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摘 要： 着重叙述了目前城市GIS的建设与应用和国家空间数据基础设施的建设与应用，指出建设数字城市和UGIS的框架体系结构在GIS建设中的重要作用，同时指出国家空间数据基础设施（NSDI）为各领域GIS建设提供统一、规范的地理空间基础平台和基础地理数据，对于最大限度地实现各领域的信息共享和加速推进我国GIS建设等，都具有重要的理论和实际意义。
关键词： GIS；空间数据；体系结构；规范化
城市地理信息系统（UGIS）是城市重要的基础设施和实现城市现代化管理的主要技术手段，是GIS的一个重要分支，一直受到我国政府部门和许多专家学者的广泛关注。早在20世纪80年代，上海市开始开发城市建设信息系统，接着由世界银行贷款的沙市、洛阳和常州三市展开了城市地理信息系统的研究，以及北京市综合管网信息系统开始立项调研，还有广州市信息中心建立了广州市1∶500地形图数据库，向社会提供数据和输出绘图服务等。1992年10月联合国城市信息系统及其在发展中国家的应用研讨会在北京召开，对我国UGIS发展起到了推波助澜的作用，掀起了我国UGIS开发的热潮，先后有海口、深圳、珠海、中山、北海、天津、厦门、昆明、贵阳、济南、淄博、重庆、十堰、南京、宁波等城市相继进行UGIS的设计和建设。
纵观这时期UGIS的建设一般都有明确的用户需求，强调以应用为导向，重视规范、标准和统一的地理空间基础框架的建设等，但是对构建UGIS的总体战略目标尚不明确，UGIS的框架体系结构不完善，对建设UGIS的发展思路也不够清晰，缺乏整体规划和指导，阻碍了我国UGIS建设的进程。
2000年10月中共中央十五届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年计划的建设》中，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。显然，国民经济和社会信息化的关键环节是城市信息化，而城市信息化为数字城市和城市地理信息系统的建设提供了崭新的发展阶段和动力，其主要表现如下：
（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。例如，国家将“城市规划、建设、管理与服务的数字化工程（简称城市数字化工程）”列入国家“十五”重大科技项目。该项目的总体目标是，建设适合我国城市规划、建设与管理实践的数字化系统，实现全国范围内城市规划、建设与管理工作的信息共享和业务应用，大力提高城市信息化水平和城市管理的现代化水平；为国家及各级行政主管部门的科学管理与决策提供及时、准确和权威的信息支持；为各类企业和广大公众提供方便、有效和权威的信息服务；通过数字化工程的实施，改造传统产业，推动技术进步，保证城市经济、社会、环境和科技的协调发展。显然，该项目的立项和实施反映UGIS已经纳入国家统一规划的轨道，政府将加强对UGIS建设的指导，有利于推进我国UGIS的建设和发展。
（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。该框架体系由系统主体、关键技术和系统用户三部分组成。系统主体包括技术平台、应用系统、网络和网站、政策法规与保障体系；关键技术包括GIS、RS、GPS、多元数据融合与挖掘、三维信息表现、多种软件技术一体化、数据库、元数据和宽带网络技术等；系统用户包括政府、企业、社区和公众四大类。该框架体系比较完整地描绘了为满足21世纪城市发展需求的数字城市和UGIS建设的总体思路，这就是：利用现代高科技手段，充分采集、整合和挖掘城市各种信息资源（特别是空间信息资源），建立面向政府、企业、社区和公众服务的信息平台、信息应用系统以及政策法规保障体系。因此，数字城市的框架体系对数字城市和城市地理系统的建设具有重要的指导意义。
（3）在数字城市框架体系中，明确地提出了以空间信息为核心的城市信息系统体系，这些信息系统体系作为数字城市和UGIS的核心应用系统，它们包括城市空间基础信息管理系统、城市规划管理信息系统、城市房产管理信息系统、城市综合管网管理信息系统、城市交通管理信息系统和城市可视化电子政务系统等。目前，在全国660多个城市中，已有120多个城市建设了城市规划管理信息系统，400多个城市建立了房产管理信息系统，100多个城市建设了综合或专业管网管理系统，200多个城市不同程度地建设了空间基础信息系统和综合管网管理系统，100多个城市的建设主管部门建立了办公自动化系统，一些城市也建立了城市交通管理信息系统等。因此，这些行业应用系统的建成和运行，为数字城市和UGIS的建设和发展奠定了坚实的技术和数据基础。
（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”的启动和引导下，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，例如，“数字北京”建设已被列入“首都二四八重大创新工程”，包括3项信息基础设施建设、3项软环境建设、4个区域示范应用及40个单项应用。上海市率先在全国提出了“信息港”的概念，开发建设了由大量数据库及城市基础地理、城市规划设计、城市规划实施管理、城市建设档案、城市地名管理、城市规划展示和区县规划管理等一系列独立系统构成的一个分布式一体化的专业地理信息系统。广州市有关部门已经开始了“数字广州”或“数码广州”建设的调研准备工作。厦门市根据厦门信息港建设“十五”规划和2010年远景目标纲要，由厦门市信息投资有限公司等8家单位共同投入人民币1亿元，成立了厦门信息港建设发展股份有限公司。其他一些城市，如重庆、武汉、深圳、中山等，也都有建设数字城市的计划，将形成在政府规划指导下的宏大的数字城市和UGIS的建设工程。
国家空间数据基础设施（NSDI）是指一个国家内描述地球上地理要素和现象的分布及其属性的所有地理信息的组合。就内涵而言，它包括空间数据框架、空间数据交换网络体系、数据标准和空间数据协调管理机构四大组成部分。它为各领域GIS建设提供统一、规范的地理空间基础平台和基础地理数据。对最大限度地实现各领域的信息共享和加速推进我国GIS建设等，都具有重要的理论和实际意义。
目前，我国NSDI的建设包括空间信息的收集、管理、协调和分发的体系和结构，基础空间框架数据，空间信息交换网络服务体系，法规、政策和数据标准体系，以及技术支撑体系建设等。
组织保障体系建设包括地理空间信息协调机制和管理机制的建设，其任务是制定国家空间信息设施的规划、政策、标准和法规，协调各部门的协作和权益，研究相关技术和进行项目管理等。我国负责这项工作的机构是国家测绘局，它于1984年开始建设国家基础地理信息系统。2000年5月开始构建“地理空间基础框架”，并将其列入了国家测绘事业发展第十五个五年计划纲要，其中包括要通过5至15年时间的艰苦努力，建立起国家、省区和城市三级现代化测绘基准和基础地理信息空间数据体系、数据交换网络服务体系、政策法规与标准体系和组织机构等。
基础空间框架数据建设的主要内容包括地理空间基准和多尺度、多类型的地理空间数据库的建设与更新，地理空间基准为统一采用1980西安坐标系和1989国家高程基准。目前国家测绘局已完成的基础空间框架数据的输入和建库工作有：全国1∶100万地形矢量数据库、全国1∶100万数字高程模型库、全国1∶100万地名数据库、全国1∶400万地形矢量数据库、全国1∶400万重力数据库、全国1∶25万地形矢量数据库、全国1∶25万地名数据库、全国1∶25万数字高程模型库、部分地区1∶5万4D产品系列、全国七大江河1∶1万4D产品系列等。其中1∶25万数据库建设是一项列入国民经济和社会发展年度计划的重大工程项目，于1993年4月开始立项，1996年4月正式开始建设，工程由国家基础地理信息中心总负责并完成建库，16家省、市测绘局参加了数据采集，数据库内容由地形数据库、数字高程模型和地名数据库构成，数据覆盖了全国范围，数据总量达到13.2 GB。其中，地形数据库高斯投影坐标系统和经纬度坐标系统各一套，分别为5.0 GB和4.5 GB，数字高程模型格网间隔100 m×100 m和3″×3″各一套，分别为20.0 GB和1.5 GB；地名数据库一套，包含80多万条地名，共200 MB。数据具有较好的现实性，是目前我国空前规模的数字化测绘产品，是国家空间数据基础设施的重要组成部分，为国民经济信息化提供了数字化空间平台，具有广阔的应用前景。
在国家空间数据基础设施建设的基础上，各省主要建设1∶1万基础地理信息数据库，包括DLG数据库、DRG数据库、DEM数据库、DOM数据库、地名数据库、控制点数据库和元数据库等。
空间信息交换网络服务体系建设的内容包括地理空间数据网络交换系统、空间数据网络安全系统、空间数据交换格式和空间信息分发中心等。目前，空间信息交换网络主要利用了国家信息基础设施，包括中国公用分组交换数据网（CHINAENT）、中国互联网、金桥网（CHINAGBN）和中国科研网等。
法规、政策和数据标准体系建设的内容包括国家基础测绘管理法规、地理空间信息共享法规、空间信息安全保密政策、测绘工程产品和地理空间数据价格政策等。由于地理信息是诸信息源中最基础的信息，地理信息平台是各类信息系统最基础的平台，从国务院、中央各部门到各省市都十分重视地理信息平台和国家空间数据基础设施的建设，先后制定了一系列相关的法规、政策和发展规划，具体内容详见（《地理信息世界》，第1卷第1期，2003年2月，第41～43页）。有关数据标准体系的具体内容详见其他章节。
Abstract： This paper emphatically narrated the building and application of present urban GIS and national spatial data infrastructure.This paper pointed out that the building of digital city and UGIS frame system structure were vital role in GIS building.Meanwhile this paper pointed out that national space data intrastructure（NSDI）provided unification，standard geographic foundation platform and foundation geographic data for various domains.NSDI is of momentous theoretical and practical signiffcance for realizing various domains information sharing and the advancing our country GIS building.
Key words： GIS；spatial data；system structure；normalization