的放大、缩小、漫游、全屏显示空能、查找与定位等功能。该功能比较简单,结合程序语言实现该功能。有的系统可以实现城市的三维显示的功能,使城市信息的显示更加的形象生动。这运用到了UGIS技术与虚拟现实、多媒体系统的集成技术。
(2)数据的操作功能(数据库管理系统)。该功能是由系统的维护人员执行的,当某一地区发生了一些变化(如地名的改变、新的建筑物的建造等),这些变化要及时的在电子地图上显示出来,维护人员可以通过与系统相连的数据库进行地物属性信息和数据的修改操作,从而保证信息的实时性。
(3)综合信息的数据查询(互联网的UGIS技术)。基于B/S结构的城市电子地图可以为用户提供在线实时的信息查询功能,包括地图基本信息的查询、属性信息查询、空间查询、图形及属性综合信息查询。
(4)数据分析功能(地理信息系统技术)。对较复杂的用户需求进行数据分析,如查询最短路径、最佳路径等问题从上可以看出在该系统中主要运用到了UGIS的数据库管理系统、地理信息系统技术、互联网的UGIS技术等技术。另外城市的规划支持系统和决策支持系统在诸如城市地下管网系统、规划国土网络图形系统中都有很大的运用。
此外,UGIS还含有其他的技术和方法如:
(1) UGIS的标准化和规范化技术。
(2)空间数据的存储与网络化技术。
(3)数据的更新方法。在UGIS中利用RS,GPS,GIS获得的信息具有较好的现势性。
4.UGIS的发展趋势
4.1 发展现状
国家明确提出要加快国民经济和社会信息化的步伐,把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。其进行城市信息化的具体表现有: (1)国家从数字地球的战略目标出发将数字城市和城市地理信息系统的建设纳入统一规划的轨道。(2)建设部组织的专家组给出了数字城市和UGIS的框架体系结构。(3)在数字城市框架体系中,明确提出了以空间信息为核心的城市信息系统体系。(4)通过在全国范围内“城市规划、建设、管理与服务的数字化工程""的启动和引导夏,已初步形成符合我国国情和发展战略的城市信
息化和UGIS建设的新阶段和热点。
4.2 发展趋势
目前UGIS技术从环境、资源等宏观管理领域逐步向工程和工业管网等微观管理和生产管理方向发展,与经济发展日益密切结合。其主要的发展趋势有:
(1)Web GIS的出现与发展。随着网络技术的不断发展,基于Internet技术的Web GIS也随之产生了,它是以现有的网络为架构基础的网络互操作应用系统。它可以利用网络进行空间数据的发布,为用户提供查询分析等功能。
(2)海量数据的管理。随着城市的不断发展,加上技术的不断进步,可以获得的数据和信息不断的增加,这就产生了大量的数据,我们称之为海量数据。如何对海量数据进行管理和处理也是未来UGIS发展的一个问题和趋势。
(3)与遥感(RS)、全球定位系统(GPS)相结合。RS与GPS的技术也在不断的发展为UGIS的发展提供了更多的数据,将他们结合起来就可以更快捷、直观、动态地显示和分析多时相空间信息。高分辨率的遥感影像在商业领域的应用也越来越广泛,如城市土地资源统计、城市环境监测等领域。
(4)多维UGIS与虚拟现实的发展。虚拟现实它在3D-UGIS中还处于摸索阶段, 3D-UGIS是指能对城市区域内空间对象进行真3D描述和分析的GIS系统。与2维相比, 3维UGIS增加了城市空间对象的第3维信息,导致描述空间对象的几何数据(形状、位置、大小等)的剧增,它使各类数据获取的难度和工作量都比2维空间大幅度增加,如何更快更好的获得该类信息一直是3D-UGIS的挑战之一。
(5)无线通讯技术扩展GIS应用。无线通讯技术,特别是WAP技术的应用,将其与GIS技术及In-ternet技术相结合,使GIS的应用更加的广泛,如利用手机查询自己所在的位置等信息
4.3 研究的热点和成果
UGI
S在不断的进步和发展,其当前的研究热点有:UGIS工程标注和规发体系的建立,专业UGIS的建立, 3S一体化以及GIS软件的开发这几个方面。UGIS技术的不断发展已经取得了较大的成果,比如其在地理空间数据管理中的应用为城市地下管线信息的管理、城市规划设计提供了良好的平台。其输出功能在地图制图中的应用(数字高程模型)等等。
5.结束语
城市化成为当代社会经济可持续发展问题之一,城市现代化的需求正快速推动地理信息系统的科学技术进步和产业化,地理信息系统已经成为城市社会经济活动不可分割的一部分。当然其中UGIS的发展除了一些技术问题之外还有一些非技术问题的影响,如:领导的重视度,组织、协调机构、人才的培养等问题。
参考文献:
[1]陈述彭.城市化与地理信息系统[R].北京:空间技术应用高级研讨班报告, 1996
[2]张德,李欣.城市地理信息系统综述[J].解放军测绘研究所学报, 2003, 23(2): 52-55.
[3]杨育武,庄迎春,等.城市地理信息系统及其总体设计[J].世界地质, 2002, 21(1): 63-66
[4]黄杏元.我国地理信息系统建设及进展(2)[J].现代测绘, 2004, 27(3): 3-4, 7
