GIS在數字城市中的應用

【摘要】：數字城市是全球城市發展的熱點，也是目前城市化研究的重要方向。GIS技術對數字城市的建設有相當重要的作用，但是也存在一些劣勢。本文就從數字城市的角度出發，分析GIS技術應用的優缺點，并提出合理的建議。

【關鍵詞】：數字城市；GIS；優缺點

1.數字城市的概念及發展演變

“數字城市”是新興的城市概念，二十世紀末期，美國副總統戈爾首次提出了“數字地球”的概念，隨后，數字城市的概念也開始出現。“數字城市”是未來城市的主要發展方向，能將信息技術、網絡技術、數字技術從各個方面以多種形式融入城市日常的生活和發展中。數字城市的建設目標就是使城市的各部分數據和信息有效地整合，統一管理，統一使用，達到快速反應、全面管理的目的。綜合來講“， 數字城市”即是在城市建設規劃與日常管理以及城市常規生產與生活中，充分利用數字化的高科技信息處理技術和網絡通信技術等，將城市的各種信息資源加以有效整合并充分利用，使海量的城市信息與相關數據發揮出更大的潛在功能和經濟，社會等多方面的效益。從而不斷提高政府相關決策的科學性、規范性和民主化，使城市的建設規劃更合理、科學，并提高城市建設的時效性、城市管理的針對性、城市資源的合理配置和規劃，有力的提高了城市的綜合實力以及廣大人民群眾的工作、生活質量，促進城市的可持續發展和人民生活水平的群面提高，意義深遠，利國利民。但是，數字城市的建設是一項繁雜浩大的工程，涉及到政府事務、公共設施、交通安全、公共場所規劃等多個方面，有大量的數據采集、統計、歸檔，城市日常情況的監測、分析，突發事件的反應、處理等工作需要處理。我國自引入數字城市概念后，也進行了大量的實踐工作，努力進行數字城市建設。從二十世紀八十年代開始，我國開始廣泛將各種新技術應用于城市建設與規劃中，并逐步得到了發展。從九十年代開始，我國開始運用GIS（地理信息系統）技術進行相關城市信息的查詢、更新、監測和控制等。

2.數字城市建設過程中GIS技術的應用優勢及相關問題

GIS即Geographic Information System，中文名稱為“地理信息系統”，產生于二十世紀六十年代，是一種先進的，綜合了計算、輸入、集中、存儲、測繪、查詢、分析等多重功能的，能夠運作和處理地理參照數據的計算機信息處理系統。GIS是具有信息系統空間專業形式的數據管理系統，與全球定位系統（GPS）、遙感系統（RS）合稱為3S系統，能夠把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起，被廣泛應用于科學調查、城市規劃等領域。該項技術經過數十年的發展，已經有了不小的突破，一直被業內人士所看好，也日益受到人們的關注，在城市建設的各個領域被廣泛應用，效果顯著。

（1）消防規劃方面。城市的消防建設關乎廣大市民的生命和財產安全，責任重大，GIS技術的應用能夠為城市的消防建設起到巨大的推動作用。首先，GIS的地理檢測能力能夠客觀全面的評價城市的消防現狀，對整個城市的整體消防狀況作出整體把握。其次，其靈敏的監測功能還可以有效的對消防工作進行預測分析、預警，并迅速反饋，做到快速反應。所以，與傳統模式相比，GIS技術更快速、靈敏。（2）抗震救災方面。GIS技術能夠同時處理空間與屬性的具體數據，這也就為城市的抗震救災工作提供了強有力的技術支持。通過GIS技術對圖片和圖形的分析處理，能夠對受災地區具體情況進行科學合理的分析，給出較為科學有效的參考決策。出色的圖形展示能力和分析能力，在城市出現突發緊急情況時，能夠快速反應、科學分析。（3）城市公共場所的選取和劃分。城市公共場所和設施的規劃和建造直接影響到廣大市民的日常生活和出行，位置的選擇和布局的安排至關重要。利用GIS技術的綜合空間分析能力，可以直觀的對城市進行規劃。例如對商業區的規劃中，可以利用GIS技術對象應當地形，走向進行分析，并綜合該地的具體經濟數據、人流量、交通狀況等，確定出最佳位置。（4）市政建設。數字化的城市建設將會帶來更加方便、快捷、透明度更高的城市相關工作的進行，有效提高城市建設工作和政府相關部門工作的透明度，廣大市民可以通過瀏覽網頁的方式積極的參與到城市建設的工作中來，起到監督和提醒的作用，也為城市的數字化建設奠定了良好的法律基礎和群眾基礎。然而，雖然GIS技術應用廣泛，也比以往的分析手段精確和快速的多，但仍存在諸多的問題：（1）城市基礎建設不足阻礙了GIS的應用。受限于我國目前的城市建設現狀，一些經濟條件、地域條件較差的城市根本無法滿足數字城市建設所需的基礎網絡建設和基礎空間數據產生等相關內容的要求，GIS技術無實施的足夠空間。（2）GIS的功能問題。當前以城市相關數據的采集、存儲、管理和查詢檢索功能為主的GIS，不能滿足社會可持續發展在空間分析、預測預報、決策支持等方面的要求，直接影響到GIS的實際應用效果和生命力。（3）GIS模式存在的問題。傳統GIS模型是按照計算機的方法對客觀世界的地理空間進行的分割，使得人們對地理空間的認知模型與計算機中形成的數據模型不能達成良好的對應關系，難以表達復雜的地理實體。隨著GIS應用需求領域的不斷拓展及計算機技術的迅速發展，對空間數據模型和空間數據結構提出了更高的要求，使得傳統的地理空間數據模型力不從心，逐漸暴露其應用弊端。（4）三維GIS模型及可視化問題。目前應用的GIS軟件的圖形顯示大多是基于二維平面的，即使是三維效果顯示也是采用DEM的方法來進行處理，以表達出地形的起伏，但涉及到人工現象顯得無能為力。

3.對GIS技術在數字城市建設過程中應用的相關思考與建議

不可否認，GIS技術在數字化城市建設中起到了至關重要的作用，但是，城市的數字化建設融合了多方面的社會因素、環境因素等，單純依靠一項技術來解決整個城市規劃建設中的各種復雜的經濟、政治、文化等多方面的問題也是不可能的。所以，過分的依靠GIS技術進行城市的數字化建設是不可取的。而且，雖然有GIS技術這樣較為先進的科學技術，但城市規劃的其他相關技術和實施等都相對處于一個較低的技術水平，各方面不能組成一個有機的整體，配合不夠緊密，也就難以實行城市數字化建設工作的快速有效進行。另外，因為起步較晚，以及發展時間不夠長相關專業人才缺乏等原因，我國GIS技術的發展與國外一些國家相比始終不夠快速。所以，為了最大程度挖掘GIS技術在數字城市建設上的潛力，使其更好在城市數字化建設中發揮出應有的作用，我們要加快對其的研究和開發并做好相應的基礎建設工作。（1）做好城市的基礎建設，建立信息化有關標準，為GIS技術的發展打下良好的基礎。（2）加大對空間數據庫的建設力度，合理進行數據管理，為GIS技術提供可靠的數據支持，保證其在城市建設中對相關數據的及時整合、利用。（3）積極進行技術整合，將GIS技術與其數字城市建設相關信息系統及網絡進行結合，彌補GIS在技術上面的一些限制和不足，提高其在數字城市建設中的綜合應用效果。（4）成立專門的空間數據管理機構，統一管理相關基礎數據，避免重復建設和重復投資。并加大對相關技術的開發和專業人才的培養力度。

4.結語

目前，GIS技術已經被廣泛的應用于城市的數字化建設中來，而將來，隨著數字城市建設的不斷發展，GIS的應用將會向著更全面更深入的方向發展。所以，我們要積極地對數字城市建設過程中GIS的應用存在的問題進行分析并采取相應的解決辦法，例如建立健全各項機制，建設數據庫，加大相關人才培養力度等，為建設更好的數字城市而努力。

參考文獻：

[1]張石.城市規期中GIS 技術的應用[J].黃山學院學報，2006，8（3）：89-92.

[2]王凈，江剛武.GIS 在數字地球時代的新發展[J].地理空間信息，2005（04）：13-15.