RS為基礎，談數字城市RGIS的發展

RS為基礎，談數字城市RGIS的發展

摘要 ：上海是我國長江經濟帶的龍頭和長江三角洲的發展前緣，其區位的優勢和快速的發展，對GIS信息庫的建設提出了特大城市化的要求。

本文指出了如今GIS的誤區，即采用含有少量信息的地形圖作為GIS基本平臺。并提出了以RS信息為主的地理信息系統--RGIS，RGIS采用RS技術捕獲城市的面貌，直接以高分辨率的遙感影像作為GIS基礎平臺，建立一個大比例尺的航空與航天遙感信息場，使得城市管理者和建設者有一個能在計算機上就能看到全市綜合特征的信息庫，即綜合信息場。

RGIS不僅適用于上海這樣的特大城市，也適用于各省大、中、小城市。

　

關鍵詞 ： 城市信息化 遙感影像 RGIS 綜合信息場

　

DIGITAL CITY RGIS Development Based On RS

Chen Aili1 Sun Jianzhong2

(1 Department of Geography , East China Normal University, Shanghai 200062)

(2 Shanghai City Development Information and Research Center 200032)

　

Abstract:

Shanghai is the center of the Yangtse River Economic Area and the developing front line
 of the Yangtse Delta. Her area advantage and accelerating changes require metropolitan 
information for the GIS database construction.

This paper points out the GIS common failing of using topographic maps with little
 information and suggests RGIS in which RS information is the main content. It catches the
 general view of the whole city by RS technology and takes high resolution RS Images as
 GIS basic platform directly. It builds up a large-scale aviation RS digital information field and the managers and planners can have a 
general picture with characteristics of the city on PC from this information database, i.e.
 the General Information Field.

This System is not only effective to the metropolis of Shanghai but also applicable to cities 
of different scale.

Key words: City informatization RS image RGIS General Information Field

2001/7/17

　

RS為基礎，談數字城市RGIS的發展

陳愛麗1 孫建中2

（1 華東師范大學地理系）

（2上海城市發展信息研究中心 ）

上海是我國的國際化大都市,也是我國長江經濟帶的龍頭和長江三角洲的發展前緣；其區位優勢和快速的變化對城市的管理提出了很高的要求，需要依靠現代化、自動化的管理設施和手段，提高城市管理的科學化，減少決策的主觀性、盲動性。1998年6月江澤民主席在接見兩院院士的講話中明確指出，要重視數字地球的研究。此后，對應數字地球的數字城市的重要概念，應運而生。因此也對航空遙感的GIS信息庫的建設提出了特大城市信息化的要求。本文旨在為信息管理體制上，還是在RS技術上，或者就是GIS研究開發的思路，形成一個數字的人口資源環境的城市基礎圖像數據庫基礎，為把上海市建設成為國際經濟、金融、貿易、航運中心之一的信息化服務。

1、國內外GIS系統概況

遍閱所有的GIS信息系統，實屬是一種與地面位置相關的信息系統，每種系統皆可以自成體系，差別僅在于功能。如最常見的ESRI公司的ARC/INFO，

包含幾千個GIS分析功能，致力于為用戶提供優質服務。另外還有GeoMedia，可利用Gemedia Web Map工具，動態生成地圖，支持GIS數據庫的屬性等，也能在“Hot Spot”功能下產出靜態地圖。MapInfo公司的MapInfo Professional 是基于Windows 之上的桌面地圖軟件，用于存取、可視化、分析綜合的地理數據，以及高級的制圖工具、遠程數據庫存取等。MapXtreme是一個基于Web的地圖應用服務器，因而可以將地圖信息通過Internet/Intranet傳送到整個企業乃至更廣的廣大用戶。Bentley公司主要生產面向工程的軟件，它覆蓋的工程領域有建設/設計、地理、土木、工廠、機械等。國內的GIS產品功能較弱，有：CityGIS采用面向對象的設計和編碼技術，它的最顯著的特點就是圖形操作靈便、實用尤其是對于大數據矢量和圖像；另外它的另一特點體現在它的圖形編輯功能，有利于進行屏幕數字化。MapGIS是國家優選的具有自主版權的地理信息系統軟件平臺，它有三大特點：1.可制作具有出版精度的復雜地質圖，2.海量無縫地圖數據庫管理功能，3.高效的空間分析功能。? ???車牡贗賈仆既砑?⑹?菘餿砑?約笆?莘治鋈砑?δ芑慵?揭桓鐾騁壞鈉教ǎ?傭??嘣吹匱??蕕淖酆掀蘭塾詵治觶?叢熗艘桓隼硐氳幕肪場?/P> 

2、GIS的誤區

在建立“航空遙感信息系統”時，隨城市發展需求發現，當全世界都在熱衷與研究開發GIS時，卻存在一個較為隱蔽的誤區，而這誤區一直影響到我國，如國內行業以為地理信息基礎平臺，都是測繪地圖，這種誤區將導致我們的認識、我們的出發點，永遠停留在地形圖所的含的少量信息上，為此信息采集和應用將永遠滯后于全世界孜孜不倦追求的高分辨率遙感影像，包括航空遙感和衛星遙感影像。

一種真正的地理信息系統，其含有地表上下空間的各種地理信息，而絕非像僅靠接觸式的勾繪過的地形圖作為基礎地理信息那樣缺乏綜合性。應該認為，基于接觸式勾繪地形圖作為基礎地理信息顯然滿足不了現代城市管理需求，也難稱得上基礎。因為基礎必然具有在此基礎上可以獲得更多的信息和綜合信息量。而地形圖通常指大于1：100萬比例尺、表示地物復雜程度，反映地面主要要素，如地貌、水文、工程建筑、居民點等；適時地測量和調繪成直接成果，是國家最基本地地圖，是編制其他比例尺的土地的基礎，而并非是反映內在聯系綜合性很強的地表遙感影像，所以若把地圖作為基礎地理信息數據來作GIS，顯然遠遠不夠。又因為，當代地理學傾向于對人地關系的地域系統進行綜合研究，而一般地形圖和城市地圖，幾乎無法去進行地理分析研究，沒聽說用地形圖做地理信息地分析研究，以及概括地理和地理學內涵。常規地理信息系統，若以地形圖作為基礎地理信息數據，無疑都已碰到很大困難；而只有抓準地理學精髓觀念和概念，從地理信息系統發展的觀點去分析。

常見GIS不實用的原因是：1.缺乏圖像信息數字化標準和遙感圖像庫。2.專題成果相互之間的迭置分析尚未真正地建立。3.沒有功能靈活與信息傳遞的GIS軟件平臺。很多系統還只是一種表面上的結合，尚未達到學術與應用概念的結合、標準與類型的結合，遠景與近期目標的結合，好像是無標準的記錄系統，無法更新續用，另外如今GIS運行的統計數字，經常不以RS為基礎，而以地形圖作空間特征介紹，常含有“假數真做”的文章，而不用遙感影像作為具體的電子地圖，仿佛身份證，不用免冠照片，而用素描圖，行否？這一點早被國家土地資源管理與監督所證實。充分說明了用遙感照片的方式信息效率要高得多。因此，稱為數字城市的基礎，必須能夠“表達已知、呈現未知、擴大認知、挖掘新知”。

3、RGIS的提出

GIS(以上海城市航空遙感信息系統為例）若是一種以遙感（RS）信息為主的地理信息系統，這類系統有一個最大的特點，其有一個空間特征的綜合信息過程，是一種非接觸式的獲取信息的系統，它是對目前以地形圖為數字框架的地理信息系統的一種突破，從這個意義上講是一種真正的地理信息系統，其含有地表上下空間的各種地理信息，而絕非像僅靠接觸式的勾繪過的地形圖作為基礎地理信息那樣缺乏綜合性。上海航空遙感信息系統雖然是早在第一輪航空遙感綜合調查(1988-1992)的后期開始設想，并在第二輪航空遙感綜合調查（1993－1997）期中的1994年開始研制。當時在GIS環境中，遙感信息的應用技術未形成一個實用的系統，GIS表達能力遠非今日可比，明顯的弱點是對信息的容納和調用存在問題，盡管通稱為“遙感信息系統”， 冠名為“上海城市建設和規劃航空遙感信息系統”，簡稱SARSIS。對第一輪、第二輪航空遙感綜合調查各子課題所取得的專題圖和調查數據進行數字化處理并開發一些軟件模型，試滿足遙感信息查詢、數據庫管理、圖形編輯、制圖、數據分析和輸出，并力求向實用化目標發展，但是缺乏對海量信息及數字城市這樣的認識，而是一種迫于“成果”而快速建立的系統。當回顧與檢驗并找出這些癥結的時候，這就? ??碌腞S和GIS的研究提供了借鑒： GIS必須以RS為基礎，以信息流為基礎。

GIS定位直接關系到遙感信息庫的建庫定位和相關技術內容，所以定位是本項目的第一基礎：1.要為綜合調查建立圖象庫、文檔庫服務；2.面對越來越多的遙感圖像數據，提出新的方案，包括圖像配準和信息處理模型等。要建立一個良好的平臺，便于政府、行業管理部門對城市建設、管理進行信息分析和信息更新等工作。前者是信息源，是借助于遙感的原理，或者說應用RS技術捕獲城市的面貌的信息。后者是信息處理，是借助于相應的計算機技術開發平臺，或者說GIS軟件平臺作為信息存貯、管理、分析和應用的工具。系統加快了政府管理信息化進程，是適應國民經濟和社會信息化發展的迫切要求，尤其是社會公眾的電信發展如此之快，媒體傳播如此之快，這就加大了政府管理對信息化需求的關注，否則將落后于社會，對政府和企業發展都會有極大影響。同時，是一個動態信息和城市空間信息相關的一種綜合顯示，而且是一個難度不大的及時信息綜合的概念，經過新GIS階段，即突破為“RGIS”。

RGIS是信息科學、空間科學和地理科學的結合，系統要實現空中對地觀察圖像數字化、不同比例尺圖像迭合分析和不同分辨率圖像迭置分析，而建立一個不同點源及不同尺度的遙感數字信息場，使得城市建設和管理者有一個在計算機上就能看到全市綜合特征的信息庫，即綜合信息場。RGIS要體現出以遙感技術和信息系統技術的有機結合，為遙感綜合調查信息在進行統一分類和規整處理的技術方案上進行應用的探索研究，RGIS是一個綜合分析與表達技術。因此RGIS絕對離開不了綜合信息場，也即信息場可視基礎主要以RS為基礎。其中，地理空間與地學也是一個很有尺度的學問，GIS中社會和國民經濟信息等也決不是地圖科學。為此，為區別先前的GIS概念，為推廣和發展，又不屈服于誤解，可稱其為RGIS。當你想把GIS作為傳統地圖的延續，在GIS的開始階段是允許的。然而，這不是GIS的本意。其本意應當是逐漸對

所有的行業信息能包容的綜合信息的圖。現在已經明朗，最好是以包含了定位與定量內容的RS信息的基礎上做行業的幾何信息、空間屬性與統計的支持決策等處理，這才是RGIS城市地理信息系統。以往地形圖的GIS基礎已經只是其中的行業圖件之一了。因為其他行業管理圖件，已經成為各行業自己的GIS基礎，實實在在的基礎。若同時又強? 饕?緣匭甕甲魑??蠫IS基礎地理信息圖，這必將引起對地形圖的應用精度和使用期限等問題。從信息化講，實際上應用RGIS作為管理，就是一個隨著管理事件的點源尺度變化而變化的具體的動態信息和靜態信息特征。

RGIS絕不是以地形圖為基礎的地理信息平臺，而是以RS影像為基礎的確實充滿綜合信息的系統平臺。近期，又被一個有效的事例所證實。某城市的人口統計已經完成，人口普查的分布特征底圖，由于其統計底圖單元，是以數百人為單元的實際現狀，這種小單元大比例關系的底圖，統計精度高，而地形圖上是缺乏相關聯信息的，統計的邊界卻無法準確落在城市或郊區“正規”的地形圖上，唯有依靠能反映地面所有微細的綜合信息的彩紅外航空遙感數字影像來解決問題，即解決“統計邊界”信息落地的問題，這就為人口資源環境問題首先解決了人口統計與地面區域的綜合信息相關的表達基礎，為建立客觀、準確的整個人口資源環境發展和分析,建立了可靠的RGIS基礎。有人稱矢量地形圖是一種最為單一的，只是反映了地物簡單的幾何邊界及其位置，高層建筑與多層建筑在地形圖上是區分不出來的，常見一樣的形狀；地面的微小差別，如植被差別、露裸非露裸土地差別、河海防護堤特征、小路小溪等在地形圖上是沒有的，建筑物的外形特征、綠化質量特征等都是找不到的。這些常是統計分析、統計單元的信息邊界，極其重要，如人口統計單元邊界，地形圖上無法整合的話，而航空遙感圖像可淋漓盡致的反應并準確整合。同時，各基礎地理信息系統的? 噶肯呋?澩锏男畔ⅲ?讕鶯嬌找８械匚鐨畔ⅲ?純苫竦梅淺＞嚀宓淖酆閑畔ⅲ?蛭?詰匭甕忌夏闥?玫降男畔⑻?伲?碌娜鮮陡?伲?凳翟詰拿揮幸桓齔鞘薪ㄉ韜凸芾碚噠嫻氖怯玫匭甕祭椿竦霉芾硇畔⒌模?虼耍?荒芤攬康匭甕既コ械；?〉乩硇畔⒌鬧厝危??揮幸攬扛叻直媛實囊８行畔⒉拍芑竦茫?⒋锏秸庖荒勘輟；謊災??噶康匭甕加肫淥?幸倒芾硎?只?際峭?恢擲嘈偷男畔ⅲ??嵌際導噬俠叢從詰乇碚媸敵湊盞囊８杏跋瘛?/P> 

4、RGIS的展望

RGIS不僅適用于象上海這樣的特大城市，還適用于各省大、中、小城市，尤其是目前，正值西部大開發進入了實質性的實施運作階段，城鎮建設作為區域社會經濟活動的中心，正需要有一個這樣的信息基礎，也就是說不可避免地談到數字城市建設；密切部門間的聯系與合作，相互協調，形成合力，從而有效的提高城市管理的效能。

數字城市：概念來源于數字地球。1992年阿爾。戈爾在《瀕臨失衡的地球》中寫道：。。。。。。稱為數字地球的計劃，旨在建造一個新的全球氣候模型。1998年1月31日阿爾。戈爾再次描述：我們需要一個“數字地球”，一個可以嵌入海量地理數據的、多分辨率的、真實地球的三維表示。在我國21世紀的發展中，經濟與社會的全面的可持續發展，城市是第一與人密切相關的人類棲息地，為此保持國際和平、社會安定的大好局面，數字城市的研究將要與城市信息化緊密結合。全世界的大多數人口居住的區域，不是城市就是城鎮，因此數字城市也好，城市信息化也好，都以城市為目標，要以人為本的進行研究，也就是說，先要建立城市信息化的理論體系。城市信息化的理論體系將與數字地球、數字城市等直接相關。其中，將直接會以RGIS的概念來加速數字城市的實現，因為它已包容了3S或多S。

　

參考文獻：

莊逢甘、陳述彭，遙感科技論壇，地震出版社 2000年.10月 ISBN 7-5028-1839-1

SUN JIANZHONG,CHEN ZHIMO,JIANG ZHIXIANG, REN JING, Urban Construction Planning 
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Vol. 2&3, pp.261-267,Zhang et al.(Eds)，VSP 1997

孫建中、潘強，城市信息技術與城市航空遙感，上海城市發展 1999.12 ISSN 1009-2870

上海城市發展信息研究中心，遨游上海：城市航空遙感信息系統，上海信息港，上海三聯書店 ISBN-5426-1315-4，2000.1

孫建中，航空遙感在數字化城市建設和管理中的應用前景，上海建設科技 2000年第3期 ISSN 1005-6637

孫建中，21世紀特大城市信息化基礎之一：航空遙感綜合信息場（上）（下），上海建設科技 2001年第1、第2期 ISSN 1005-6637

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