网格化数字城市管理信息平台设计与开发

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1、中图分类号：学校代码：10055UDC：密级：公开专 业 硕 士 学 位 论 文网格化数字城市管理信息平台设计与开发Grid digital city management information platform design and development 论文作者 指导教师 副教授申请学位 工程硕士 培养单位 软件学院 学科专业 软件工程 研究方向 答辩委员会主席 评 阅 人 南开大学研究生院二一五年十一月南开大学学位论文使用授权书根据南开大学关于研究生学位论文收藏和利用管理办法，我校的博士、硕士学位获得者均须向南开大学提交本人的学位论文纸质本及相应电子版。本人完全了解南开大学有关研究生

2、学位论文收藏和利用的管理规定。南开大学拥有在著作权法规定范围内的学位论文使用权，即：(1)学位获得者必须按规定提交学位论文(包括纸质印刷本及电子版)，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生学位论文，并编入南开大学博硕士学位论文全文数据库；(2)为教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文作为资料在图书馆等场所提供校内师生阅读，在校园网上提供论文目录检索、文摘以及论文全文浏览、下载等免费信息服务；(3)根据教育部有关规定，南开大学向教育部指定单位提交公开的学位论文；(4)学位论文作者授权学校向中国科技信息研究所及其万方数据电子出版社和中国学术期刊(光盘)电子出版社提交规定范围的学位论文及其

3、电子版并收入相应学位论文数据库，通过其相关网站对外进行信息服务。同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。非公开学位论文，保密期限内不向外提交和提供服务，解密后提交和服务同公开论文。论文电子版提交至校图书馆网站：http:/202.113.20.161:8001/index.htm。本人承诺：本人的学位论文是在南开大学学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩；提交的学位论文电子版与纸质本论文的内容一致，如因不同造成不良后果由本人自负。本人同意遵守上述规定。本授权书签署一式两份，由研究生院和图书馆留存。作者暨授权人签字：2015 年 月 日南开大学研究生学位论文作者信息论文题目姓 名学号答辩日期20

4、15年 月 日论文类别博士 学历硕士 硕士专业学位 高校教师 同等学力硕士院/系/所软件学院专业软件工程联系电话Email通信地址(邮编)：备注：是否批准为非公开论文否注：本授权书适用我校授予的所有博士、硕士的学位论文。由作者填写(一式两份)签字后交校图书馆，非公开学位论文须附南开大学研究生申请非公开学位论文审批表。南开大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确

5、方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名： 2015年 月 日非公开学位论文标注说明(本页表中填写内容须打印)根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本说明为空白。论文题目申请密级限制(2年) 秘密(10年) 机密(20年)保密期限 年 月 日至 年 月 日审批表编号批准日期 年 月 日南开大学学位评定委员会办公室盖章(有效)注：限制2年(可少于2年);秘密10年(可少于10年);机密20年(可少于20年)摘要当前随着互联网技术的普及应用，利用现代化的计算机技术、无线网络数据传

6、输技术、信息技术来构建能够有效涵盖城市管理各方面内容的数字城市管理系统已经成为后经济危机时代提升城市管理水平及效率的重要手段。通过良好的数字城市管理平台，能够实现城市管理工作中空间的进一步细化以及具体管理对象的准确定位，并且促使城市日常管理工作流程化，从而实现全方位、全天候、全时段、精确高效的城市管理。因而，如何根据城市管理内容并结合系统设计经验构建成为当前我国学术界热门研究议题之一。本文针对该论题进行撰写时首先分析了数字城市管理在当前的研究现状，并且结合其理论内容基础上着重探讨了网格化数字城市管理信息平台的具体设计原则，如：基于“数字城市”高度原则、立足现在，面向未来，重视可扩展性和适应性的

7、前瞻原则、空间数据信息共享原则、空间信息服务支撑原则以及满足不同功能性需求原则。在明确了上述构建原则的前提下，本文展开了对网格化数字城市管理信息平台设计工作，重点分析了该平台在理论设计过程中所采用的运行模式、业务流程、整体框架、网络结构、关键技术等。当数字城市管理信息平台理论设计通过论证后，随即开展相应的平台建设工作，并对数字城管数据的组织、生产和数据更新机制做出了系统研究。文章最后，对上海市黄浦区数字城市管理GIS信息平台的开发和实现展开了较为全面的设计和分析。以此来丰富当前理论研究体系内容，为上海市黄浦区现代化城市管理工作提供帮助。关键词：网格化；数字城市管理；信息平台；数字城市；地理信息

8、系统AbstractCurrent with the popularity of Internet technology applications, the use of modern computer technology, wireless network data transmission technology, information technology to build effective include all aspects of urban management content of digital city management system has become the

9、economic crisis after age promote urban management level and efficiency of the important means. Through good digital city management platform, can realize urban management work further refinement of the space as well as the specific control object of accurate positioning, and to promote urban daily

10、management work flow, so as to realize an all-round, all-weather, the whole time, accurate and efficient urban management. Therefore, how to according to the content of urban management and combined with system design experience building become the one of hot research topics in Chinese academic circ

11、le. To write the thesis, the author of this paper first analyzes the digital urban management in the current study situation, and combined with the content of the theory discussed in this paper, based on the grid digital city management information platform of specific design principles, such as: ba

12、sed on the principle of the height of the digital city, based on now, for the future, attaches great importance to the forward-looking principles of scalability and adaptability, spatial data information sharing principle, principle of spatial information service support, and meet the demand of diff

13、erent functional principles. In clear under the premise of the above principles, this paper carried out the grid digital city management information platform design work, analyzed the platform in the process of theoretical design of operation mode, business process, the overall framework, network st

14、ructure, key technology and so on. When the theory of digital urban management information platform design after the argument, then the corresponding platform construction work, and organization, the production of digital urban management data and data update mechanism to make the study of system. F

15、inally, for the Shanghai huangpu district GIS digital city management information platform about the development and implementation of a comprehensive design and analysis. To enriching the content of the current theoretical research system, and provide help for the Shanghai huangpu district modern c

16、ity management. Keywords:Grid Digital city management Information platform Digital city. Geographic information system 目录1 绪论11.1 研究目的及意义11.1.1 研究目的11.1.2 研究意义11.2 国内外研究动态21.2.1 国外研究动态21.2.2 国内研究动态31.3 研究方法及内容41.3.1 研究方法41.3.2 研究内容42 数字城市管理概述62.1 数字城市管理概念62.2 数字城市管理特征62.3 国内外数字城市管理建设比对情况72.3.1 地理数据资

17、源共享82.3.2 电子政务网建设情况83 网格化数字城市管理信息平台构建原则103.1 基于“数字城市”高度原则103.2 立足现在，面向未来，重视可扩展性和适应性的前瞻原则103.3 空间数据信息共享原则113.4 空间信息服务支撑原则123.5 满足不同功能性需求原则124 网格化数字城市管理信息平台总体设计144.1 网格化数字城市管理信息平台运行模式144.2 网格化数字城市管理信息平台业务流程154.3 网格化数字城市管理信息平台总体框架174.4 网格化数字城市管理信息平台网络结构194.5 网格化数字城市管理信息平台系统划分204.6 网格化数字城市管理信息平台关键技术224.

18、6.1 WeB GIS技术224.6.2 工作流技术234.6.3 J2EE技术234.6.4 WeB Service技术254.6.5 MVC技术265 网格化数字城市管理信息平台构建275.1 网格化数字城市管理数据组织275.1.1 数字城市管理数据生产标准275.1.2 数字城市管理参考体系285.1.3 数字城市管理地理空间数据框架295.1.4 数字城市管理数据储存形式305.2 网格化数字城市管理数据生产315.2.1 网格化数字城市管理数据的具体生产流程315.2.2 网格化数字城市管理基础地形数据335.2.3 网格化数字城市管理城市部件335.2.4 网格化数字城市管理网格

19、划分345.2.5 网格化数字城市管理影像数据355.2.6 网格化数字城市管理地理编码数据355.2.7 网格化数字城市管理元数据365.3 网格化数字城市管理数据更新机制366 上海市黄浦区数字城管GIS信息平台的开发和实现386.1 ARCIMS体系386.1.1 上海市黄浦区数字城管GIS信息平台体系结构386.1.2 上海市黄浦区数字城管GIS信息平台关键技术396.2 相关业务系统开发与实现406.2.1 无线数据采集系统406.2.2 协同工作系统416.2.3 综合评价系统426.2.4 监督指挥系统427 结论与展望447.1 结论447.2 展望44参考文献46致谢48个人

20、简历、学术论文与研究成果491 绪论1.1 研究目的及意义1.1.1 研究目的自从1998年1月时任美国副总统的戈尔在加利福尼亚科学中心开学典礼上提出与GIS、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的“数字地球”概念之后，大量与之相关的研究纷纷展开。“数字城市”随之出现，特别是当前互联网技术的广泛推广使用，数字城市管理逐渐引起全球的高度重视与关注。随之国外学术界专家学者纷纷就该课题展开研究，在不断总结当前经验并结合数字城市管理实际工作内容需求基础上研发出了现代化、信息化程度较高的数字城市管理系统，对于推动社会进步以及提高城市管理工作效率而言起到了重要的促进作用。相较于国外，我国在此方面研究起步较晚，

21、在系统设计以及平台开发方面仍然处于较为落后的位置。特别是随着我国经济步入可持续发展的平稳阶段，如何提高城市现代化管理水平，从而促使日常城市管理工作内容能够实现程序化管理，以此来降低各项管理费用支出。为此，本文针对网格化数字城市管理信息平台设计与开发展开深入研究，通过系统的分析与论证以此来构建一个较为完善、功能齐全，能够有效覆盖当前乃至今后一段时期内数字城市管理需求的信息平台，并进一步丰富我国研究体系内容，为“数字上海”的建设提供帮助。1.1.2 研究意义本课题研究的意义主要体现在理论意义与现实意义两方面：（1） 理论意义由于数字城市管理理念流入我国时间尚短，因而在学术界尚未引起足够的重视，相关

22、概念性研究尽管已经展开，但是缺乏较为完善的体系对其进行分析，使得部分领域或内容尚存在空白之处。而本文针对该论题的研究不仅能够丰富当前研究体系内容，同时还可以为后续有关城市网络化数字管理相关的研究奠定良好的理论研究基础。（2） 现实意义本课题研究的现实意义如下：首先，本次论文的研究是数字城市管理建设在地区县级城市方面的拓展，同时，也是“数字城管”的设计和规划在区县级城市管理中应用的具体说明，对于城市管理具有重要的指导意义；其次，本次课题的研究能够帮助城市管理人员全面且及时地对城市的整体运行情况进行详细了解，进而有效提高管理人员对城市问题的发现和处理效率；第三，通过本次对网络化数字城市管理信息平台

23、的设计和开发，能够为国内其他区县城市的“数字城管”平台的建设提供有价值的参考意见；第四，本次课题的研究能够为“数字上海”的建设系统提供参考，从而对实现上海全市空间信息的相互连通具有重要的推动作用。1.2 国内外研究动态1.2.1 国外研究动态Luana Valentini1等（2014）在其研究中指出，随着知识经济时代的到来，城市管理内容将会变得更加多样，每天需要处理的数据信息数以亿计，单纯依靠工作人员去进行处理，不仅无法及时从海量的数据信息中筛选出来对于城市建设及管理有用的信息，同时还会导致城市管理工作效率得不到有效保障。针对此种情况，在步入到21世纪之后，世界各国纷纷针对现代化信息技术展开

24、研究，并结合地理信息系统（Geographic Information System或GeoInformation system，GIS）、空间信息传输技术等高新技术来构建出一个能够有效满足数据信息处理需求的管理系统。目前。世界范围内主要的发达国家均已经构建并广泛推广使用了数字城市管理系统，并且已经得到了实践的检验，取得了比较理想的管理效果。Fbio Duarte2等（2014）则是基于东西方文化以及城市管理理念的差异，针对数字城市管理信息平台的职能内容展开深入研究。在其研究中指出，由于西方在城市管理以及人口素质上走在了发展中国家前列，其日常城市管理内容主要集中在城市规划管理、城市社区管理、城

25、市经济文化旅游协调和服务、城市财政管理、政府采购管理、市政工程管理(供水、废水、垃圾、绿化、环卫)和城市应急管理（警察、火警、急救）等方面。所有的城市管理职能工作内容已经基本实现了流程化操作，大幅降低了工作内容，使得工作人员能够从容应对工作职责。Denis Alcides Rezende3等（2013）则是基于大数据背景下数字城市管理职能内容所展开深入分析，就其网上城市管理内容主要做出了如下总结：政府投资服务、旅游服务、社区服务、文化服务、环保宣传、法律宣传和规划项目征询意见等。无论是城市管理中那个阶层的市民均可以利用因特网作为与政府职能机构、工作人员沟通的桥梁，及时反馈自身对于城市管理的建议

26、或意见，使得城市管理工作与市民形成了良好的互动，从而提高了城市管理工作效率，并且进一步推进了数字城市管理的前进步伐。1.2.2 国内研究动态尽管数字城市管理流入我国时间较短，但是还是引起了部分学者的关注，并且针对该课题展开了一系列研究，从而丰富了当前数字城市管理研究体系内容，对于我国数字城市建设提供了强有力的支撑与保障。付建芳4等（2015）针对基于GIS的基层应急资源网格化管理平台的设计与开发研究工作中不仅构建了一个功能强大、现代化的基层应急资源网格化管理系统，同时还就网格化管理发展趋势做出了进一步的展望，认为随着信息技术的快速发展，网格化管理内容及范围将会不断扩大，并且其在国民经济中所起到

27、的推动作用将会逐步显现，因而在今后对与之相关的命题展开研究时，应以更加客观、前瞻的发展眼光去看待相应问题，从而更好地服务于社会。陶华强5等（2014）针对目前网格化管理模式以及其应用做出了深刻检视与反思，并选取宜章县网格化管理为实例进行了客观、全面的分析。其文指出，步入到现代社会后，基于城市现代化管理以及未来发展方向的语境下，我国各个地区所选用的网格化管理模式在实践运用之中存在着明显的异化现象，部分内容并没有真正落到实处，加之操作者自身受到阅历以及学识所限，应用所取得的效果并不是很理想。通过对宜章县网格化管理进行深刻反思之后，该学者认为数字城市管理需要遵循其自身发展的客观规律，扎实推进城市化建

28、设，亦步亦趋的开展城市管理工作，充分发挥网格化管理优势之处，以此来维护社会各方面的合法权益。同时，具体到县一级的网格化数字城市管理的推广与使用需要贯彻落实以人为本的精神，并将社会自治作为前提与基础，利用信息化技术手段作为支撑，以法治作为制度保障的逻辑思路开展相应工作，确保城市管理能够步入到科学化、规范化、可持续发展的轨道之中。1.3 研究方法及内容1.3.1 研究方法在本文撰写过程中拟采取以下几种研究方法：（1） 文献分析法通过利用CNKI中国知网、万方数据库等数据信息系统搜集并分析当前国内外学术界既有专家学者针对网格化数字城市管理系统设计所展开的研究成果内容，从中总结数字城市管理中地理数据资

29、源以及电子政务情况方面的有益经验，借鉴其合理研究成果，以为本文撰写提供创作素材。（2） 系统分析法在对网络化数字城市管理信息平台建设的意义进行分析时，主要应用了系统分析法，从多方面、多角度对“数字城管”的建设意义展开了阐述和说明。（3） 比较分析法以我国现有设计思想为主干，比较研究国外发达国家和地区关于该系统构建的思维模式，分析国外学者针对该问题所采取的措施，由此给我国专家学者所带来的经验与启示，并结合我国数字城市管理实际内容以及工作需要，构建出一套符合我国国情及满足城市日常管理需求的信息管理系统。（4） 结构分析法在对上海市黄浦区“数字城管”系统进行总体设计时，运用结构分析法将“数字城管”的

30、设计工作分解为运行模式、业务流程、总体框架以及结构设计和系统划分等部分，并分别对其设计过程展开了全面的论述和分析。1.3.2 研究内容本论文的研究课题主要来源于上海市内部的试点项目，即“上海市数字化城市管理系统建设”，课题研究的目的主要在于讨论以WEBGIS为主要技术和与电子政务网的数字化城市管理模式与技术体系。本文从“数字城管”的概念出发，通过对比国内外地理信息基础平台的建设情况，进而对对上海市黄浦区“数字城管”的总体设计展开了详细的论述和分析，包括了“数字城管”的运行模式、业务流程以及整体框架和网络结构设计。在此基础上，开展了上海市黄浦区数字城管空间的数据平台建设工作，并对数字城管数据的组

31、织、生产和数据更新机制做出了系统研究，文章最后，对上海市黄浦区数字城管GIS信息平台的开发和实现展开了较为全面的设计和分析。全文内容框架图详见图1.1所示。研究课题：网格化数字城市管理信息平台设计与开发研究目的及意义、国内外该课题研究现状、研究方法及内容数字城市管理概述、网格化数字城市管理信息平台系统构建原则网格化数字城市管理信息平台构建平台构建总体设计上海市黄浦区数字城管GIS信息平台的开发和实现ARCIMS体系相关业务系统开发与实现结论与展望结论展望图1.1 全文结构图2 数字城市管理概述数字城市管理是今后是指经济时代发展背景下城市管理的主流发展趋势，也是我国当前城市管理工作中存在问题最多

32、的环节。本章节主要针对数字城市管理做出定性描述，并探寻其具体特征，以为后续章节撰写提供概念依据。2.1 数字城市管理概念数字城市管理主要是利用当前已经成熟的数据信息传输技术、地理编码技术以及网格地理信息技术，将万米单元网格管理方法、城市部件、时间管理方法与现代数字技术相结合，从而构建城市管理监督中心与指挥中心两个轴心的先进管理机制，并将城市管理内容以及需求贯穿于其中，以实现定位准确、管理便捷、反应灵敏、全天候、全时段、全方位覆盖的城市管理方式6。其概念的核心思想集中于现代技术的运用以及城市管理工作内容的结合，其中现代技术的运用则是数字城市管理的前提与基础。由于城市日常管理工作中所设计的数据信息

33、数以亿计，同时根据工作需求还要能够准确定位管理目标并采取行之有效的方法来针对相应问题予以妥善解决。而上述一切工作职能内容均离不开空间定位、数据信息处理等技术的帮助及支持。因而，本文将其作为了数字城市管理的基础内容，并成为其重要组成部分。而城市管理则是现代化技术服务的核心对象，其所有工作均是围绕着提高城市管理效率、降低城市管理成本支出所展开。因而，数字城市管理不是简单的概念融合，而是多种技术、管理手段、先进的科技设备综合运用的一种工作方式。2.2 数字城市管理特征数字城市管理是随着时代发展以及技术进步而诞生的一种高效的城市管理手段，其与传统城市管理模式相比较，具有以下几个鲜明的特征：（1） 网格

34、化管理网格化管理能够将城市管理工作内容按照其工作性质、工作范围以及工作内容进行划分，从而明确了城市管理工作中各部门的工作职责，使得权责划分越发清晰，有效的杜绝了传统城市管理模式推诿扯皮现象发生7。（2） 提高了城市管理效率数字化城市管理有效的运用了空间定位技术，能够通过无限网络传输技术将城市管理过程中发生的问题环节准确定位并及时提示给管理者，当管理者受到数字化城市管理系统发聩回来的信息之后能够在第一时间将问题予以妥善解决，从而有效缩短了城市管理问题处理时间，并且大大强化了办事效率。同时，由于城市管理问题解决过程中经手人员较少，省去了大部分中间环节，人力以及其他各项成本支出得到了有效控制，进一步

35、提高了城市管理的社会效益及经济效益。（3） 城市管理工作内容的流程化处理数字化城市管理依托各种现代化、信息化技术及先进的终端设备，其所构建出的信息管理平台能够有效树立日常城市管理工作内容，并将其分门别类的划分到不同业务单元，从而使得各项工作开展过程中实现了流程化处理，避免了过多行政干预力量以及中间环节人为因素的影响，其对于各项管理问题的处置更加系统化、规范化以及公平化8。（4） 提高社会公众参与热情及积极性互联网技术的普及应用，在为数字化城市管理工作带来便利的同时，也为社会各界公众参与到城市管理工作中提供了途径与参与方式。无论是在何时（when）、何地（where）、何人（who）、何种原因（

36、why）、何种内容（what）都可以利用互联网以无线数据传输的形式发挥到数字化城市管理信息平台之中，从而随时提醒城市管理工作人员去解决出现的问题。而在此过程中，参与者所遇到的问题不仅得到了有效的解决，同时也可以促使其形成一种城市管理与自身利益息息相关的良好认知，继而以更加饱满的热情，积极参与到日常城市管理工作之中，激发全社会的正能量来推动城市更快、更好地发展。2.3 国内外数字城市管理建设比对情况数字化城市管理概念源于西方，因而在国外已经得到了普遍的认可，其管理系统建设工作同样取得了长足的进步。而我国与之相比较，则处于明显的落后位置。其主要体现在以下几方面：2.3.1 地理数据资源共享当前北美

37、洲的美国、加拿大以及大洋洲的澳大利亚、新西兰等国家为了能够保证数字城市管理能够及时获取到真实准确的数据信息，针对地理数据资源的管理采取国家以及地方州（省）两级管理机制，在人们生活的每个城市之中都可以通过有效/无线数据连接与传输的方式从城市管理系统之中下载或获取自身所需要的地理数据信息。并且在网络技术快速发展的大环境下，专业性的地图网站正在成为上述国家或地区居民共享地理数据信息资源的最佳途径，如：目前运作较为成熟的Google公司提供的电子地图服务，用户随时可以从互联网中获取详细的卫星照片，同时，该款服务还能够为所有市民或用户提供含有政区和交通以及商业信息的矢量地图、不同分辨率的卫星照片和可以用

38、来显示地形和等高线地形视图。并且此种服务通常是以无偿或低价、多介质、多形式(4D)、多尺度(从大到小)、网络化方式向地方政府和公众开放9。因而地理数据资源共享率相对较高。反观我国，针对地理数据资源采取了国家、省级单位、市级单位三级管理体制，级别越低的政府职能部门所获得的地理数据资源分辨率、准确性越低。加之当前我国施行的严格地保密制度限制，上述三级管理体制之间的地理数据资源共享面临着较大的困难。而社会上从事此项服务的网站或者经济组织在我国特殊的管理环境之下，其所提供的地理资源服务有限，进一步限制了数据资源的共享效果与能力。2.3.2 电子政务网建设情况电子政务网站是政府职能部门面对不同办公方式需

39、求的公民的重要载体之一，通过网上办公，能够为公民节约大量排队等候时间，从而提高了政府职能部门城市管理工作效率，同时，还能够有效推进数字城市管理现代化进程，是未来城市管理的重要应用手段之一。作为数字城市管理概念发源地，美国在目前已经陆续建设了两万多个电子政务网站，政府网页数量多达3500万页，囊括了美国全境的50个州以及地方县市政府城市管理职能机构。并且在其电子政务网站之中主要提供三种服务：对公民在线服务（online scrvices for citizcns）、对企业在线服务（on line services for busincss）以及对政府机构在线服务（online scrvices

40、for governmcnts），独立用户数量总和超过6.5亿人，加之其城市管理内容相对简单，使得大部分城市管理工作内容均可以通过该电子政务网站操作，取得了比较理想的城市管理效果10。相比之下，我国无论是在电子政务网站建设数量、质量还是应用效果方面则处于全面的落后的境况。根据不完全统计，我国截至目前各级政府职能部门所构建的电子政务网站数量为2759个，覆盖了全国30个省市自治区，相较于美国电子政务网站数量不及其30%，并且在网上办公方面仍然没有引起足够的重视，关于城市管理的各方面法规、工作内容、业务办理尚没有通过其有效落实。因而，数字城市管理业务的网站普及范围以及深度仍然与国外相差甚远，需要引

41、起各级政府职能部门的高度重视。3 网格化数字城市管理信息平台构建原则网格化数字城市管理信息平台作为政府职能部门开展城市管理的平台与载体，在其构建过程中需要充分遵循以下原则，从而保证系统的设计工作能够符合我国全境范围内各个地区的城市管理工作需要，推动数字城市管理工作进一步发展。3.1 基于“数字城市”高度原则数字城市是未来高新技术发展条件下的必然发展趋势，而针对数字城市的管理，即需要用到现代化的管理系统来辅助城市管理者日常办公以及解决市民存在的各种问题。因而，组织研发网格化数字城市管理信息平台对其正常工作开展显得尤为重要并且已经得到了业内人士的一致认可。而正是由于网格化数字城市管理信息平台在数字

42、城市管理中所处的核心位置和发挥的不可替代的作用，在研发该信息平台时，不仅需要着眼当前数字城市建设进程，同时还需要站在数字城市高度，客观审视网格化数字城市管理信息平台中空间信息数据的交互与共享、重要信息的检索以及深入分析、各种法律法规内容以及服务动态信息的发布，继而实现从单一系统的应用向多系统、多功能模块以及业务单元的整合运用，并将该信息平台与城市管理的各项工作以及核心业务流程相结合11。而上述工作的基础即在于贯彻基于“数字城市”高度原则，为未来发展需求预留出足够的空间，以使得软硬件以及各个功能模块具体功能的不断更新。换而言之，在建设网格化数字城市管理信息平台时，既不能“一步到位”，将当前数字城

43、市管理工作所用不到的软件或功能安装并闲置。又不能过于“短视”，导致管理平台缺乏可扩展性，无法继续安装或更新其他部件或软硬件设备与系统。3.2 立足现在，面向未来，重视可扩展性和适应性的前瞻原则网格化数字城市管理信息平台的建成仅仅是数字城市管理工作的开端，面对社会经济的快速发展，业务内容将会变得更加繁杂多样，而持续不断的业务内容更新必然需要该信息平台重新对其业务单元进行设置。此时，即需要充分利用其可扩展性特征来开展持续改进工作，以推动数字城市管理工作发展。根据我国现行的城市市政综合监管信息系统技术规范（CJJ/T106-2010）内容要求，依据数字城市管理工作需求所构建的网格化数字城市管理信息平

44、台可扩展性以及适应性的前瞻原则主要体现在以下两方面：（1） 系统环境的扩展与适应互联网经济时代的到来，各种与计算机技术有关的硬件设备更新换代周期进一步缩短，往往会出现无法满足数字城市管理工作需求的情形。此时，即需要开展系统环境的扩展工作，并综合考虑整个系统扩展之后的适应能力，从而确保信息平台能够处在良好的运转状态之中。根据目前世界范围内专家学者研究成果汇总之后，当前系统环境的扩展包含了以下内容：存储设备、服务器主机（数据、应用）、网络连接设备等12（2） 系统功能的扩展与适应当前已经研发建成并投入使用的数字城市管理信息平台所具有的功能仍然应留在最原始的图形效果展示层面，对于空间数据、地理信息资

45、源、与城市管理相关的数据信息等资源的深层次挖掘与分析能力尚需进一步加强。加之未来系统应用的发展方向将向决策支持所转变，因而系统功能需要做到与时俱进，随时根据数字城市管理工作发展而对其各个功能模块进行拓展，从而促使其能够适应未来数字城市管理工作需要。3.3 空间数据信息共享原则互联网的快速发展为生活在全球不同国家和地区的人们交往提供了有效、便捷的途径。同样，对于数字城市管理工作而言，其核心业务内容的不断外延与拓展，使得其内外之间的联系更加紧密，对于空间数据信息共享的需求进一步提高。首先，从对外角度而言，由于数字城市管理信息平台是一个开放性的平台，不同国家和地区的专家学者在从事相关研究时，可以通过

46、该平台链接到不同的业务单元内容，从而搜集科学、有效的数据信息作为研究支撑，而此时，空间数据信息的共享显得尤为重要13。其次，对内角度而言，当前我国东中西部地区由于地理位置以及经济发展水平的差异，对于数字城市管理信息平台的构建存在着显著的差异，加之我国目前针对空间数据信息的管理采取国家、省级单位、市级单位三级管理体制，级别越低的政府职能部门所获得的地理数据资源分辨率、准确性越低。同时当前施行的严格地保密制度限制，上述三级管理体制之间的地理数据资源共享面临着较大的困难。所以为了有效解决空间数据信息共享能力及程度较低的问题，在构建数字城市管理平台过程中，应严格遵循空间数据信息共享原则，与其他部门之间

47、形成有效的合作关系，并且采用统一的空间数据信息处理软件与规范标准，从而实现跨部门、跨平台之间的无障碍交流，空间数据信息省去中间转换环节，强化其共享能力。3.4 空间信息服务支撑原则前文分析可知，美国不仅是数字城市概念发源地，同时也是走在网格化数字城市管理信息平台建设前列的国家之一。通过深入分析美国网格化数字城市管理信息平台具体功能及服务内容可知，其当前服务内容主要包括了对公民在线服务、对企业在线服务以及对政府机构在线服务。而我国正在研发建设的网格化数字城市管理信息平台由于受到网络环境的限制，上述服务仍然存在着一定的空白及不足，因而难以真正实现满足各种数字城市管理工作的需求。因而，本文所构建的网

48、格化数字城市管理信息平台在充分借鉴了美国相关平台建设有益经验之后，与我国数字城市管理工作需要相结合，充分利用我国已经普遍推广使用的网络服务（Web Service）技术，从而有效填补数字城市管理者与生活在该城市之中的市民之间的鸿沟。所以，基于空间信息服务支撑原则，利用服务聚合（Mashup），将空间信息服务与数字城市管理工作相结合，不断提高空间数据信息的共享能力，为所有数据信息使用者提供更加优质、便捷的信息服务14。所以，网格化数字城市管理信息平台在构建过程中应充分注重并遵循空间信息服务支撑原则，调动社会各界参与到数字城市管理的热情，维护其知情权，从而最终实现对各种数据信息服务的有效支撑。3.

49、5 满足不同功能性需求原则当前我国针对城市管理系统建设方面权威的法律规范为城市市政综合监管信息系统技术规范（CJJ/T106-2010），英文名称为Technical code for urban municipal supervision and management information system，于2010年7月20日经由住房和城乡建设部审议通过并颁布实施。在其内容中规定：“市政监管地理信息系统软件承担着海量空间数据应用和管理的工作，需要具备足够空间的数据管理、更新和服务能力，才能保证图文一体化的城市市政监管信息系统正常运转15。”由于数字城市管理信息平台涉及到了多个政府职能部门以

50、及公共事业企业单位，如：自来水公司、燃气公司、电力公司、通信公司等，每天需要处理海量的数据信息，并且随着该信息平台应用程度进一步提升，并发访问数量将会不断突破历史新高16。针对社会经济不断发展之下访问用户的多种应用数据信息使用需求（基础地形数据和城市部件数据等信息），极有可能成为网格化数字城市管理信息平台的研发瓶颈。因而，满足不同功能性需求原则应引起信息管理平台建设者们的高度重视并予以有效应用。4 网格化数字城市管理信息平台总体设计在明确数字城市管理概念以及具体的信息平台构建原则基础上，本章节针对其总体设计内容展开深入分析，以进一步论证该设计方案的可行性及合理性。4.1 网格化数字城市管理信息

51、平台运行模式当前我国数字城市管理工作中，在充分借鉴了美国相关信息平台建设的有益经验之后，其业务内容及服务对象主要包括Government（政府）、Business（企业）、Citizen（公众）以及PublicProduct（公共设施和公共环境）17。基于当前所使用的网络技术以及空间信息技术将死者紧密联系，从而纳入到管理工作之中，形成一个有机管理循环。该信息平台运行模式详见图4.1所示。图4.1 网格化数字城市管理信息平台运行模式示意图由上图可知，网格化数字城市管理信息平台运行模式主要包括以下三种：一是专业巡查人员不间断对数字城市管理进行巡查，并着重就其中发现的问题进行及时上报，之后由值班室工

52、作人员进行后续处理；二是利用各种数字城市管理工作中所使用的高清监控设备搜寻网格化城市管理工作中存在的问题及不足；三是鼓励社会公众积极参与到数字城市管理工作中，通过外网门户网站或者向值班工作人员发聩相关信息，从而协助城市管理人员完成城市管理工作。值班室工作人员针对上报的城市管理问题进行分门别类的处理并下发至相应的职能部门予以处理。如果非本辖区发生的问题，则向上级或下级值班室传递相应信息，在问题得到处理之后将处理意见反馈至系统品台之中，并利用对外开放的门户网站向社会各界所公布，以收集其对于政府职能部门城市管理工作效果的评价内容。4.2 网格化数字城市管理信息平台业务流程当前网格化数字城市管理信息平

53、台业务流程主要包括以下内容：信息采集、案件建立、任务处理后的反馈、任务结案归档以及综合评价五个环节18。其业务流程详见图4.2所示。图4.1 网格化数字城市管理信息平台业务流程图（1）信息采集数字城市管理信息平台运行所以来的数据信息主要是城市管理工作中所发生的案件，其内容涵盖了案件发生的具体时间、现场拍摄的照片、各种影像资料、对于案件发生地点的详细描述等19。（2） 案件建立当城市管理监督中心的工作人员接到相应案件信息之后即可以开展案件建立工作，将与案件相关数据信息录入到网格化数字城市管理信息平台之后通过其内部的逻辑处理单元自动对案件性质、类型进行分类，之后判别处理该案件的具体责任部门。如果该

54、案件能够被系统所认可，将会自动生成案件文号正式立案，否则将会因案件信息缺乏有效性而视为废弃案件20。（3）任务处理后的反馈依据城市管理指挥中心业务处理的规则内容，将案件信息分发给责任主体，敦促其依靠法律法规内容进行有效解决；如果责任主体拒不执行城市管理职能部门所发布的案件处理内容，则由监管部门运用法律强制手段强制其执行，以解决相应问题21。当问题得到有效处理之后，需要通过信息管理平台的值班人员将处理之后的信息录入到系统之中，并且及时向社会各界公布处理结果，以收获社会各界的反馈，从而提高案件处理能力或改进管理工作。（4）任务结案归档任务案件下发至相应的责任主体并得到有效处理之后，需要城市管理工作

55、人员及时接收上报处理结果并将其在系统之中进行存档备份，按照任务编号将所有的信息与结果内容进行归档。此工作既代表着该任务案件的终结，系统将会在存储模块中生成相应的记录，主要内容包括任务案件处理时间、责任主体处理效果等。（5）综合评价综合评价环节不仅是针对数字城市管理工作中具体案件处理效果的评价，同时也是针对整个信息平台运转效果的综合评价，对于责任主体、城市管理工作人员、系统自主运行的可靠性及稳定性做出准确、客观的真实评价，以此来协助城市管理人员查找工作漏洞及不足，继而针对自身管理工作以及信息平台进行改进或完善22。4.3 网格化数字城市管理信息平台总体框架在明确数字城市管理信息平台运行模式以及业

56、务流程内容之后，本文所设计的网格化数字城市管理信息平台总体框架共包含软硬件系统、数据安全及服务系统三大部分，并按照其具体的结构可以细分为接入层、应用层、服务层、数据层和硬件层五个层次23。其总体框架详见图4.3所示。图4.3 网格化数字城市管理信息平台总体框架图软硬件系统是整个网格化数字城市管理信息平台的主要构成部分，也是设计的核心内容。而数据安全及服务系统则是信息系统推广使用的制度保障基础。目前关于此方面需要遵循的法律规范主要有：城市市政综合监管信息系统技术规范、管理部件和事件分类编码、单元网格划分编码与划分规则、地理编码规则等24。同时，为了保障数字城市管理工作各项内容能够真正落到实处，还

57、需要构建良好的考核机制以及监督中心和管理中心，形成互相制约，共同协作的管理机制。而系统五个层次结构内容则分别如下：（1） 接入层接入层的主要功能是为当前各种移动终端（智能手机、PDA、电话、无线网络、传真等终端）提供有效的接入方式，从而及时采集到数字城市管理信息25。（2） 应用层应用层的是整个网格化数字城市管理信息平台的核心与基础，主要针对城市管理工作中社会各界提供的业务处理、数据信息交互服务的操作平台，促使城市管理工作能够与社会各界形成良好的互动，从而满足各方需求。（3） 服务层服务层对整个网格化数字城市管理信息平台起到支撑作用，其主要是由各种服务组件、不同类型的端口所构成，如：地理信息系

58、统服务组件、空间数据信息交互服务组件、定位服务组件、安全防护与管理服务组件等26。（4） 数据层数据层主要是针对系统数据信息进行处理以及各种数据资源实施有效管理的层面。在当前数字城市管理工作中需要运用数据层进行处理的数据信息内容主要包括：部件数据、案件数据、其他业务数据基础地形数据信息以及各种通过遥感卫星所获得的数据；而各个部分的组件则可以针对该信息平台所获得的各类数据信息进行相应的管理与维护，并通过功能模块的更新来实现内容的扩展27。（5）硬件层网格化数字城市管理信息平台的硬件层则是整个系统运行的保障层面，其包括各种网络通讯基础设施以及硬件结构，如：数字城市管理数据信息交互与共享通讯网络、面

59、对社会各界的公众因特网、电子政务网等28。4.4 网格化数字城市管理信息平台网络结构本文依据数字城市管理工作需求以及系统构建原则设计出的网格化数字城市管理信息平台网络结构如图4.4所示。图4.4 网格化数字城市管理信息平台网络结构图由图4.4可知，网格化数字城市管理信息平台主要是利用移动通讯技术作为连接信息平台服务器与其他各个协同子系统、数据库服务器以及移动终端，从而形成了一个良好的网络循环结构。同时，为了有效保障数字城市管理工作中数据信息的传输安全，该信息平台采取了监督中心、指挥中心、地理信息中心、移动网络数据中心四个网段，并且在其中设置防火墙来阻断外界病毒的渗透与侵袭。此外，在数字城市管理

60、工作中，为了能够协调其他职能部门之间的工作关系，如：城市管理机构、环卫部门、绿化部门、地理信息中心等，保障数据信息传输质量及效率，均采用了10光纤进行连接，从而形成一个较为完善的城域网络29。4.5 网格化数字城市管理信息平台系统划分目前对于我国绝大多数地区的数字城市管理工作而言，其工作的核心内容包括城市部件以及城市管理工作中发生的事件数据信息的电子化存储以及全程数字化管理。因而，本文在构建网格化数字城市管理信息平台时将其系统划分为以下八个子系统，如图4.5所示。图4.5 网格化数字城市管理信息平台系统图（1） 无线数据采集子系统该系统主要是利用移动终端对数字城市管理工作中各个部件数据、安全数

61、据、各种影像资料进行现场实时采集，经过加工及整理之后将其整体录入到信息平台数据库之中。并且在数字城市日常管理工作中，所有社会公众均可以利用无线数据采集子系统将突发的事件及时予以上报，从而方便监督中心调配时间处理工作人员及车辆，提高事件处理效率。（2） 监督中心子系统在此子系统之中所针对的问题来自于数字城市管理中监督管理人员日常巡查以及社会公众反馈，并且在受理相应问题之后将其进行系统记录与备份，随后建立相应档案以及利用空间定位功能将问题发生地点进行精确定位。（3）指挥中心子系统当接收到监督中心上报的城市管理问题相应信息之后，由指挥中心进行统一分派与调度，当问题处理完毕之后将相应信息反馈给监督中心

62、进行核查与系统评价，并通过外网门户网站提供可视化展示以及查询链接。（4） 职能部门子系统职能部门子系统主要是负责指挥中心分派下来的具体城市管理问题，并且要求责任主体对该问题予以妥善解决。（5） 综合评价子系统该子系统主要负责的内容为就城市管理相应问题的处理结果、工作效率、当事人满意度、城市管理职能部门工作效率、监督中心监督效果进行客观而系统的评价。（6） 大屏幕监控子系统数字城市管理工作人员可以利用该子系统对城市正常运行状况进行实时监控，并结合高清视频监控、监督管理巡查人员监控等手段及时发现城市管理存在的问题，并为监督中心以及指挥中心开展相应工作、及时全面的了解城市网格化管理现状提供科学依据。

63、（7）构件维护子系统网格化数字城市管理信息平台在开展日常工作时往往会受到多种因素影响，如：极端恶劣的自然天气、不法分子的违法行为、系统构件本身的质量等，从而导致部分构建功能运转异常或无法正常开展工作，此时需要利用构建维护子系统对整个信息平台进行自我诊断检测，及时发现故障或异常之处并提醒城市管理工作人员对其实施维护。（8）GIS子系统GIS子系统基于自身的空间数据信息库，利用强有力的搜索引擎以及电子地图等数据发布平台来协同其他子系统完成数字城市管理工作，为其提供精确的定位、地理数据资源与信息查询等服务。4.6 网格化数字城市管理信息平台关键技术由于网格化数字城市管理信息平台在构建过程中融合了多种现代化、信息化技术，从而形成了一个对城市管理工作提供强有力帮助的平台。因而，需要对其所应用的关键技术进行深入分析，从而提升该信息品台的推广可行性。4.6.1 WeB GIS技术WeB GIS依托于当前广泛推广使用的互联网技术及设备，通过网络协议将客户端与管理系统相结合，从而在因特网上实现数据信息交互与共享的技术。通常是由