借力3S等现代信息技术加强区域城市基础设施管理.docx
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借力3S等现代信息技术加强区域城市基础设施管理
借力3S等现代信息技术，加强区域城市基础设施管理
摘要：
围绕城市基础设施管理中存在的问题，结合GIS、RS、GPS及现代通讯技术的优势，研究这些技术在加强区域城市基础设施管理各环节的应用框架，基于这个框架探讨加强对城市基础设施底牌资源的摸查、基础设施管理的模式及技术路线的制定，介绍了这个模式下区域城市基础设施管理信息系统的功能设计。
本文的研究对3S等现代信息技术在提高城市基础设施管理水平和管理效率、节约基础设施管理成本方面的应用具有一定的意义。
关键词：
3s现代信息技术基础设施管理
1城市基础设施管理现状分析
1.1城市基础设施管理现状
我国目前的城市基础设施管理同其他经济管理一样，仍然是混合的管理模式[1]，既延续计划经济的管理方法。
在实际的运行管理中，由于重视建设过程管理、轻视运营和养护管理的思想的存在，激励和考核制度的不健全，导致管理部门间缺乏必要的整合，各个部门各自为政，难以协调工作。
另外，由于管理手段和方法落后，建设后的城市基础设施底牌不清，同时暴露出了政府财政负担加大和建设运营效率低下等新的问题，已经不能满足基础设施经营管理的需要，造成工作效率低下。
1.2城市基础设施管理问题分析
1、管理难度大。
随着城市基础设施建设的发展，政府管理项目增多，管理效率和服务水平的要求越来越高，管理人员长期处在超负荷的工作状态下，城市基础设施管理效率面对考验。
2、基础底牌不清。
不同时期的不同项目造成基础设施建设重复，城市基础设施底牌资源不清，管理分散，管理效率不高。
3、数据共享滞后。
实现数据共享是提高政府工作效率的重要基础，而城市基础设施数据共享的建立进展相对缓慢。
4、缺乏统筹安排和控制。
城市基础设施涉及能源系统、供排水系统、交通运输系统、邮电通讯系统、生态环境保护系统、城市防灾系统等，不同基础设施由不同部门管理，甚至存在交叉管理，造成管理不协调，缺乏统筹。
5、监督机制不健全。
由于缺乏综合的城市基础设施底牌、资金等基础数据，政府等相关部门无法对区域城市基础设施的管理进行有效监督，存在监督盲点。
2现代信息技术助力城市基础设施管理
2.1现代信息技术概述
3S技术就是全球定位系统（GlobePositioningSystem,GPS），遥感（RemoteSensing，RS）和地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS）的总称，一般来说，三者常常集成一个综合的应用系统，形成“一个大脑，两个眼睛”的框架，即GPS进行实时定位，RS进行数据快速采集与更新，GIS进行空间分析和综合处理，三者既相互独立，又密切关联，共同解决相关问题。
GPS是一种全新的现代定位与导航技术，它与现代通讯技术相结合，在空间定位技术方面引起了一场空前革命，可在全球任意地点，为任意多个用户提供几乎是瞬时三维定位，测速服务。
具有定位精度高、经济效益好、观测时间短、无需通视、操作简便、全天候作业等显著特点。
RS的出现，扩展了人类对空间环境的认识能力、随着它的不断发展和完善，遥感信息体现出信息丰富、准确、现势性强等突出特点，数据的采集、存储、分析和管理等面临着彻底的变革，城市规划的基础数据表现出数据量大，数据格式多样，数据更新快等特点，这就要求必须采用一种新的数据采集方式来满足现代发展的要求，由于RS在数据采集获取方面的突出特点，使RS成为城市基础设施管理中重要的数据源。
GIS是一种特定而十分重要的空间信息系统，它是以采集、储存、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统，目前主要应用在构建基础地理信息数据库、信息的查询与管理、专题分析、三维展示与漫游、成果数据的网络发布等。
GIS是一个能为管理者迅速的提供空间信息和属性信息的查询、分析功能的工具，它使得管理者能够有效地从繁杂的信息中把握关键要点，从而提高工作效率和管理水平。
3G等无线通讯技术在不同的环境条件下,能够提供384kbps到3Mbps的传输速度,这样的速率足以胜任城市基础设施数据采集及应用中的传输要求,因此通过3G移动通信技术更能实现城市基础设施管理相关信息的交互和实时传递，大大扩展和提高的数据采集方式及传输效率。
GIS、RS、GPS一体化技术及3G等现代通讯技术可以为城市基础设施管理提供直接的数据服务，可以快速追踪、观测、分析和模拟被观测对象的动态变化，并高精度的定量描述这种变化，三者的集成技术可充分发挥各自的技术优势，实时、准确而又经济地为城市基础设施管理提供何种所需的空间信息和辅助决策信息，并回答用户可能提出的各种复杂问题。
2.2城市基础设施的信息化管理模式
2.2.1传统城市基础设施管理模式
目前，部分城市基础设施管理中存在谁的项目谁管理，一个类型的基础设施多个部门管理的情况，这便造成了基础设施管理缺乏监管和统筹，存在管理盲点。
对于管理中的基础设施损坏、维修等不及时，情况不了解，对于基础设施现状的摸查数据的存储一般是人工手写的纸质资料，缺乏数据备份、数据的长期保存及数据的统计分析和共享等。
即：
单一的人治型城市基础设施管理模式[5]。
2.2.2区域城市基础设施信息化管理
1、3S等现代信息技术在区域城市基础设施管理中的应用框架
城市基础设施管理的信息化建设是融计算机图形、多用户共建数据库与计算机网络于一体，能够存储并处理空间信息，将地理位置与相关属性信息有机地结合在一起，从而实现城市区域共享、共用的系统。
本模式主要由计算机、移动设备终端等硬件平台，包含空间数据和属性数据在内的的基础数据、专题数据，3S专业软件系统，使用管理机构、人员等4个组成部分。
基于3S和现代通讯技术的城市基础设施管理模式分为空间事物处理系统、空间管理信息系统和空间决策支持系统。
按操作流程分为：
数据采集阶段、数据处理阶段、数据输出、决策应用等4个环节。
3S等现代信息技术在区域城市基础设施管理各环节的应用框架见表1。
2、基于3S等现代信息技术的区域城市基础设施管理模式探讨
在表1的现代信息技术应用框架下，围绕解决区域城市基础设施管理中基础及监管数据不完善、管理机构分散、数据共享不到位、管理效率不高等问题，本文提出基于3S等现代信息技术的区域城市基础设施管理模式。
如图1。
本模式按政府牵头部门、专职信息处理机构、业务应用部门和专职数据采集员职责分工确定不同部门的硬件平台、数据、软件平台的相关配置。
理想状态的管理机构，由政府牵头，进行城市基础设施管理系统的协调建设，成立专职信息处理与应急协调的事业单位，由这个机构负责数据的维护与部门协调，由退休职工作为专职数据采集员，在提高数据采集针对性的同时，可增加区域若干就业岗位。
按照管理数据流将整个系统的各个模块进行串联。
专职数据管理员、专职数据处理机构负责区域城市基础设施基础数据的采集及实时动态数据的采集上报入库，形成基础设施中央数据库，通过基于GIS的政务专网和互联网信息系统建设，在政府部门和各业务应用部门进行数据共享。
同时通过专职数据处理机构的语音接待系统接听公众及专职数据采集员的热线，然后通过热线或信息系统将业务分配给相关部门进行处理，并对处理流程进行全程督办。
2.2.3区域城市基础设施信息化管理模块介绍
1、数据采集、维护更新系统
在城市基础设施信息化管理中，对现实变化了的基础数据信息及时的采集、处理、更新是关键，3S等现代信息技术的应用贯穿在基础数据获取所面临的每个问题中。
数据采集问题主要包括：
数据质量问题、数据来源问题、数据采集方式问题等，只有打破传统的基础数据采集方式才能够适应基于现代信息技术构建的综合性信息系统对数据的要求，才能解决数据采集的时效性、可靠性等问题。
本系统中，为专职数据采集员配备基于安卓或塞班系统的移动终端数据定位采集系统，由下岗或退休人员作为专职数据采集员，对分片辖区内的井盖、垃圾桶、下水道、停车场等基础设施进行实时排查，对出现损坏或应急状况的，通过终端拍摄现场照片，填写相关文字信息，可通过无线传输技术及时将图片、视频等多媒体资料、定位信息、文字介绍信息、片区负责人信息传送到专职数据处理机构的中央管理大厅。
专职数据处理机构配备具备3S相关信息技术的技术人员，负责通过ArcGIS、Erdas等软件进行年度或季度基础信息的处理、入库。
负责进行室外基础数据的采集及数据处理，这种数据处理都是在基于移动终端的二次开发的信息系统基础上进行的。
业务应用部门通过运行于政务内网的网络信息系统，对自己管辖范围内的如主管领导、业务主管员、及机构基本信息及业务信息进行在线更新维护。
通过以上三个方面的数据维护，通过无线传输、互联网技术，借助信息管理平台及数据采集终端实现空间数据、属性数据的及时入库，保证了数据的实时性、准确性，为管理决策提供基础底牌数据支持。
2、基于GIS的城市基础设施管理信息系统
ArcGIS是一个完整的地理信息平台，其无论是在桌面、服务器、野外还是通过WEB应用，都为个体用户也为群体用户提供GIS的功能。
它包含了桌面GIS（ArcReader，ArcView，ArcEditor，ArcInfo和ArcGIS扩展模块）、服务器GIS（ArcIMS，ArcGISServer，ArcGISImageServer），移动GIS，开发GIS（定制基于桌面和基于WEB的应用）四个主要的部署GIS框架。
借助网络发布技术（如ArcGISServer、ArcIMS等）把可对外发布的成果数据进行网络发布，为管理人员和社会各界提供信息平台。
考虑城市基础设施管理信息系统数据共享的需求，采用ArcGISServer企业级GIS应用平台，开发基于.netADF的区域城市基础设施管理webGIS，实现管理数据的网络共享。
ArcGISServer是一个用于构建集中管理、支持多用户的企业级GIS应用平台。
ArcGISServer提供了丰富的GIS功能，如提供基于浏览器的方式访问GIS功能，在整个组织中分发高级的GISWEB服务，用.NET或者Java来开发客户化应用，满足特定需求等等。
开发包提供了WEB控件和生成系统框架模板的功能，可以迅速搭建起WEBGIS雏形。
使用ADF可以快速的装配GIS的.NETASP和JavaJSP应用程序。
ADF包括了一系列用户界面工具和WEB控件，并可以访问所有的ArcObjects软件控件。
这些可以用来构建强大的运行在WEB服务器上的GIS应用程序，用户可以通过他们的WEB浏览器来访问GIS应用程序而不需要下载额外软件。
GIS的空间信息处理系统实现城市基础设施管理的现代化和数字化，提高政府部门电子政务的服务水平，成为提高管理效率和决策的重要手段。
3、决策系统
决策功能是区域城市基础设施管理信息系统的一个重要功能，主要是根据业务需要，在已经入库的数据基础上，进行查询、统计、报表输出及业务辅助决策等。
主要是以GIS的缓冲区分析、网络分析等模型及空间实时定位显示等为基础，进行功能的二次开发。
如:
以专职数据处理机构中央处理大厅的大屏幕作为信息系统的输出介质，通过数据采集员的移动终端发回的定位信息，不同片区的信息采集维护人员当前的位置信息都会显示在屏幕上，大厅工作人员可以监测数据采集员是否在岗，是否按照既定的巡查轨迹进行基础设施排查，对传回的基础设施有问题的数据点，会高亮显示，一方面可以方便管理大厅人员对巡查员的工作进行评价，另一方面可以在第一时间把握基础设施的变化情况，及时协调相关部门进行处理，同时可以在年终对某个基础设施进行时间尺度分析，找出高损坏度的区域，协调相关部门进行重点管理，可以通过督办部门的统计，对各业务部门的业务办事情况进行统计，作为单位年度考核的一个指标。
2.3.4应用成效分析
区域城市基础设施信息管理系统针对当前城市基础设施管理管理分散、效率低等问题，按照管理数据流进行部门联动、数据共享，解决或一定程度上缓解了这些问题。
在基础及实时数据采集入库上规范了数据流程，提高了数据维护频度和数据质量，形成了稳定的管理数据库，另一方面，信息技术的应用提高了领带决策层及业务管理员的办公效率，从一定程度上减少了基础设施损坏及管理造成的成本，提高了区域城市市民的生活体验。
3结语
城市基础设施管理的任务之一就是要解决协调、同步和有序的问题，而3S等信息技术在城市区域基础设施管理中的应用，为空间数据和涉及空间数据的管理、决策部门提供了办公自动化工具，同时提供了辅助决策的手段和工具，为城市基础社会管理的空间数据管理提供了崭新的技术方法和研究手段，通过3S和现代通信技术的集合，真正实现城市区域基础设施管理的“在线的连接和实时的处理”。
因此，尽快实现数据共享有助于推动GIS的应用、提高应用水平，进而提高政府工作效率以及管理水平。
参考文献
[1]张新长，曾广鸿，张青年．城市地理信息系统[M]．北京：
北京科学出版社，1999．
[2]邬伦,刘瑜,等?
地理信息系统原理、方法和应用[M].北京:
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[3]罗云启,罗毅?
数字化地理信息系统建设与MapInfo高级应用[M].北京:
清华大学出版社,2003?
[4]梁勇,袁铭,等?
数字城市建设与管理[M].北京:
中国农业大学出版社,2005?
[5]浅谈城市基础设施建设和管理中的问题.
[6]刘瑞，潘瑜春，陆洲等.基于portal和WebGIS的县级农业资源管理决策系统.计算机应用研究，2007，24（12）:
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[7]赵千钧，谢高地，李军.县域尺度农业资源管理决策支持系统研究.农业工程学报，2005，21（4）:
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