智慧城市中地理信息的需求與應用

郭仁忠

地理信息確實可以讓城市更智慧，也可以讓生活更美好。

在智慧城市環境下，地理信息主要是用來做什么事情呢？簡而言之，就是要能夠實現地理信息的實時獲取、高效的處理和快速的響應，促進地理信息大范圍的、全方位的、深層次的智能化應用。

首先簡單比較一下智慧城市跟數字城市之間的關系，可以認為數字城市做的主要是數據在線，提供的是信息服務；智慧城市可能更重要的是應用的在線，提供的是知識的應用。這是從宏觀上來看。如果把它放在云計算的框架下來看的話，數字城市主要是指基礎設施建設和數據建設，提供社會化服務；而智慧城市同時除了包含數字城市以外，還應該有平臺的建設、軟件的建設、具體的應用，應該說它是數字城市的一個深化。

智慧城市對地理信息的需求

那么智慧城市對地理信息有哪些需求呢？我個人歸納有這么幾個方面：第一是全面的感知和動態數據的更新；第二是構建多元化需求；第三個是快速的數據處理，動態地制圖；第四個就是多元數據的整合與自動形成；第五個是建設空間信息、地理信息源。

首先，什么叫動態數據更新？我們現在的地理信息都是測量出來的；等到智慧城市建成，人人都可以通過手機，通過各種手段對地理信息做更新。比如說我們到一個餐館去吃飯，去了以后發現那個餐館關門了，那么可能熱情的網友就可以把相關信息發到網上，從而實現更新。從地理信息庫里面，把這個餐館去掉，這就是所謂的“泛在社會”——能夠打破傳統測繪的數據的生成、發布和處理模式，能夠實現動態的更新。

那么所謂信息的處理是什么概念呢？我們知道不同的人對地理數據的要求是不一樣的。比如說同一個水系數據，不同的部門比如規劃部門、土地部門、交通部門、水利水務部門，他們對水系數據的要求不一樣。我們提供的數據要能夠提供相關的數據處理工具，讓用戶自己來處理數據——想要什么樣的數據，想要多詳細，都可以讓他自己來進行處理。本來這個工作都是測繪地理信息的專家、技術人員、工程師來做的，而到了智慧城市，應該讓一般的用戶也能夠處理，實現高度自動化的數據處理。

第三個就是動態制圖的概念。現在的地圖無論是經濟地圖還是其他地圖，都由專門的地圖專業人員來做。現在所有數據圖的信息都在數據庫里，都在網上，有沒有可能把這個庫存簡化、自動化，做成一個合集，讓用戶來做，讓地圖使用者來做？也就是說，要搞成一個地圖制圖的基層制造系統。這樣的話，任何人拿到數據以后，就可以根據他的需求生成相關的地圖。

第四個就是要自動選址。我們有很多社會經濟數據，都在統計局的數據庫里面。這些社會經濟數據，要在地圖上表達出來，需要人工進行標注，這個工作量非常大。比如我們統計長沙市某幾個區，下面還有街道、居委會、社區的人口，假如要做一個長沙市的人口分布圖，我們現在需要人工去一個社區一個社區的統計。假設我們用一個地理圖，把這些空間的位置都很清楚地表示出來，跟相關的統計人員對接起來，就會自動地進行地址的匹配。實際上，目前我們在深圳就做了這個工作，把深圳的市區，從每個區域、每個街道、每個社區，最后到每棟樓都進行了編碼，都在地圖上標出來。這樣每個房子相關的數據也就有了，相關的模型也就有了，這樣工商的、稅務的、公安的、城管的等等數據，就完全可以用計算機把它跟地圖相關的數據自動整合起來。

第五個就是地理信息空間云平臺，我們叫地理信息云。我們現在的地理信息還存在相關部門的數據庫里，需要把它變成一個“云”，實現社會化的服務、社會化的共享。在變成云的同時，我們既要能夠做到動態更新、全面感知，而且要能夠快速地接入互聯網，非常方便的使用；同時還要能深度融合，把地理信息跟城市的其他信息都能夠融合起來，形成一個社會化的城市信息。然后在這個基礎上進行相關的深度的挖掘跟應用。

地理信息在智慧城市中的應用

那么關于地理信息應用，我把它概括起來大概是四個方面：第一個是展示地理空間，第二個是提供定位參考，第三個是輔助空間分析，第四個是支撐業務重構。

關于展示地理空間，事實上我們的測繪、地圖一直都在做這個事。只不過智慧城市下的地理空間展示可以做成動態的、交互式的，做成具有身臨其境的感覺的真實現場感，可以在網上展示一個虛擬而又真實的地理世界。

第二個就是提供相關的定位參考。比如說，通過地理信息框架把社會經濟的非人口數據的位置表達出來，這種表達是很重要的。這種表達在傳統測繪里叫專題地圖，就是用空間的方法把一些非空間的數據表達出來，作為地理參考。

舉一個非常精準的應用，在醫療衛生行業的公共衛生專業——一個非常傳統的學科的建立，就跟地圖的使用密切相關。大概是19世紀80年代，倫敦霍亂病流行，死了很多人。因為當時霍亂的治療水平還很低，找不到病因。最早認為霍亂病是呼吸傳染的，搞得全城緊張。后來有一個醫生把所有病人家庭住址在地圖上標出來，這樣才發現，絕大部分病人是用了同一口水井。抽這個水井的水做調查分析發現水被污染，有了病毒。

有很多類似的情況，你看到統計數據和報表的時候找不出它的規律來，你一旦把它在空間定位以后，馬上就發現了它的規律性，能夠找到原因。正如公共衛生學這個學科的產生都跟地圖有密切的關系。

第三個主要應用叫輔助空間分析。這個也比較簡單，我們把城市自建的成果做成虛擬的三維情況，展示一下看看設計效果是不是好。比如說我們把深圳市的居住人口和就業人口做了分布分析：一個人總體上講有兩個最常出現的地點——家庭地址和工作場所。早晨他從家里到單位，晚上從單位到家里，他都要經過相關的交通路網，這樣我們就能通過大數據的手段，知道不同路網的交通流量、交通壓力，從而對這個交通路網做公交路線優化、道路規劃優化等。事實上這種優化的意義是非常大的，我們通過智慧城市的地理空間性分析，能夠對我們整個居住布局、產業布局、公共交通布局做優化，降低我們的平均出行時間。它潛在的和直接的經濟效益，實際上都非常可觀的，包括環境效益、人力時間成本等。

最后講個比較特殊的應用，我叫它們支持業務重構。就是通過地理信息技術，使相關行業的業務做法被改造，實現業務的重組重構。我把它叫做智慧城市的業務轉型。

比如不動產評估，我們有一塊土地做了評估，評估出來以后最高的評了7.15個億，最低的6.16個億，差了將近一個億，差了16%。在不動產評估行業，相差20%是正常或者合理的。但是正如大家所知，如果國家開征不動產稅，我們肯定希望一個權威的部門對于不動產評出一個權威的價格來，因為價格直接關系到收費的問題。事實上我們做了一個數字化的評估，所有跟房子有關的，位置、景觀、環境包括噪音、日照、污染以及配套設施和交通狀況，這些東西通過三維城市建模，通過不同行業的數據的集成，都可以通過數字化的方法把它算出來，并且這種計算的效果會比人工的估算要更準確。

所以，隨著智慧城市的建設，地理信息建設能做很多事情。夸張點講，創造了無限的可能，很多事情都可以通過計算機來算。所以地理信息確實可以讓這個城市更智慧，同樣也可以讓生活更美好。