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數(shù)字城市空間管治信息質(zhì)量體系研究工學(xué)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(zhǔn)入評(píng)價(jià)與空間管制決策指標(biāo)體系，提出數(shù)字城市空間管治質(zhì)量指標(biāo)體系。
關(guān)鍵詞：數(shù)字城市空間管治空間準(zhǔn)入空間管制質(zhì)量指標(biāo)
1研究背景
數(shù)字城市空間管治即是指:以真實(shí)城市空間資源分配為核心及其將經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等可持續(xù)發(fā)展，資本、土地、勞動(dòng)力、技術(shù)、信息、知識(shí)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(shí)空中的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。數(shù)字城市空間管治以計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、城市科學(xué)、管理科學(xué)、地球科學(xué)及環(huán)境科學(xué)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(shí)態(tài)的城市自然、人文、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)信息，使其能更好、更有效地實(shí)現(xiàn)城市空間管治目標(biāo)。
對(duì)于城市空間管治，由于其操作對(duì)象具體，功能目標(biāo)明確，應(yīng)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(duì)應(yīng)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(dòng)態(tài)運(yùn)行中投資比重最大的部分之一。信息時(shí)代數(shù)字城市空間管治是以計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、城市科學(xué)、管理科學(xué)、地球科學(xué)及環(huán)境科學(xué)等為支撐，城市空間基礎(chǔ)信息和城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)與建設(shè)等綜合信息為基礎(chǔ)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化管理技術(shù)。它的一個(gè)重要特征應(yīng)是以計(jì)算機(jī)軟硬件為支持平臺(tái)。城市空間管治所涉及的信息為數(shù)據(jù)資源，實(shí)現(xiàn)以空間信息為主的信息輸人、貯存、查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、分析和輔助決策的計(jì)算機(jī)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(luò)化和專業(yè)化的信息按照一定的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化的高質(zhì)量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。信息數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞，直接影響著空間管治分析評(píng)價(jià)與決策結(jié)果的可靠程度和空間管治目標(biāo)的真正實(shí)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(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)研究工作。數(shù)字城市空間管治基礎(chǔ)信息質(zhì)量體系研究是世界各國(guó)共同走向現(xiàn)代城市空間管治急待解決的基礎(chǔ)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(zhǔn)人，現(xiàn)代管治理念來源于生物學(xué)及系統(tǒng)科學(xué)，指管理控制主體給予對(duì)象一定的刺激和干預(yù)，使其按預(yù)定目標(biāo)方向發(fā)展。要全面、有效地對(duì)城市空間進(jìn)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(shè)施配套控制、城市設(shè)計(jì)引導(dǎo)等方面。目前，任何城市規(guī)劃建設(shè)、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等活動(dòng)，不管是綜合性的還是單項(xiàng)的，其內(nèi)在構(gòu)成都包括以下幾方面:土地使用、設(shè)施配套、建筑建造、行為活動(dòng)。所以，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，共同形成空間準(zhǔn)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(zhǔn)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(dòng)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(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，如測(cè)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(kù)中。數(shù)據(jù)源在時(shí)間精度(即現(xiàn)勢(shì)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(yīng)用的需要，也會(huì)嚴(yán)重影響信息數(shù)據(jù)應(yīng)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(píng)價(jià)與決策指標(biāo)體系
數(shù)字城市空間管治是一項(xiàng)起源于城市的更新改造活動(dòng)，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的工作。從任何一項(xiàng)城市更新改造規(guī)劃，到更新方案實(shí)施，城市空間管治都需要依據(jù)國(guó)家的各種法規(guī)對(duì)更新項(xiàng)目進(jìn)行空間準(zhǔn)人審批和空間管制決策評(píng)價(jià)。從規(guī)劃控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，評(píng)價(jià)對(duì)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(píng)價(jià)類型與結(jié)構(gòu)
根據(jù)城市空間管治評(píng)價(jià)對(duì)象和方法的不同，城市空間管治的評(píng)價(jià)可分為三種不同的類型:
3.1.1.1現(xiàn)狀評(píng)價(jià):分析和評(píng)價(jià)舊城生活和環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)劣程序，確定現(xiàn)狀綜合評(píng)定值。對(duì)現(xiàn)狀信息進(jìn)行評(píng)價(jià)是城市更新規(guī)劃控制的起點(diǎn)。一方面，它可以總體上根據(jù)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)的結(jié)果在整個(gè)舊區(qū)范圍內(nèi)界定更新的對(duì)象，排列舊城更新的先后次序。另一方面，針對(duì)具體更新區(qū)域的不良因素進(jìn)行罰分評(píng)價(jià)，為下一步制定更新目標(biāo)提供充分的現(xiàn)狀信息。
3.1.1.2空間準(zhǔn)人評(píng)價(jià):針對(duì)城市發(fā)展目標(biāo)，評(píng)判城市更新改造項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)狀的改進(jìn)程度，確定更新方案的綜合評(píng)定值，是確立正確的規(guī)劃目標(biāo)所依靠的有力手段，它不僅可以對(duì)單一的目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定它是否符合城市規(guī)劃建設(shè)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境發(fā)展的原則和舊城更新的實(shí)際需要，而且可以對(duì)多種規(guī)劃方案和目標(biāo)進(jìn)行比較和優(yōu)選，從中選出最為合理的方案和目標(biāo)。
3.1.1.3空間管制評(píng)價(jià):評(píng)價(jià)規(guī)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度，確定更新后的綜合評(píng)定值，是對(duì)于更新以后的城市形態(tài)所進(jìn)行的檢測(cè)。它一方面對(duì)前一階段的規(guī)劃目標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，另一方面為下一步的規(guī)劃控制提供新的決策信息。
其評(píng)價(jià)體系主要由兩大部分構(gòu)成，即評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法體系。指標(biāo)體系是整個(gè)評(píng)價(jià)程序的框架和基礎(chǔ)，也是建立科學(xué)的評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系，使城市空間管治的評(píng)價(jià)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(yán)密，使得城市空間管治的決策更為科學(xué)和合理。
3.1.2城市空間管治評(píng)價(jià)指標(biāo)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(guó)家對(duì)國(guó)土資源開發(fā)利用、耕地保護(hù)、城市更新的政策，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，城市的整體結(jié)構(gòu)和功能，社會(huì)對(duì)城市更新的期望值，以及更新區(qū)域的社會(huì)物質(zhì)條件等等。其中，對(duì)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(huì)狀況，城市的社會(huì)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(shè)施、道路交通等，也包括社會(huì)組織、歷史文化、人文景觀、居民收人等經(jīng)濟(jì)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(biāo)志，也是城市更新評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始素材。
對(duì)于不同的行業(yè)、社會(huì)團(tuán)體和個(gè)人來說，由于他們所處的技術(shù)領(lǐng)域同、社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位不同，審視的角度不一，對(duì)于城市更新的期望和要求也存在一定差距，因而對(duì)城市空間管治的評(píng)價(jià)項(xiàng)目和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。因此，需要根據(jù)國(guó)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(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
3.1.2.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
前面分析了城市空間管治評(píng)價(jià)的各種主要影響因素。另外還有一些因素相對(duì)其他因素來說對(duì)城市空間管治評(píng)價(jià)的影響較小，可以不列人評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
為此，考慮到評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)城市空間管治應(yīng)具有直接的影響力和同一評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)不同的評(píng)價(jià)對(duì)象來說應(yīng)有明確的可比性這兩個(gè)基本原則，我們可將指標(biāo)進(jìn)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(zhǔn)人評(píng)價(jià)體系;②空間管制評(píng)價(jià)體系。
評(píng)價(jià)體系均以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的位置(坐標(biāo))、高程、面積三種幾何物理量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。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(zhǔn)人評(píng)價(jià)指標(biāo)體系之一—交通活動(dòng)限制評(píng)價(jià)指標(biāo)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(shí)際上是伴隨著數(shù)據(jù)的采集、處理與應(yīng)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(gè)階段:第一個(gè)階段是空間管治信息數(shù)據(jù)的采集和保存;第二個(gè)階段是數(shù)字城市空間管治信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)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(duì)數(shù)據(jù)的操作、分析評(píng)價(jià)和決策。每一個(gè)階段都包含前一個(gè)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(yīng)用過程的這三個(gè)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(cè)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(cè)量中由測(cè)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(huì)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)時(shí)產(chǎn)生的誤差，地圖本身固有的誤差(包括數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的展繪、編繪、清繪、制圖綜合、地圖復(fù)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?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)建立中對(duì)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(shè)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(cè)量和調(diào)查、統(tǒng)計(jì)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(zhǔn)，也許還要經(jīng)過一定的格式轉(zhuǎn)換，才能進(jìn)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(kù)中的原始數(shù)據(jù)。
這一部分?jǐn)?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?jǐn)?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(jì)數(shù)據(jù)錄人中的差錯(cuò)等。這類數(shù)據(jù)質(zhì)量問題相對(duì)比較簡(jiǎn)單，影響因素容易發(fā)現(xiàn)，可控制程度相對(duì)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(píng)價(jià)和決策過程中，運(yùn)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(jì)算、拓?fù)�、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(fù)雜，影響因素較隱蔽，產(chǎn)生的誤差也比較難估計(jì)。
3.3數(shù)字城市空間管治信息數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)確定
數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)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(duì)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(biāo)確定思路。
首先，數(shù)據(jù)質(zhì)量是一個(gè)相對(duì)的概念，甚至衡量數(shù)據(jù)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)隨具體應(yīng)用的特點(diǎn)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(cè)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(duì)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(shè)專題研究。例如土地使用與地籍管理單項(xiàng)空間管治數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)確定一規(guī)劃紅線測(cè)設(shè)質(zhì)量指標(biāo)確定如圖4所示。限于篇幅，各單項(xiàng)空間管治數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)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(biāo)，可將空間管治信息質(zhì)量分類指標(biāo)歸納統(tǒng)計(jì)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(jí)。
4結(jié)束語(yǔ)
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(dòng)態(tài)地理空間信息的質(zhì)量控制指標(biāo)。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(chǔ)研究邁出的第一步，隨著數(shù)字城市空間管治機(jī)制的實(shí)施和發(fā)展，數(shù)據(jù)量與息信種類都將不斷的升級(jí)換代，這項(xiàng)工作任重道遠(yuǎn)。
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