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數(shù)字城市空間管治信息質(zhì)量體系研究工學論文
摘要：本文探討了數(shù)字城市空間管治信息質(zhì)量體系。通過分析空間準入評價與空間管制決策指標體系，提出數(shù)字城市空間管治質(zhì)量指標體系。
關(guān)鍵詞：數(shù)字城市空間管治空間準入空間管制質(zhì)量指標
1研究背景
數(shù)字城市空間管治即是指:以真實城市空間資源分配為核心及其將經(jīng)濟、社會、生態(tài)等可持續(xù)發(fā)展，資本、土地、勞動力、技術(shù)、信息、知識等生產(chǎn)要素綜合包融在內(nèi)的整體地域空間管治在虛擬四維時空中的數(shù)字化實現(xiàn)。數(shù)字城市空間管治以計算機科學、空間信息科學、系統(tǒng)科學、城市科學、管理科學、地球科學及環(huán)境科學等為支撐，可為政府部門和非組織管治決策提供多要素、多層次、多時態(tài)的城市自然、人文、社會與經(jīng)濟信息，使其能更好、更有效地實現(xiàn)城市空間管治目標。
對于城市空間管治，由于其操作對象具體，功能目標明確，應用范圍集中于城市區(qū)域，空間信息的比例尺較大，數(shù)據(jù)質(zhì)量對應用結(jié)果的影響非常明顯，在數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的要求也就更高。所以，城市空間管治的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制問題，就具有更重要的意義。
數(shù)字城市空間管治信息數(shù)據(jù)是城市空間管治最基本和最重要的組成部分，也是數(shù)字城市空間管治良好的動態(tài)運行中投資比重最大的部分之一。信息時代數(shù)字城市空間管治是以計算機科學、空間信息科學、系統(tǒng)科學、城市科學、管理科學、地球科學及環(huán)境科學等為支撐，城市空間基礎信息和城市社會經(jīng)濟與建設等綜合信息為基礎的信息化、網(wǎng)絡化管理技術(shù)。它的一個重要特征應是以計算機軟硬件為支持平臺。城市空間管治所涉及的信息為數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)以空間信息為主的信息輸人、貯存、查詢、檢索、統(tǒng)計、分析和輔助決策的計算機技術(shù)系統(tǒng)。它必須保證空間管治信息數(shù)據(jù)的正確性和可靠性，并將各部門網(wǎng)絡化和專業(yè)化的信息按照一定的標準和規(guī)范置于統(tǒng)一管理之下，使城市空間管治工作有一個規(guī)范標準化的高質(zhì)量數(shù)據(jù)基礎。信息數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞，直接影響著空間管治分析評價與決策結(jié)果的可靠程度和空間管治目標的真正實現(xiàn)。
因此，在數(shù)字城市空間管治研究中，信息數(shù)據(jù)質(zhì)量體系研究是一項十分重要的基礎研究工作。數(shù)字城市空間管治基礎信息質(zhì)量體系研究是世界各國共同走向現(xiàn)代城市空間管治急待解決的基礎課題。
2城市空間管治信息分類模型
傳統(tǒng)的管理觀念，通過規(guī)劃限制和禁止空間準人，現(xiàn)代管治理念來源于生物學及系統(tǒng)科學，指管理控制主體給予對象一定的刺激和干預，使其按預定目標方向發(fā)展。要全面、有效地對城市空間進行管治，保證高質(zhì)量的城市空間環(huán)境，需要多因素的綜合信息。例如用地控制、環(huán)境容量控制、建筑形態(tài)控制、道路交通控制、設施配套控制、城市設計引導等方面。目前，任何城市規(guī)劃建設、資源開發(fā)、環(huán)境保護等活動，不管是綜合性的還是單項的，其內(nèi)在構(gòu)成都包括以下幾方面:土地使用、設施配套、建筑建造、行為活動。所以，根據(jù)我國現(xiàn)行的國家標準、行業(yè)標準以及地方標準進行分析，共同形成空間準人和空間管制的內(nèi)在構(gòu)成。圖1、圖2分別歸納出以上幾方面在空間準人和空間管制中所包融的具體分類模型。模型內(nèi)容基本概括了城市空間管治活動的主要作業(yè)。
3數(shù)字城市空間管治信息的質(zhì)量體系
數(shù)字城市空間管治信息數(shù)據(jù)主要有圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩大類。圖形數(shù)據(jù)包括基礎數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，如測量數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)和遙感圖像數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)源都帶有一定的誤差因素并將之引人數(shù)字城市空間管治信息管理的數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)源在時間精度(即現(xiàn)勢性)和數(shù)據(jù)空間范圍與數(shù)據(jù)內(nèi)容方面，若不能滿足城市空間管治應用的需要，也會嚴重影響信息數(shù)據(jù)應用結(jié)果的質(zhì)量。因此，城市空間管治信息的質(zhì)量問題也是需要解決的基本問題。
3.1數(shù)字城市空間管治評價與決策指標體系
數(shù)字城市空間管治是一項起源于城市的更新改造活動，促進城市可持續(xù)發(fā)展的工作。從任何一項城市更新改造規(guī)劃，到更新方案實施，城市空間管治都需要依據(jù)國家的各種法規(guī)對更新項目進行空間準人審批和空間管制決策評價。從規(guī)劃控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，評價對城市更新改造有著十分重要的意義。
3.1.1城市空間管治評價類型與結(jié)構(gòu)
根據(jù)城市空間管治評價對象和方法的不同，城市空間管治的評價可分為三種不同的類型:
3.1.1.1現(xiàn)狀評價:分析和評價舊城生活和環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣程序，確定現(xiàn)狀綜合評定值。對現(xiàn)狀信息進行評價是城市更新規(guī)劃控制的起點。一方面，它可以總體上根據(jù)現(xiàn)狀評價的結(jié)果在整個舊區(qū)范圍內(nèi)界定更新的對象，排列舊城更新的先后次序。另一方面，針對具體更新區(qū)域的不良因素進行罰分評價，為下一步制定更新目標提供充分的現(xiàn)狀信息。
3.1.1.2空間準人評價:針對城市發(fā)展目標，評判城市更新改造項目對現(xiàn)狀的改進程度，確定更新方案的綜合評定值，是確立正確的規(guī)劃目標所依靠的有力手段，它不僅可以對單一的目標進行評價，以確定它是否符合城市規(guī)劃建設、社會、經(jīng)濟、環(huán)境發(fā)展的原則和舊城更新的實際需要，而且可以對多種規(guī)劃方案和目標進行比較和優(yōu)選，從中選出最為合理的方案和目標。
3.1.1.3空間管制評價:評價規(guī)劃目標的實現(xiàn)程度，確定更新后的綜合評定值，是對于更新以后的城市形態(tài)所進行的檢測。它一方面對前一階段的規(guī)劃目標進行檢驗，另一方面為下一步的規(guī)劃控制提供新的決策信息。
其評價體系主要由兩大部分構(gòu)成，即評價指標體系和評價方法體系。指標體系是整個評價程序的框架和基礎，也是建立科學的評價方法的必要前提。因此，我們有必要建立一套較為完善的城市空間管治評價指標體系，使城市空間管治的評價在內(nèi)容上趨于客觀和全面，在結(jié)構(gòu)上趨于系統(tǒng)和嚴密，使得城市空間管治的決策更為科學和合理。
3.1.2城市空間管治評價指標體系的建立
3.1.2.1影響因素分析
影響城市空間管治的因素很多，諸如國家對國土資源開發(fā)利用、耕地保護、城市更新的政策，國家的經(jīng)濟實力，城市的整體結(jié)構(gòu)和功能，社會對城市更新的期望值，以及更新區(qū)域的社會物質(zhì)條件等等。其中，對城市空間管治最具直接影響的因素是更新區(qū)域的物質(zhì)和社會狀況，城市的社會物質(zhì)條件所包含的內(nèi)容極為豐富，既包括土地使用、建筑建造、市政設施、道路交通等，也包括社會組織、歷史文化、人文景觀、居民收人等經(jīng)濟文化因素。它是更新地區(qū)城市生活質(zhì)量和城市現(xiàn)代化的尺度和標志，也是城市更新評價指標的原始素材。
對于不同的行業(yè)、社會團體和個人來說，由于他們所處的技術(shù)領域同、社會經(jīng)濟地位不同，審視的角度不一，對于城市更新的期望和要求也存在一定差距，因而對城市空間管治的評價項目和評價標準也不盡相同。因此，需要根據(jù)國家現(xiàn)行的各類相關(guān)法規(guī)和規(guī)程規(guī)范，全面綜合的考慮城市空間管治的各種影響因素，建立評價指標體系。
3.1.2.2評價指標體系
前面分析了城市空間管治評價的各種主要影響因素。另外還有一些因素相對其他因素來說對城市空間管治評價的影響較小，可以不列人評價指標體系。
為此，考慮到評價指標對城市空間管治應具有直接的影響力和同一評價指標對不同的評價對象來說應有明確的可比性這兩個基本原則，我們可將指標進行合并和提煉，根據(jù)其不同內(nèi)容將其分為兩大類。①空間準人評價體系;②空間管制評價體系。
評價體系均以統(tǒng)一標準的位置(坐標)、高程、面積三種幾何物理量作為評價指標。無縫鑲嵌于數(shù)字城市空間管治信息分類體中。圖3為空間準人評價指標體系之一—交通活動限制評價指標體系。
3.2影響數(shù)字城市空間管治信息數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素
數(shù)字城市空間管治信息數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題，實際上是伴隨著數(shù)據(jù)的采集、處理與應用過程而產(chǎn)生并表現(xiàn)出來的。根據(jù)這一過程，可以把數(shù)字城市空間管治信息數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題劃分為三個階段:第一個階段是空間管治信息數(shù)據(jù)的采集和保存;第二個階段是數(shù)字城市空間管治信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立，包括數(shù)字化、數(shù)據(jù)錄人和必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理;第三個階段則是在數(shù)字城市空間管治決策支持信息系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)的操作、分析評價和決策。每一個階段都包含前一個階段所帶來的原有誤差，并增加了本階段所引人的新的誤差因素。因而，數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響因素可以以數(shù)據(jù)獲取和應用過程的這三個階段為線索來考查。
3.2.1數(shù)字城市空間管治數(shù)據(jù)源影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素
數(shù)字城市空間管治的數(shù)據(jù)源，通常包括外業(yè)測量、勘丈、調(diào)查記錄的數(shù)字化數(shù)據(jù)、圖紙、圖像和文檔材料等。數(shù)字城市空間管治數(shù)據(jù)源的質(zhì)量問題，包括這些數(shù)據(jù)源的采集和生成過程中產(chǎn)生的誤差，如測量中由測量方法、儀器及人員操作帶來的誤差，遙感的系統(tǒng)誤差及干擾誤差，文檔材料在社會調(diào)查和統(tǒng)計時產(chǎn)生的誤差，地圖本身固有的誤差(包括數(shù)學基礎的展繪、編繪、清繪、制圖綜合、地圖復制以及套色誤差)，遙感解譯過程中產(chǎn)生的定位和分類誤差等等，以及數(shù)據(jù)源在保存過程中產(chǎn)生的誤差，如圖紙變形誤差等。
3.2.2數(shù)字城市空間管治決策支持數(shù)據(jù)庫建立中對數(shù)據(jù)質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素
根據(jù)目前的技術(shù)方法和設備條件限制，數(shù)字城市空間管治決策支持信息系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)源，主要還是來自圖紙、外業(yè)測量和調(diào)查、統(tǒng)計資料。這類數(shù)據(jù)源，必須經(jīng)過數(shù)字化和數(shù)據(jù)錄人以及二者之間的連接配準，也許還要經(jīng)過一定的格式轉(zhuǎn)換，才能進人空間管治決策支持系統(tǒng)，成為數(shù)字城市空間管治決策支持信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的原始數(shù)據(jù)。
這一部分數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，包括決策支持信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)字化和數(shù)據(jù)錄人以及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換所引起的質(zhì)量問題。影響這部分數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素主要在于數(shù)字化采集儀器的精度、數(shù)字化方法以及數(shù)字化操作精度、統(tǒng)計數(shù)據(jù)錄人中的差錯等。這類數(shù)據(jù)質(zhì)量問題相對比較簡單，影響因素容易發(fā)現(xiàn)，可控制程度相對較高。
3.2.3數(shù)字城市空間管治分析和處理過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題
在數(shù)字城市空間管治評價和決策過程中，運用城市空間管治決策支持信息系統(tǒng)分析和處理，可能影響其數(shù)據(jù)質(zhì)量問題的因素包括計算、拓撲、疊加。這一部分的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，是由數(shù)字城市空間管治決策支持系統(tǒng)的分析和處理過程引人的問題比較復雜，影響因素較隱蔽，產(chǎn)生的誤差也比較難估計。
3.3數(shù)字城市空間管治信息數(shù)據(jù)質(zhì)量指標確定
數(shù)據(jù)質(zhì)量指標是城市空間管治數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的重要依據(jù)。根據(jù)對數(shù)據(jù)誤差來源、性質(zhì)、類型和大小以及產(chǎn)生的原因的分析。提出數(shù)據(jù)質(zhì)量控制指標確定思路。
首先，數(shù)據(jù)質(zhì)量是一個相對的概念，甚至衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量的標準也會隨具體應用的特點和要求而變化。其次，數(shù)據(jù)質(zhì)量本身具有不確定性，除了可度量的空間和屬性誤差外，許多質(zhì)量因素是很不明顯或是很難確定的。因此，數(shù)據(jù)質(zhì)量問題中，有可以減小甚至消除的誤差，也有很難檢測和控制的因素。本文研究數(shù)字城市空間管治信息的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，先僅針對其中可度量和可控制的質(zhì)量問題而言的，主要集中在數(shù)據(jù)源的信息采集、數(shù)字化處理和過程部分。數(shù)據(jù)質(zhì)量不確定性另設專題研究。例如土地使用與地籍管理單項空間管治數(shù)據(jù)質(zhì)量指標確定一規(guī)劃紅線測設質(zhì)量指標確定如圖4所示。限于篇幅，各單項空間管治數(shù)據(jù)質(zhì)量指標不再一一列出。
根據(jù)上述確定的空間管治信息質(zhì)量分類指標，可將空間管治信息質(zhì)量分類指標歸納統(tǒng)計于下表。
從表可確定出數(shù)字城市空間管治各種息信質(zhì)量需求及數(shù)據(jù)采集所適宜的必要精度方法等級。
4結(jié)束語
本文探討了數(shù)字城市空間管理新模式一空間管治決策支持所需動態(tài)地理空間信息的質(zhì)量控制指標。為數(shù)字城市空間管治息信數(shù)據(jù)采集與處理的生產(chǎn)限差的確定提供了依據(jù)。但這僅是數(shù)字城市空間管治息信基礎研究邁出的第一步，隨著數(shù)字城市空間管治機制的實施和發(fā)展，數(shù)據(jù)量與息信種類都將不斷的升級換代，這項工作任重道遠。
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