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张 林 李宗华
（武汉市规划国土资源管理局，汉口三阳路13号，430014）
摘要 研究、开发和建设“数字武汉”是武汉市社会经济发展到信息时代的需要。本文在研究“数字城市”的内涵及其作用的基础上，提出了建设“数字武汉”的总体目标、基本框架、关键技术和标准化体系，概述了武汉市在公共网络基础建设、空间数据基础设施建设、人才、技术和系统开发等方面业已具备的“数字武汉”基础，最后分析了“数字武汉”建设的基本原则与实施策略。
关键词 数字城市，数字武汉，总体框架，发展策略
1 概述
“数字城市”(Digital City)是数字地球技术系统的重要组成部分。自从美国前副总统戈尔在1998年《数字地球——认识21世纪我们的这颗星球》报告中提出“数字地球”（Digital Earth）的概念后，“数字地球”的研究已经在全球展开。1999年，首届国际“数字地球”学术会议在中国北京举行，并决定每两年举行一次。作为“数字地球”技术系统重要组成部分的“数字城市”，广义上是指城市的信息化，它既是城市信息化总的概述，又是城市信息化的目标。“数字城市”的核心思想有两点：一是用数字化手段统一处理城市信息和管理等多种问题；二是最大限度地利用信息资源。它不仅为调控城市、预测城市和监管城市提供了革命性的技术手段，而且描述了城市发展方向的一种本质特征。所以，“数字城市”一经提出就引起了政府、经济界、理论界和科技界的高度关注。目前，“数字城市”的研究和建设正在全球兴起。各城市纷纷启动“数字城市”建设工程，以求推动整个城市的信息化建设，进而改善城市的环境、提升城市的综合功能和促进城市的可持续发展。
“数字城市”的应用十分广泛，涉及到军事部门、政府部门（城市规划、交通管理、公众服务等）、企业单位（产品宣传与销售）、个人与家庭（学习，娱乐，等）等等。目前，“数字城市”的一个主要应用是在城市规划和设计以及市政管理中，如三维城市虚拟规划中的景观分析、城市与企业三维管线设计、三维物业与房产管理等。基于桌面的集VR显示、空间分析和互操作为一体的“数字城市”可以提供一个动态的环境用以在相应氛围的空间中逼真地显示、管理和创建复杂物体，并为进一步空间分析、决策和信息发布服务。诸如：环境仿真、设施管理、房地产信息发布、市政建设、规划设计、洪水淹没等，从而提高决策质量，减少人为损失。
武汉市是华中地区的中心枢纽城市，素有“九省通衢”之称，使得“数字武汉”的研究、开发和建设更为重要和迫切。因此，武汉市委市政府明确提出了“建立数字武汉，加速城市信息化进程，以信息化推动工业化，实现跨越式发展”的战略目标，并将“数字武汉”建设工程列入了武汉市国民经济和社会发展第十个五年计划。
2 “数字武汉”建设的总体目标与基本框架
“数字武汉”就是用数字化的手段来处理、分析和管理整个武汉市，促进城市的人流、物流、资金流、信息流和交通流的通畅与协调，使武汉全面实现信息化。它是一个由基础层、应用层和决策支持层组成的完整体系，将在武汉市的社会经济建设中发挥基础作用。“数字武汉”是“数字中国”的重要组成部分，也是武汉市面向21世纪的战略发展方向和建设目标。
2.1 “数字武汉”建设的总体目标
“数字武汉”建设的总体目标是：按照把武汉建设成为现代化国际性城市的总体目标，坚持体制创新、环境创新和技术创新，通过信息基础设施的不断完善和数字化工程的逐步应用，建立覆盖全市的信息高速公路和城市空间数据基础设施以及基于这些基础设施的信息资源开发和利用体系，实现政府及有关部门和重点领域的专业信息在空间数据基础设施上的整合，为政府及有关部门的管理、重点工程项目规划建设提供及时可靠的信息服务与技术支持，引导和带动全社会的信息化。由此可见，“数字武汉”的建设是一项庞大、繁杂、涉及面广、科技含量高和时间跨度长的系统工程，宜分步骤实施。
2.2“数字武汉”建设的基本框架
“数字武汉”是一个由基础层、应用层和决策支持层组成的完整体系，其框架内容如下：
2.2.1基础层
（1）城市空间数据基础设施。武汉市城市空间数据基础设施将建立一个无缝的、集成的地理空间数据和服务体系，主要包括城市空间数据框架、空间数据协调管理、更新与分发体系和机构、空间数据交换标准、元数据等。
（2）城市宽带网络工程。即武汉市城市信息高速公路，它由中心骨干网、区域骨干网和单位局域网三部分组成。
（2）政策与技术保障。包括法律、法规、政策以及技术标准等。
2.2.2应用层
（1）面向政府的电子政务系统。包括市委、市政府及各委、办、局的自动化办公系统和政务信息的互通互联。其目的是实现电子政府的建设目标，推进市首脑机关的信息网络化、政务公开化、办公自动化和决策智能化。
（2）面向各行业的行业应用。包括城市规划、管理、科教等各行业的信息化，以及为提高办事效率和服务质量，为加速信息化建设而研制的各种专业管理信息系统。如城市规划管理信息系统、人口资源与管理信息系统、资源与土地管理系统、房地产交易系统、生态环境监测工程、以及公安、教育、医疗卫生、智能交通等系统。
（3）面向企业的企业应用。包括企业数字化和有关专业信息系统的建立，内容涵盖企业管理和产销活动的数字化、信息化以及调整机制、市场分析、技术创新等决策的科学化和智能化。
（4）面向社会的公众应用。即社会服务的数字化，如数字社区、数字科技、数字旅游。
（5）面向流通领域的电子商务。
2.2.3决策支持层
决策支持层是构筑在基础层和应用层之上的智能化系统，是“数字城市”向深层次扩展应用的综合体现。它主要是指政府或其他管理部门利用城市各类信息，对综合的或专题事项进行综合分析和辅助决策。
3 “数字武汉”建设的关键技术与标准体系
在确定了建设“数字武汉”的总体目标和基本框架后，就要运用空间科学、信息科学、和地球科学等技术，遵循一定的标准或规范体系来具体实现。可以认为，技术是建设“数字武汉”的工具，标准是“数字武汉”共建共享和广泛应用的前提。
3.1关键技术
用于建设“数字武汉”的技术很多，其中的关键技术主要有：
（1）适于地理信息的分布式计算技术
（2）地理信息系统的互操作和OpenGIS规范
（3）GIS软件组件仓库的理论与技术
（4）空间数据仓库技术
（5）多种数据融合与空间数据挖掘和知识发现（SDMKD）技术
（6）仿真——虚拟技术
3.2数据规范与标准化体系
“数字武汉”的建设与应用是一个复杂的系统工程，其数据来源非常广泛，数量巨大，又要求相互兼容与沟通，必须建设统一的标准化体系，以达到信息资源的共享。
（1）标准编制的基本要求
①科学性；②系统性；③全面性；④兼容性；⑤扩充性。
（2）标准的内容
标准的内容包括：地理定位控制标准；图形数据的分类与编码；属性数据编码体系；数据分层方案；数据文件命名规则；统计单元的确定；技术流程和质量控制；元数据标准；网络技术标准；基础标准和功能标准等。
（3）标准的实施保障
建立全市GIS等空间信息系统建设的立项、评审和验收规则，由专家和管理人员组织的全市GIS基础规划和标准制定组负责实施，没有按全市规范设计和建设的空间信息系统，不能进入立项、评审和验收的各个环节，并予以立法保障。
4 “数字武汉”建设的工作基础
武汉城市信息化一直在不断推进之中，近几年力度进一步加大，在网络基础设施、空间数据基础设施及其应用等方面都积累了一定经验，为“数字武汉”建设奠定了良好前期基础。4.1 公共网络基础设施建设已有一定基础
大容量、高速度宽带网络是建设“数字武汉”重要的基础设施。近年来，武汉市网络数据通信市场迅猛发展，除传统电信数据通信部门外，本地网络通信资源拥有者和国内其他网络通信发展商等纷纷登陆，形成竞相发展的格局。
国家通信网“八纵八横”光缆干线网中有京广、汉渝、汉宁等5条一级干线贯穿武汉；同时，武汉也是湖北省“三纵三横三环”光缆通信传输网络中心。本地传输网已建成数十个2M-2.5G的SDH光缆环网，形成了完善先进的SDH自愈光缆环状结构。现有覆盖全市的数字数据网、分组网、帧中继网、N-ISDN网以及多媒体宽带网等网络。
4.2 空间数据基础设施建设已具雏形
城市空间数据基础设施是“数字武汉”的核心和基础，是发展“数字武汉”不可逾越的重要阶段。武汉市规划国土局及其下属的相关事业单位，作为武汉市空间数据信息采集、处理、应用和管理的责任部门，在“数字武汉”空间数据基础设施建设以及以规划、土地管理办公自动化和信息化为主要内容的行业应用方面做了大量工作，建立了涵盖基础地理信息、国土资源信息、规划设计信息、管理审批信息以及其它专题信息在内的空间地理信息数据库，“数字武汉”空间数据基础设施已具雏形，为启动“数字武汉”建设奠定了良好的基础。
4.3人才与技术具有一定优势
武汉市是教育大市，武汉地区具有雄厚的技术、科研和人才优势，合并后的新武汉大学、华中科技大学、武汉理工大学和邮科院、709所等全国知名的高等院校和科研院所，在计算机技术、信息技术、遥感技术、“数字地球”技术等方面居国内领先地位，拥有一大批著名的专家学者。武汉国家光纤通信、多媒体软件、GPS全球卫星定位系统、CAD支撑软件等工程（技术）中心已相继建成，国家测绘遥感信息工程、国家软件工程等重点实验室不断扩建完善，为“数字城市”建设提供坚强后盾。武汉拥有的人才和技术条件完全有能力支撑武汉“数字城市”建设。
4.4 应用系统开发也有了一定基础
全市已有68个委办局及区建立了专门的信息机构或信息中心，已建成政府系列计算机信息网络27个，市政务网也完成了一期工程。“企业上网”活动仍在积极开展，已有200多家大中型企业、1000多家网站与因特网相联，上网用户超过10万。各类电子商务网已达40多家。基于网络的各种新兴服务业使信息服务领域不断拓展，一批面向企业、社会和家庭的“ISP”、“ICP”和“ASP”信息服务机构相继出现。
综上所述，武汉已具备了建设数字城市的一定基础。但总体而言，尚处于起步阶段，与先进城市相比还存在差距，主要表现在：一是投入不足，建设速度慢。二是协调力度不够，存在部分重复建设、低水平运行现象。三是市场化不够，在投入不足的情况下，没有充分发挥市场调节的作用多渠道吸纳资金，形成信息化建设的良性循环。
5 “数字武汉”建设的基本原则与实施策略
“数字武汉”建设是一项纷繁复杂、涉及面广、科技含量高、时间跨度长的系统工程，应根据总体目标的阶段子目标，按轻、重、缓、急实施，具体应采取如下实施策略。
（1）政府主导，统一规划，分步实施；
（2）打好基础，重点突破，稳步推进；
（3）以点带面，资源共享，促进应用；
（4）广筹资金，加大投入，创造效益；
（5）立足自我，联合共建，保障先进
6 结论
“数字城市”是数字地球技术系统的重要组成部分，它用数字化的手段统一处理城市信息和管理等多种问题，可以最大限度地利用信息资源为国民经济建设服务。因为“数字武汉”在武汉市的社会经济建设中具有重要基础作用，所以武汉市委市政府明确将“数字武汉”建设工程列入了武汉市国民经济和社会发展第十个五年计划。武汉市在公共网络基础建设、空间数据基础设施建设、人才、技术和系统开发等方面已经具备了建设“数字武汉”的一定基础。本文研究认为，“数字武汉”的开发、建设和应用，工程浩大复杂，设计面广，科技含量高，时间跨度长，应该围绕建设“数字武汉”的总体目标和基本框架，根据国内和国际标准在全市制订统一的标准化体系，运用科学工程技术，按照一定的原则，分阶段研究实施。
（本文原文载《数字城市的理论与实践》，世界图书出版服务公司，2001年9月。本文获2002年湖北省自然科学优秀论文二等奖） 
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