以区域协作为契机推动城市群GIS的开发与应用

以区域协作为契机推动城市群GIS的开发与应用

（摘自中国测绘报 2004.2.10）

    中国城市群的崛起与区域管治问题
    随着中国经济的快速增长和城市化步伐加快，在珠江三角洲、长江三角洲、京津唐等地区逐步形成了大型都市群。例如传统意义的“珠江三角洲”包括广州、深圳、佛山、珠海、东莞、中山、惠州、江门等城市，而“大珠江三角洲”则将香港和澳门涵盖其中，人口超过5000万，2002年国内生产总值超过3000亿美元，进出口贸易额超过6000亿美元。长江三角洲城市群以上海为中心，由苏州、无锡、常州、扬州、南京、南通、镇江、杭州、嘉兴、宁波、绍兴、舟山、湖州等城市组成，面积约10万平方公里，人口超过7000万，2002年实现国内生产总值1.9万亿元人民币，出口总额925亿美元。北京、天津与环渤海湾城市也是一个经济发达且城市密集的区域。
　　这些城市群区域中的城市之间存在着竞争和合作的双重关系。有一些城市将自己定位为区域中心，在城市功能和空间规划方面与周边城市重叠，例如珠江三角洲城市机场建设的竞争，长江三角洲城市港口建设的竞争，工业／高科技产业园区的竞争等。面对全球化、城市化、人口增长、资源枯竭等问题困扰，跨行政边界的区域合作逐步成为一个新趋势。区域合作的类型甚多，如兴建大型基础设施、国土资源环境管理、经贸发展、紧急事故处理等。近年来，城市群地区在区域管治方面出现了一些新现象，如行政区划调整、都市圈规划、区域经贸合作等。在区域治理方面长江三角洲先行一步，苏锡常地区和南京市各自完成了都市圈规划方案，特别是南京市明确提出了区域空间管治协调的准则、措施和政策建议。
　　从国际城市群地区的发展趋势看，区域合作需要透过管治系统来完成。一般来说，区域管治涉及城市政府功能的重组，使其具有效率、成本等概念，形成灵活运作的政府；同时也要塑造协作型管治组织，吸引企业和公众与政府一起参与经济发展、城市规划、公共事务等；区域管治也要求打破行政垄断，调动地方资源，融洽区际关系，共同解决区域发展中的重大问题。著名建筑大师吴良镛先生从城市规划的角度提出了四点建议：第一，从全球化的角度，审视沿海城市群地区在国家发展、国际竞争中的战略定位；第二，以区域的概念，选择区域可持续发展模式；第三，打破“诸侯规划”，推进区域协调；第四，因地制宜、因势利导，发展城市规划学，进行城市区域规划。

　　将GIS服务于中国城市群地区的管治
    2003年11月，在深圳召开的第六届城市地理信息系统学术论坛上，我们提出了“城际GIS”的概念，初步探讨了其在城市密集地区城市管制中的应用前景和实施方案。来自海峡两岸四地特大城市规划领域的领导、专家、学者们讨论了“城际GIS”的基本内涵，并推荐使用更为准确的概念“城市群GIS”。
　　城市群GIS是适应城市／区域管治的需要，透过跨政府部门、跨行政区域的政府、学术、商业等机构的协作，共建和共享地理、人口、经济、资源、交通等空间信息基础设施，发展多种多样的地理信息应用系统，服务于城市区域规划、环境保护、资源利用、大型基础设施建设、灾害防护等，服务于区域管治的决策和行动。对于城市群地区的区域管治，GIS大有用武之地：第一，地理信息和地理信息技术为研究解决城市／区域的空间问题提供了工具支持；第二，借助地理信息和地理信息技术可以更好地了解区域可持续发展问题，并尝试提供解决方案；第三，地理信息和地理信息技术可以帮助参与者之间相互了解，共享信息和知识，形成共识和共同行动。
　　城市群地区在中长期时间内是增长还是衰落，在经济发展、基础设施、环境保护和社会公平领域都面临着战略决策选择，并要将重大的决策落实到区域管治层面。理解、分析这些问题，为这些问题提供解决方案和决策支持，往往需要地理信息和地理信息技术的帮助。通过积累地理信息、制作专题地图、空间模型分析等手段使参与者获得共识，并付诸行动。城市群GIS正是迎合这一要求而提出来的。根据区域管治的基本特点，城市群GIS要具备以下特点：跨政府部门运行；跨行政区域协作；区域性GIS应用，服务于城市规划和区域管治；项目实施需要各种类型用户的参与、协作和投资；往往需要一定的空间数据基础设施的支撑；为各种地理信息用户提供表现、分析、决策支持等服务。

　　国外都市GIS协作项目的成功案例
    国外在区域管治和区域GIS协作方面，已经具有不少成功的经验。IMAGIS是美国印第安纳州一个多方参与的、公私协作的GIS联盟，主要参与者包括一些政府部门和公共设施企业，服务于Indianapolis都市区和Marion县的范围。该联盟开发了一个多用途的数字基础地图，包括规划图、控制点和地形图、地籍图、公用设施、数字正射像片等。这些地图为参与者提供以下方面的利益：更好的地图；一致的地图；跨组织的项目交流／合作；共享技术、知识和经验；共摊费用。从上世纪80年代中期开始的四年中，IMAGIS每年约花费720万美元用于硬件、
软件和数据转换；其后每年花费40万元用于日常运作、数据整合、系统维护、数据更新和参与者之间的协调。IMAGIS目前为社会供应超过200个图层的数据。使用这些数字地图，IMAGIS成员开发了大量的应用系统（超过60个），其中不少应用获得了美国各种组织颁发的卓越奖、成就奖、模范奖、先驱奖。
　　另一个成功的例子是美国MetroGIS项目。它于1995年启动，服务于Minneapolis－St.PaulMetropolitan地区的300个组织，包括7个县、188个城市和市镇，59个校区和39个流域，面积大于3000平方英里。该项目具有以下实施特点：第一，参与各方达成共识，并制定了清晰的目标。第二，参与者通力合作、分工明确，形成了一个有效的组织网络；其政策委员会由县政府官员、有经验的政策制定者组成；协调委员会由代表参与组织的20余名专业人士和经理组成；几十名专业人士组成各种技术小组，解决各种技术问题。第三，政府承担的主体投资保证了项目顺利实施。政府在5年内约投资了300万美元，NSDI和州交通部也提供了一些资助。更重要的是参与成员免费提供地理数据，并放弃了收取数据版权费用。第四，优先进行地理数据开发。基本工作程序是确定广大用户的数据需求，建立数据模型（实体－关系模型），并将数据集优先级排序，在审核数据优先级后将它作为政策规定执行。第五，确定任务目标：用户需求调查，任务／功能按优先级分类（关键任务、重要任务、协作任务、附加选择、次要任务），任务优先级审批后作为政策规定执行。可以说是共识和目标将参与者凝聚起来，政策委员会和协调委员会解决参与者之间的利益和冲突问题，政府承担主要投资保证了项目的持续，参与成员免费提供数据大
大降低了项目成本，而数据优先实施和任务优先级策略保证项目最大限度地满足参与者的需求。MetroGIS被美国联邦地理数据委员会等组织誉为美国地理数据共享的典范项目。
　　协作网络是跨组织GIS项目实施的基础要素。英国的国家土地信息服务系统是一个跨组织合作的项目，它为政府、企业和公众提供地籍、地形、设施、环境、社会经济等数据服务。对该项目的研究表明：地理信息政策网络是一个有效的自组织网络，能够协作发展跨组织的复杂信息系统。这个网络中的参与者能够合作制定政策，达成行动共识，彼此相互信任，虽然出现了各种困难，参与者能够做出调整，致力于项目的发展。从行动者网络理论的角度，GIS参与者之间的合作取决于复杂的、动态的行动者网络，这个网络由来自公共、私人和教育行业的个人和团体构成；数据标准与交换、技术、策略都涉及多样化的参与团体和他们构成的网络。从冲突理论和项目管理的角度，项目管理的核心是管理参与者之间的冲突，参与者之间过多或过少的冲突都不利于项目实施。

　　城市群GIS的功能与技术
    城市群GIS应当具有以下类别的基本功能：第一，地理数据管理与服务功能，透过区域性的地理信息中心和地理数据基础设施，提供空间数据管理、数据更新、元数据管理、网络数据查询、数据下载与交换服务。第二，公众地理信息服务，包括大众地图和专题地图服务，大众地图包括街道、行政区、交通网络、旅游、服务设施、标志建筑、地形等，专题地图则提供社区规划、设施选址等与社区居民关系密切的专题信息。公众地理信息服务以WebGIS地图显示为基础，适当提供空间查询与分析功能。第三，区域地理信息服务平台，目前支持互操作的软件技术正逐步成熟，OpenGIS规范也得到了产业界的支持，因此在一些重要的网络节点上建立地理信息服务平台，在技术上已经成为可能。
　　城市群GIS的基本功能要求对系统整体架构设计提出了挑战，其框架设计需要满足多元数据的共享和多种类型用户的需求，并满足公众团体参与公共事务的愿望。考虑到目前GIS和IT技术发展的状况，建议参考以下的系统框架：在少数中心城市组建地理数据中心（IDC），数据中心支持大型地理数据库管理，根据需要设置各种服务器，提供数据库维护、数据目录查询、数据下载管理、公众地理信息等服务功能。
　　根据城市群GIS的主要功能、用户状况、数据特征，可以将城市群GIS的基础技术总结为以下几个方面：第一，地理空间数据标准，包括分类标准、内容标准、元数据标准、交换标准等；第二，多格式的、多来源的、多比例尺的大型空间数据库开发与管理；第三，基于网络的数据目录服务和数据交换服务；第四，适用WebGIS提供数据浏览、专题图制作、空间分析等基本服务，如有可能进一步支持OpenGIS定义的地理信息互操作服务，为分布式GIS应用提供基础。不同用户应用系统的开发可能千差万别，但这四个方面是城市群GIS应用的基础。
　　通常采用建设地理数据基础设施的概念实现区域性地理数据采集、转换、建库、检索和分发。地理数据基础设施在技术方面包含数据标准化、数据库管理、元数据管理、网络数据查询、网络数据交换等主要部分。数据标准化是针对多格式的、多来源的、多比例尺空间数据进行总体分类，统一数据格式和地理编码，并制定元数据格式和数据交换格式。而数据转换和建库是最基础性的工作，往往需要耗费大量的人力资源和资金。元数据管理和网络数据查询的解决方案比较多元化，例如可以使用ISOZ39.50协议加入比较成熟的数据网络（如中国的NSII、美国的NSDI），也可以使用JAVA技术开发独立的软件。建立区域空间数据基础设施需要动员、协调数据供应部门，也需要调查数据需求、完成数据生产与更新、完善元数据管理。投资与协调等问题困扰着区域空间数据基础设施的建设。

　　发展中国城市群GIS的难点与契机
    城市群GIS项目的组织与实施面临相当大的挑战性。项目的发起、投资、管理与利益分配等方面，需要跨区域、跨政府的多个机构间的协商与决策，由于项目参与者之间的价值观念、参与动机、获取利益存在很大差别，在目前的体制框架内，项目协调仍是一件相当困难的事情。另外，城市群GIS项目的周期往往比较长，涉及的数据种类多，需求也比较多样化，而参与者的GIS知识水平参差不齐，可能导致项目实施过程在一定程度上是动态、脆弱的，很容易受到干扰而改变。
　　城市群GIS参与者包括四大类：政府部门、企业组织、学术团体和公众，但他们在使用空间数据和地理信息技术方面的角色、作用、贡献各不相同。取得共识、减少冲突并获得利益是城市群GIS管理中的核心问题，贯穿在项目决策、投资、实施、运行等环节中。国内城市GIS合作的经验也表明：在大型项目开始阶段，参与者之间可能存在不少冲突，但随着项目合作的逐步展开，冲突逐渐减少，共识也逐步形成。城市群GIS项目要考虑到潜在参与者的需求，在项目章程、组织中体现不同参与者的责任和利益。一般来说，区域或部门之间的利益关系和庞大的项目投资额可能是制约国内有关项目开展的主要障碍，往往需要高级别政府部门在行政和投资方面协调城市群GIS的实施。
　　城市群GIS项目的组织方式可以很灵活。可以由区域内测绘、土地或规划行业具领袖地位的机构倡议发起，吸引利益相关团体参与，项目发起人承担项目的组织、协调、规划、实施任务。项目也可能是上级政府部门提议，任命一个机构承担协调、组织的任务。通常可以把城市群GIS的组织方式划分为权威型和松散协作型。权威型的城市群GIS要求项目领导机构在GIS应用领域具有成熟的经验和成功的案例，人力资源充足，对所要解决的问题有比较深入的理解；自然地，其所做工作能够获取周边城市或兄弟单位的认同，其它参与者愿意加入到协作项目中。结合中国的国情，城市群GIS项目可以采用以权威型的组织方式为主，松散型的组织为辅的组织模式。
　　国外的实践经验表明：用户群体的共识，适当的组织形式，稳定的项目投资，可操作的数据标准，务实的项目计划，参与成员的通力合作，是项目成功的保证。中国在这方面的尝试还非常有限，缺乏建立跨越政府机构和跨越行政边界的GIS应用的经验。在全球化的背景下，中国经济要保持持续增长，要求区域城市间进行密切的合作。目前，长江三角洲、珠江三角洲地区正在兴起区域协作的浪潮，区域管治系统正在逐步建立，城市群GIS将大有用武之地。管治系统所提倡的跨政府、跨区域协作与测绘行业提倡的共建共享区域性地理信息基础设施的概念完全一致。随着中国城市群地区区域管治体系的建立，测绘部门要发挥在数字地图生产和管理方面的专业优势，积极参与城市群GIS的建设，抓住区域整合的机会，建设区域性地理信息基础设施，为中国的地理信息产业作出贡献。