左海龍，羅紅霞

(1. 張家口學(xué)院旅游與環(huán)境學(xué)院，河北 張家口 075000； 2. 西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715)

城鎮(zhèn)化建設(shè)是我國擴(kuò)大內(nèi)需的最大潛力所在，是完成中國社會(huì)轉(zhuǎn)型的重要途徑。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局資料顯示，我國2018年城鎮(zhèn)常住人口83 137萬人，比上年末增加1790萬人；城鎮(zhèn)人口占總?cè)丝诒戎貫?9.58%。2014年國務(wù)院公布的《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃》顯示，到2020年要實(shí)現(xiàn)常住人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到60%左右。城鎮(zhèn)化建設(shè)的目標(biāo)正在逐步實(shí)現(xiàn)，同時(shí)城市管理體量不斷增大，管理對象關(guān)聯(lián)繁多，使得城市管理問題成為影響城市管理質(zhì)量發(fā)展和提升的重要問題。在當(dāng)前全國智慧城市廣泛建設(shè)的大背景下，以地理信息技術(shù)為主，融合多源空間數(shù)據(jù)提升城市管理水平可以使城市的各管理單元之間精準(zhǔn)、及時(shí)地交換信息，讓有限的管理資源發(fā)揮出最大的使用效能，實(shí)現(xiàn)城市管理的最優(yōu)目標(biāo)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

精細(xì)化管理理念源于企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營管理，是通過程序化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)化和信息化的手段，使各管理單元精確、高效的運(yùn)行。城市要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理就必須有流程分解精細(xì)化、協(xié)作管理程序化的措施。城市精細(xì)化管理要規(guī)范管理對象體系，以法律法規(guī)為依據(jù)，以細(xì)化工作標(biāo)準(zhǔn)為推手，通過使用工作流模型形成有制度、有規(guī)范、有技術(shù)的城市管理工作機(jī)制，推動(dòng)城市容貌不斷改善，促進(jìn)城市管理水平不斷提升。城市精細(xì)化管理理念在世界城市管理中都具有重要的影響，美國紐約在城市精細(xì)化管理實(shí)踐過程中，完善了系統(tǒng)的城市管理法律法規(guī)體系，搭建了網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)作為技術(shù)保障，發(fā)動(dòng)民眾共同參與城市管理。英國倫敦在城市道路、城市市容方面的精細(xì)化管理走在了世界前列，強(qiáng)調(diào)城市建設(shè)規(guī)劃先行。日本城市精細(xì)化管理采用政民合作的模式，以社區(qū)為單位，管理范圍涉及社會(huì)資源、人才聚集、福利保障和醫(yī)療服務(wù)等。文獻(xiàn)[1]提出城市精細(xì)化管理空間信息應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化框架和重點(diǎn)任務(wù)。文獻(xiàn)[2]從大數(shù)據(jù)挖掘角度研究了如何提升城市精細(xì)化管理意識力、決策力和執(zhí)行力的價(jià)值。文獻(xiàn)[3—4]借助遙感技術(shù)和數(shù)據(jù)，收集與城市道路使用情況相關(guān)的數(shù)據(jù),建立數(shù)學(xué)模型分析道路的服務(wù)水平，為城市精細(xì)化管理過程中道路的擴(kuò)建和改造提供可靠的依據(jù)。文獻(xiàn)[5]基于網(wǎng)絡(luò)，提出GridStat架構(gòu)模式強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)分析與管理工作的良性互動(dòng)和循環(huán)累。文獻(xiàn)[6]從空間數(shù)據(jù)庫更新技術(shù)討論了城市精細(xì)化管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。我國在北京、重慶、西安、太原等城市均推出了城市精細(xì)化管理實(shí)施方案，正逐步推進(jìn)城市精細(xì)化管理的實(shí)現(xiàn)[7-11]。

基于此，本文提出了地理信息系統(tǒng)、GPS、遙感、RFID等空間數(shù)據(jù)融合的技術(shù)方案，強(qiáng)調(diào)在空間信息和移動(dòng)信息管理的基礎(chǔ)上通過工作流和過程化管理，提高城市精細(xì)化管理的綜合水平，為實(shí)現(xiàn)民眾參與監(jiān)督城市管理和智慧城市建設(shè)提供參考。

1 多源空間數(shù)據(jù)融合

1.1 多源空間數(shù)據(jù)

空間性是城市管理的第一性，城市管理業(yè)務(wù)的每一項(xiàng)環(huán)節(jié)都以空間存在為第一要義，因此城市管理首先要面對的是空間問題，即明確城市管理對象的空間位置。多源空間數(shù)據(jù)是指城市管理中的對象具有多種類、多尺度、多主題的特點(diǎn)。在城市管理工作中，管理對象空間性的體現(xiàn)存在多種類的表現(xiàn)形式，如DEM、遙感影像、矢量線劃、三維建筑模型、室內(nèi)外全景圖、室內(nèi)定位、底下管網(wǎng)、室內(nèi)二維地圖等；多尺度是由于城市管理涉及的區(qū)域范圍不一致，導(dǎo)致存在不同空間和時(shí)間的數(shù)據(jù)之間存在多種尺度，但考慮管理成本，一般不會(huì)重新生產(chǎn)數(shù)據(jù)，而是將不同尺度的數(shù)據(jù)從技術(shù)層次進(jìn)行統(tǒng)一。如1954北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系、CGCS2000坐標(biāo)系等不同坐標(biāo)系下的空間管理對象有著不同的語義層次關(guān)系、空間形態(tài)和屬性等。城市管理過程常常是按專業(yè)管理，存在多主題的現(xiàn)象，如通信、給排水、供電、供暖、燃?xì)?、照明、市容市貌等。隨著管理工作對空間認(rèn)知需求的逐漸增多，一種交互式、多元化、動(dòng)態(tài)化的管理模式成為當(dāng)前的趨勢。

1.2 多源空間數(shù)據(jù)融合方法

多源空間數(shù)據(jù)融合并不是空間數(shù)據(jù)簡單的集成與疊加，而是將同一地區(qū)不同來源(主題)、不同格式(種類)和不同時(shí)空尺度的空間數(shù)據(jù)整合起來，消除空間對象在不同數(shù)據(jù)模型中的描述差異、在不同分類分級標(biāo)準(zhǔn)中的屬性差異及在不同采集目的中的詳細(xì)程度和幾何位置差異，使源數(shù)據(jù)在尺度、詳細(xì)程度或現(xiàn)勢性等方面有進(jìn)一步提升的空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

1.2.1 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換融合

轉(zhuǎn)換融合是目前空間數(shù)據(jù)融合采取的主要方法之一。各空間信息管理系統(tǒng)廠商出于商業(yè)角度考慮，加密了數(shù)據(jù)格式，隨著商業(yè)推廣又滲透進(jìn)不同的城市管理業(yè)務(wù)領(lǐng)域，對城市管理統(tǒng)一化觀念提出了挑戰(zhàn)。為打破這種各自為政的壁壘，尋求更大的經(jīng)濟(jì)利益，各廠商提出中間數(shù)據(jù)文件支持大規(guī)模集成應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案，如Esri公司的E00、Mapinfo公司的Mif等。但這種方式有諸多問題，如由于表現(xiàn)空間對象數(shù)據(jù)采用的數(shù)據(jù)模型不同，轉(zhuǎn)換后不能準(zhǔn)確表達(dá)源數(shù)據(jù)的信息，存在數(shù)據(jù)丟失、精度降低等現(xiàn)象，且轉(zhuǎn)換過程需要中間過程，轉(zhuǎn)換較為復(fù)雜。

1.2.2 數(shù)據(jù)互操作融合

數(shù)據(jù)互操作是開放地理空間信息聯(lián)盟(OGC)制定的規(guī)范。在OGC制定的一系列數(shù)據(jù)和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)下，空間信息管理系統(tǒng)廠商開發(fā)可保證空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的互操作?；ゲ僮魇侵冈诋悩?gòu)數(shù)據(jù)庫和分布式計(jì)算的情況下，用戶在統(tǒng)一規(guī)范的支持下，透明地獲取期望數(shù)據(jù)。按照OGC的規(guī)范，需要數(shù)據(jù)服務(wù)器和數(shù)據(jù)客戶兩層，其數(shù)據(jù)服務(wù)器存放數(shù)據(jù)源軟件，由數(shù)據(jù)客戶向數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)請求，由數(shù)據(jù)服務(wù)器提供服務(wù)并回應(yīng)數(shù)據(jù)客戶。目前OGC規(guī)范提供地圖、柵格和矢量3種服務(wù)。

1.2.3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)融合

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)融合提供一種新的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，包括幾何坐標(biāo)、投影方式、拓?fù)潢P(guān)系、數(shù)據(jù)屬性、數(shù)據(jù)字典。將不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)按照由政府管理部門或?qū)I(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)包括地圖、柵格和矢量等空間數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)。由于是在各商業(yè)軟件之外提供的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同的商業(yè)軟件可以根據(jù)自身數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，開發(fā)出最高效、最精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換模塊，從而提高數(shù)據(jù)融合的精度和效率。

1.3 城市多源空間數(shù)據(jù)融合

1.3.1 矢量數(shù)據(jù)融合

矢量數(shù)據(jù)融合是把同一地理區(qū)域不同來源、不同比例尺、不同投影、不同格式、不同坐標(biāo)系的矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一在一套數(shù)學(xué)框架下。融合后的矢量數(shù)據(jù)保留原有的幾何圖形關(guān)系，改善了地理空間實(shí)體的幾何精度，提高了數(shù)據(jù)使用效率和質(zhì)量。城市空間矢量數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是對象繁多，如道路、管網(wǎng)、照明、其他設(shè)備等，并且隨著城市體量的增加，數(shù)據(jù)量會(huì)成倍增加。矢量數(shù)據(jù)模型包括點(diǎn)數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)、面數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)4種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，有限的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有利于簡化城市對象繁多的管理現(xiàn)狀。此外矢量數(shù)據(jù)要通過空間分析實(shí)現(xiàn)精細(xì)化和智慧化，還需要屬性數(shù)據(jù)的支持?？臻g數(shù)據(jù)屬性的差異是通過地理要素語義融合來消除的，由于數(shù)據(jù)來源不同，屬性數(shù)據(jù)存在同義異構(gòu)現(xiàn)象。屬性數(shù)據(jù)的融合沒有矢量數(shù)據(jù)算法復(fù)雜，但工作量更大，如工程管理下的道路屬性多達(dá)幾十個(gè)，而城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中道路只有十幾個(gè)，即使同一個(gè)屬性也有諸如長度、字符型和表達(dá)式等數(shù)據(jù)類型上的區(qū)別。

1.3.2 移動(dòng)定位數(shù)據(jù)融合

移動(dòng)定位是指通過特定的定位技術(shù)獲取移動(dòng)終端或手機(jī)的位置信息(經(jīng)緯度坐標(biāo))，以圖形形式表現(xiàn)位置的技術(shù)或服務(wù)。移動(dòng)定位實(shí)現(xiàn)的技術(shù)有很多，如DGPS、AGPS、GPRS，實(shí)現(xiàn)定位的技術(shù)設(shè)備主要是導(dǎo)航定位系統(tǒng)，如GPS、Galileo、BDS、GLONASS。在城市管理中移動(dòng)定位數(shù)據(jù)來源主要是監(jiān)督人員和管理人員的位置數(shù)據(jù)及管理對象或管理事件的位置數(shù)據(jù)，移動(dòng)定位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是單一的點(diǎn)數(shù)據(jù)，這種單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使移動(dòng)定位數(shù)據(jù)更易于融合，另外由于移動(dòng)定位數(shù)據(jù)的坐標(biāo)是絕對坐標(biāo)，更適合實(shí)現(xiàn)與矢量數(shù)據(jù)的融合。

1.3.3 室內(nèi)定位數(shù)據(jù)融合

室內(nèi)定位技術(shù)在城市管理中應(yīng)用較少。筆者認(rèn)為實(shí)現(xiàn)城市精細(xì)化管理離不開智慧城市建設(shè)的支撐，而室內(nèi)定位是填補(bǔ)智慧城市中定位真空的最有效技術(shù)。由于城市管理無需管理建設(shè)筑物內(nèi)部對象，室內(nèi)定位看起來貌似無用武之地，但一些天穹式的建筑覆蓋了道路等城市管理對象，如涵洞、天橋，使得GPS定位出現(xiàn)了定位盲區(qū)，室內(nèi)定位是實(shí)現(xiàn)定位全覆蓋的有力補(bǔ)充和關(guān)鍵技術(shù)。但由于應(yīng)用的技術(shù)原理不同，在融合時(shí)主要是將室內(nèi)定位的相對坐標(biāo)系融合GPS定位的絕對坐標(biāo)系，通過轉(zhuǎn)換公式將相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為絕對坐標(biāo)。常用的室內(nèi)定位技術(shù)有RFID、WiFi、紅外、ZigBee等。

1.3.4 媒體數(shù)據(jù)融合

媒體數(shù)據(jù)在城市精細(xì)化管理中主要起到的是管理憑證的作用，記錄管理過程中的音像資料。媒體數(shù)據(jù)本身沒有位置數(shù)據(jù)，是管理對象或事件具有位置數(shù)據(jù)，而使記錄它們的媒體數(shù)據(jù)如音頻、視頻、照片等被賦予了位置數(shù)據(jù)。因此，媒體數(shù)據(jù)的融合其實(shí)是關(guān)聯(lián)到管理對象或事件的點(diǎn)結(jié)構(gòu)上依賴坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)的。

2 城市精細(xì)化管理實(shí)施

城市實(shí)施精細(xì)化管理的初衷是要科學(xué)有效地解決城市發(fā)展過程中存在的違法違章等行為，如亂堆亂放、亂搭亂建等一系列問題，使城市管理在智慧城市建設(shè)成果的基礎(chǔ)上，以城市管理綜合服務(wù)平臺(tái)為依托，優(yōu)化管理組織架構(gòu)和執(zhí)法管理網(wǎng)絡(luò)，有效提高城市管理行政執(zhí)法的效率，完善實(shí)時(shí)監(jiān)督、監(jiān)控、上報(bào)、處置、研判預(yù)警及追責(zé)等機(jī)制，為實(shí)現(xiàn)城市管理行政執(zhí)法工作標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化和常態(tài)化提供有力的信息流通保障。建立監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，在管理高危區(qū)域和路段，配合固定和移動(dòng)視頻監(jiān)控上報(bào)點(diǎn)，減少信息上報(bào)節(jié)點(diǎn)，提高處理效率。具體來講城市精細(xì)化管理實(shí)施是在多源空間數(shù)據(jù)融合技術(shù)的支持下，將城市管理中多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度整合，以業(yè)務(wù)范圍劃分管理空間，對管理對象進(jìn)行精確定位，在此基礎(chǔ)上明確責(zé)任分工，實(shí)現(xiàn)城市管理過程的空間、時(shí)間全覆蓋的管理過程。

多源空間數(shù)據(jù)融合是以街道和社區(qū)為單位，將城市管理的市政基礎(chǔ)設(shè)施、公用事業(yè)、交通管理、廢棄物管理、市容景觀管理、生態(tài)環(huán)境管理等業(yè)務(wù)模塊中的管理對象空間位置信息和執(zhí)法人員、監(jiān)督群眾的移動(dòng)位置信息進(jìn)行一體化管理，以位置管理為手段，以城市地圖為載體，按工作流模型的管理模式，將執(zhí)法、取證、監(jiān)督和反饋緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)管理的可視化和精細(xì)化。位置管理是實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的前提，位置管理包括相對位置管理和絕對位置管理，絕對位置管理以統(tǒng)一的空間坐標(biāo)為框架，實(shí)時(shí)采集管理對象和移動(dòng)管理人員的位置信息，并綁定取證信息進(jìn)入管理流；相對位置管理是對城市框架，如道路、合法建筑、市政設(shè)施設(shè)備等進(jìn)行地理編碼，采集管理對象和移動(dòng)管理人員的位置信息通過城市框架的地理編碼間接采集后綁定取證信息，進(jìn)入管理流。采用相對位置信息管理工作量較大，需建立科學(xué)的地理編碼規(guī)則，對城市管理范圍內(nèi)的全部框架對進(jìn)行編碼，保證城市管理無盲區(qū)。

建立城市精細(xì)化管理一張圖，形成網(wǎng)格化市區(qū)劃分和專業(yè)化圖層設(shè)置，在此基礎(chǔ)上，明確管理職責(zé)，結(jié)合管理資源優(yōu)化空間信息管理資源的分配。城市基礎(chǔ)底圖和以城市管理業(yè)務(wù)為主的城市管理專題圖，按空間位置和工作量劃分網(wǎng)格化專題圖，形成管理單元，實(shí)現(xiàn)管理單元間的信息交換和共享，構(gòu)建以空間規(guī)劃單元為管理單位的城市精細(xì)化管理方案。重點(diǎn)突出空間信息技術(shù)在大數(shù)據(jù)處理、突發(fā)管理事件快速定位、空間管理可視化等精細(xì)化管理具體要求中的技術(shù)優(yōu)勢，空間信息技術(shù)手段、現(xiàn)有城市精細(xì)化管理實(shí)施方案和智慧城市建設(shè)成果的無縫銜接。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)管理事件響應(yīng)模塊、監(jiān)督管理模塊、空間數(shù)據(jù)維護(hù)模塊及信息發(fā)布模塊。梳理并建立管理事件的響應(yīng)-處理-解決工作流和民眾參與城市監(jiān)督管理的工作流。實(shí)施過施中應(yīng)避免重復(fù)開發(fā)，盡量利用已有的智慧城市建設(shè)成果，對于必要的管理末端信息采集可重點(diǎn)建設(shè)，但要遵循夠用為主的原則。精細(xì)化管理的實(shí)施是系統(tǒng)性工作，職責(zé)明確是精細(xì)化管理的重要特征，是包括組織、人員、設(shè)備、資金和技術(shù)在內(nèi)的整體統(tǒng)籌。只有將空間數(shù)據(jù)和空間技術(shù)融入精細(xì)化管理各環(huán)節(jié)，才能體現(xiàn)出空間數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的最大優(yōu)勢。

3 基于位置數(shù)據(jù)的工作流模型

城市精細(xì)化管理的具體實(shí)現(xiàn)主要體現(xiàn)在城市管理各業(yè)務(wù)部門的精細(xì)化管理，即具體工作流的精細(xì)化實(shí)現(xiàn)。在城市空間數(shù)據(jù)融合的基礎(chǔ)上，通過空間位置信息技術(shù)，使工作流的各實(shí)施環(huán)節(jié)被賦予準(zhǔn)確的空間位置信息、時(shí)間信息和多媒體信息等。工作流模型是對工作流程進(jìn)行控制的模型，通過將工作流程中的各環(huán)節(jié)有組織地進(jìn)行表達(dá)，實(shí)現(xiàn)工作過程管理?；谖恢脭?shù)據(jù)的工作流模型處理的是帶有位置信息的管理對象數(shù)據(jù)，在地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的支撐下，可以使這種帶有位置信息的對象數(shù)據(jù)可視化表達(dá)，實(shí)現(xiàn)對城市管理中的違法行為動(dòng)態(tài)管控。領(lǐng)導(dǎo)、監(jiān)督人員、管理人員、民眾可以共享平臺(tái)共享數(shù)據(jù)，在各工作流環(huán)節(jié)處理事務(wù)，監(jiān)督人員使用專業(yè)設(shè)備采集管理對象的坐標(biāo)、聲音、圖片、視頻，發(fā)起事務(wù)管理工作流請求。監(jiān)督人員或民眾通過手機(jī)APP進(jìn)行采集和上傳，發(fā)起監(jiān)督工作流請求，服務(wù)端管理人員收到請求，通過空間分析得到最優(yōu)解決方案，并將最優(yōu)方案反饋給現(xiàn)場管理人員，最大限度地發(fā)揮民眾參與監(jiān)督城市管理、解決城市精細(xì)化管理中存在的事項(xiàng)多、時(shí)間不確定、管理資源不足等問題。

空間分析是工作流請求激發(fā)后進(jìn)行的后臺(tái)處理環(huán)節(jié)，經(jīng)過城市空間數(shù)據(jù)融合，城市管理實(shí)現(xiàn)了一張圖，有了統(tǒng)一的坐標(biāo)系等空間框架，既為空間分析提供了保障，也為各業(yè)務(wù)之間共享資源協(xié)同管理提供了平臺(tái)?？臻g分析的直接對象是坐標(biāo)點(diǎn)，通過工作流起點(diǎn)的空間坐標(biāo)與周圍對象的坐標(biāo)進(jìn)行諸如緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、疊加分析、空間統(tǒng)計(jì)分析，最優(yōu)路徑分析等業(yè)務(wù)分析。通過空間分析可以為城市管理提供參考方案，提高管理效率。緩沖區(qū)分析可以用于分析污染和破壞的影響范圍，網(wǎng)絡(luò)分析可以分析出最優(yōu)的疏散路徑，疊加分析可以分析管網(wǎng)的空間布局，空間統(tǒng)計(jì)分析可以分析被管理對象的空間密度。空間分析使精細(xì)化管理由粗獷的事務(wù)性管理上升為富有內(nèi)涵的規(guī)劃性管理，為提升管理效益提供了可能。

4 結(jié) 語

將多源空間數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用于城市精細(xì)化管理，能更好地滿足城市發(fā)展的需求，解決管理過程中人力資源不足、信息獲取不及時(shí)和地理位置不準(zhǔn)確等問題，有利于建立城市管理“一張圖”，統(tǒng)籌城市管理中各職能管理部門協(xié)同工作，有助于實(shí)現(xiàn)更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)、更科學(xué)、更準(zhǔn)確的管理。本文將多源空間數(shù)據(jù)融合技術(shù)與城市精細(xì)化管理結(jié)合，探索基于空間信息管理的能夠準(zhǔn)確及時(shí)地規(guī)劃、預(yù)案、解決和監(jiān)督城市管理問題的新思路，同時(shí)為民眾參與城市建設(shè)監(jiān)督管理提供了有效途徑。