城市地理信息系统的研究现状与发展摘要：本文论述了城市地理信息系统的研究现状与发展，特别介绍了城市地理信息系统新的发展方向——数字城市，并结合当前我国城市信息化建设的具体情况，对我国的城市地理信息技术发展的不足进行了分析。
关键字：城市地理信息系统（UGIS），数字城市Abstract：This paper discusses the urban geographical information system status of research and development, especially introduced new urban geographical information system development direction , combining the current digital city urban informatization construction of specific circumstances, to our urban geographical information technology development shortage is analyzed.Key Words:Urban geographical information system，Digital city引言随着现代城市管理水平的提高, 城市管理手段和信息处理的方式日趋复杂, 涉及的技术领域越来越广, 传统的城市规划和城市管理方式发生了深刻的变革。
城市地理信息系统作为一种高新技术产业, 已成为变革的主导力量。
国际上UGIS的研究始于70 年代, 是发达国家城市基础设施建设和城市现代化标志的重要组成部分。
美、日、澳等国家在城市动态管理和规划发展、市政工程、交通设施、公共服务、动态监测等方面的应用十分广泛, 是处理城市重大问题和突发性事件的现代化手段。
我国UGIS的研究与应用, 以在渤海地区进行的遥感调查及应用试点为开端。
经过20 多年探索与发展, 经历了从静态城市资源管理、面向城市规划管理与分析到面向城市综合管理, 从服务于城市建设与管理到面向全社会提供综合服务的快速发展过程, 迈入了新时期。
城市地理信息系统的研究现状与发展城市地理信息系统（Urban Geographic Information System，简称UGIS）是融计算机图形和数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术。
它把城市的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。
UGIS是超越城市问题传统解决方法的先进手段，并作为现代城市必不可少的基础设施，渗透到社会活动的每一细节。
当今社会进入信息时代，信息技术深刻地改变着人类生活与城市面貌。
信息流的传输大大减轻了物流、人流、事物流的沉重负担，提高了社会效率。
信息化的社会、信息化的城市、信息化的生活方式使人类回归自然，获得个性自由与解放。
数字化生存是生活质量提高的真正表现。
在GIS众多的应用领域中，城市是应用最早、最为成功和最活跃的领域之一。
目前，GIS在城市规划管理、城市地下管线管理、城市勘测、城市环境保护、城镇地籍管理、城市供水与地下水资源管理、城市土地管理、电力电信设施管理、有线电视信息管理、城市公安、城市交通、旅游规划、城市防灾减灾和城市突发事件应急救助等各个方面都有成功的应用。
我国城市GIS的现状可以简单地概括为：发展迅速，成绩巨大；问题不少，面临挑战。
就成绩而言，仅从如下几个方面便可略见一斑。
这就是，城市的各种场合几乎均有GIS的应用；在国内目前已建立的GIS系统中城市系统的数量占绝大多数；城市GIS或GIS相关系统已由过去的“技术驱动”阶段过渡到现在的“应用牵引”和“理论指导”相结合的阶段；各级主管部门及广大用户逐渐成熟，对系统的认识水平不断提高。
可以毫不夸张地说，城市领域是GIS技术在我国成功应用的典范。
我国城市地理信息系统的应用应用水平的进程我国UGIS发展至今,经历了四个发展阶段, 其应用的层次、涉及行业领域的广度都有明显的差别。
开创阶段以遥感技术研究与调查应用为主;以管理信息系统为主体结合GIS( 地理信息系统) 的静态发展阶段,其应用则以城市规划管理信息子系统的开发和建设为主;以UGIS为主体结合办公自动化的动态规划阶段, 应用的重点以建立各种专题数据库为主; 在面向城市可持续发展的数字城市发展阶段, 应用层面已经转向辅助决策、城市问题分析、监测调度与调控等方面。
现阶段的应用状况目前,我国已迈入UGIS面向城市规划管理、城市监测和评价分析实法性应用阶段, 大多数省市区城市规划、建设与管理的数字化工程基本处于UGIS与办公自动化结合的阶段。
总体上,我国UGIS的应用领域逐步拓展延伸至以下领域:（1）地理空间数据管理领域。
即对各种空间数据进行数据库管理、更新、维护、快速查询与检索,用多种方式输入决策所需的空间信息。
如北京市建立的八大类管线( 供水、污水、电力、通讯、燃气、工程管线) 以及测量控制网、规划道路等基础测绘信息,形成测绘数据的城市地下管线系统。
（2）建立专题信息及区域。
如数字上海项目中建立了浦东公交地理、浦江两岸重大工程开发、地籍管理、房产管理、建设管理等地理信息系统等六个子系统。
（3）地图制图领域。
利用GIS建立地理空间数据库,输出全要素地图、城市各类专题图等, 并制作出城市三维景观实体。
（4）空间查询和空间分析领域。
对空间数据进行叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空间几何分析等。
（5）与遥感图像处理系统结合。
遥感数据是城市地理信息的重要信息源, 应将城市正射影像叠加到数字地图上, 以更逼真、更准确的空间分析外, 还运用于制作城市的虚拟景观模型。
数字城市概述数字城市作为当前城市地理信息技术的最新、最前端方向，是城市地理信息的当前核心内容，重要研究课题。
伴随着计算机、GIS、RS、GPS、通信、城市规划、市政建设管理等理论和技术的进步，城市地理信息系统正处在一个快速发展的时期，一方面UGIS正以前所未有的速度在各个城市取得广泛的应用，另一方面城市地理信息系统技术日新月异地前进，不断地有新技术产生和实用化，推动着城市信息化建设和发展。
1998年1月31日美国前副总统戈尔在开放地理信息系统协会发表了题为“数字地球：21世纪理解我们行星的方式”的报告，明确提出了“数字地球”的概念及其目标、支持技术等重要内容。
如同“信息高速公路”一样，“数字地球”引起了全球的广泛关注，美国、加拿大、欧共体国家等纷纷制定了相应的建设数字地球的计划，甚至上升为实现国家战略的重要手段。
我国国家领导人也多次提出要建设我国的数字地球。
戈尔在报告中指出：“数字地球是一个以地理坐标（经纬网）为依据的、具有多分辨率的、海量数据的和多维现实的虚拟系统。
”实质上数字地球就是信息化的地球，它是与国家信息化概念相一致的。
“数字城市"是“数字化人居环境"网络系统中最为繁荣的信息中心节点,也是建设“数字化人居环境"的关键和难点。
是综合运用GIS、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术对城市的基础设施、功能机制进行信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统:它具有城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字化、网络化、虚拟仿真,优化决策支持和可视化表现等强大功能。
“数字城市"具有城市地理信息系统的全部功能,但功能更强、更丰富。
它与城市地理信息系统的主要区别在于对城市有关数据能够自动采集、处理分析、传输分发、自动或半自动智能决策,可直接为社会公众提供便利的网络服务。
数字城市为认识物质城市打开了新的视野,并提供了全新的城市规划、建设和管理的调控手段。
城市规划师在有准确坐标、时间和对象属性的五维虚拟城市环境中,进行规划、决策和管理,就象走在现实的城市街道上或乘坐直升机上观察规划、设计城市空间布置、组合配置城市资源、改善交通系统等活动一样。
无疑这将为调控城市、预测城市、监管城市提供革命性的手段,对传统方法是一个巨大的挑战。
当前UGIS的主要问题及发展战略主要问题（1）几乎没有专门的UGIS 模块和软件, 大都只是利用GIS 软件二次开发后来进行规划及管理, 许多必要的分析功能及决策功能由于软件中没有相应的工具而不能进行。
（2）各城市、各部门各自为战,各搞各的系统,相互之间无法沟通与共享,造成浪费。
（3）重视硬件设备,轻视软件投入,忽视技术人才的培养,使得建成的系统成了摆设,无法发挥其应有的作用。
当前的发展策略（1）有针对性地展开UGIS模块的开发与应用。
不求大而全,而应力求实用、方便。
如今,控件GIS和网络GIS 的兴起正为这项措施的实施提供了条件。
只有开发完善的用户界面,设计出各种业务管理与决策分析的查询、统计和分析功能模块,才能满足城市规划与管理科学化、现代化要求。
（2）标准化。
应尽快统一全行业的标准。
包括软件标准化、数据分类及编码的标准化、数据结构及格式标准化、图示、图例及报表标准化等。
（3）建立良好基础数据获取的机制。
UGIS的建设与应用,是社会性公益事业,需要自统计、环保、交通、市政、公安、绿化、政府、社会保障等部门提供的数据、数字地形图、数字遥感图、数字化城市基本地理统计单元信息、人口统计信息等。
只有政府以及有关部门的大力支持与协力配合, 才能将这些有机整合, 以加速系统有效运转,各方受益。
（4）培养高素质的UGIS专业人才。
UGIS所需数据来源极为广泛,数据格式很复杂,为确保建立的系统畅通使用,保证系统始终处于最佳运行状态,使系统在运营后顺畅、安全、稳定,高效地发挥功能,培养一批具备GIS 专业素质的人员乃是当务之急。
（5）总揽全局,规范管理。
由政府部门总揽全局UGIS,疏通各个渠道, 协调机制建立面向城市管理和城市建设及城市社会、经济、生活服务的综合系统工程,面向重复、盲目建设,监督职能部门科学制定规划、政策与规范、行业标准及实施科学规范管理。
总之,我国UGIS经过近20年的发展,在城市规划、建设与管理行业的应用积累了较雄厚的技术和人才、经验和物质基础,展示了巨大的发展潜力,具备向产业化迈进的初步条件。
21世纪头10年,UGIS 高新技术产业,将在国标化都市、大中城市、小城镇建设与管理及重大工程建设中得到更广泛应用, 将彻底改变传统城市规划、建设与管理方式落后的局面,进一步推进我国城市现代化的步伐。
结语当前正处于城市地理信息系统加速发展的时期, 它的应用前景十分广阔。
可是,目前所面临的问题也不少,整个地理信息系统市场还处于混乱无序状态。