智慧城市時(shí)代中的GIS

李悅武毅

(中國(guó)海洋大學(xué)工程學(xué)院 山東 青島 266100)

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智慧城市時(shí)代中的GIS

李悅武毅

(中國(guó)海洋大學(xué)工程學(xué)院 山東 青島 266100)

地理信息技術(shù)和服務(wù)在“智慧城市”建設(shè)中起著重要的作用，GIS作為處理地理信息的重要工具，借助其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的可視化利用和體系化分析，使得數(shù)據(jù)分析更加便捷。GIS對(duì)智慧城市的發(fā)展來(lái)說(shuō)具有十分重要的作用。

GIS；智慧城市

一、引言

根據(jù)聯(lián)合國(guó)人口預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)，全球居住在城市的人口數(shù)將由目前的37億，逐步攀升至2050年的63億，約占全球總?cè)丝跀?shù)70%；隨著城市人口日漸增加，造成人口過(guò)度集中膨脹所面臨的交通堵塞、空氣污染、環(huán)境保護(hù)，教育及醫(yī)療資源缺乏、安全防災(zāi)等重大挑戰(zhàn)，因此如何運(yùn)用更智慧、更創(chuàng)新及更有效率的方式來(lái)治理城市，提升居民生活質(zhì)量、已成為全球各城市亟待解決的問(wèn)題。我們生活在城市之中，幾乎生活中所有的事情都在地球上發(fā)生，幾乎所有信息都與空間有關(guān)。地理信息技術(shù)和服務(wù)在“智慧城市”建設(shè)中起著重要的作用，地理信息是智慧時(shí)代重要的基礎(chǔ)信息。智慧城市是城市現(xiàn)代化發(fā)展的新階段，是數(shù)字城市或城市信息化的高級(jí)發(fā)展階段，需要數(shù)據(jù)作為支撐。對(duì)于智慧城市必須基于以數(shù)字化為基礎(chǔ)的城市，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化必須用到GIS。GIS成為建設(shè)智慧城市的有力的工具，空間數(shù)據(jù)可以管理，可以分析，通過(guò)地圖和輔助決策在整個(gè)智慧城市的建設(shè)中起到了關(guān)鍵作用。

二、基本概念及研究現(xiàn)狀

(一)GIS

地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為GIS，是一套用來(lái)儲(chǔ)存、管理、分析、展示地理資料的電腦系統(tǒng)。它的應(yīng)用層面廣泛，凡是需要涉及地理因子或空間資料的問(wèn)題，都可以利用GIS來(lái)輔助決策與規(guī)劃管理工作。如：為土地規(guī)劃利用、城市與區(qū)域規(guī)劃評(píng)價(jià)、資源評(píng)價(jià)與管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃提供管理決策服務(wù)。地理信息系統(tǒng)的組成包括地理資料庫(kù)、電腦硬件、軟件系統(tǒng)、專業(yè)人員以及作業(yè)程序。

(二)智慧城市

智慧城市的定義，通過(guò)數(shù)字空間的溝通和互動(dòng)使城市有最大限度地解決問(wèn)題，以創(chuàng)新的技術(shù)提供服務(wù)，使用遠(yuǎn)程信息處理、傳感器、RFID技術(shù)、智能電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)更好的能源運(yùn)用，以及以高速通信作為核心，提供市民及商業(yè)服務(wù)。解決不斷增長(zhǎng)的城市需求，并提供市民、企業(yè)、政府高效而透明的溝通渠道，使政府可高效率進(jìn)行城市管理。在IBM關(guān)于智慧城市網(wǎng)站中，更將智慧城市視為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，分為規(guī)劃管理(安保系統(tǒng)、智慧建筑、政府機(jī)構(gòu))、基礎(chǔ)建設(shè)(能源與水管理、減少環(huán)境沖擊、提供合理的交通環(huán)境)和市民滿意(社會(huì)福利與健康、零售客制化、教育)三個(gè)面向，串聯(lián)成一個(gè)相互聯(lián)系的生態(tài)圈，并推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)增長(zhǎng)，成為一個(gè)智能的城市。

新加坡是亞洲較早運(yùn)用信息技術(shù)打造智慧城市的城市之一。當(dāng)?shù)卣庾R(shí)到自己土地狹小資源有限的劣勢(shì)，積極采取信息技術(shù)充分發(fā)展現(xiàn)代教育、基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面。都柏林、斯德哥爾摩、布里斯班也分別采用了智能系統(tǒng)和預(yù)測(cè)工具來(lái)減少交通阻塞與空氣污染問(wèn)題；美國(guó)第一個(gè)智慧城市地迪比克，建立了城市智慧水、電、運(yùn)輸系統(tǒng)，提高城市服務(wù)效率；巴西的圣保羅、馬耳他市也在IBM協(xié)助下，建立了城市內(nèi)供水供電的智慧系統(tǒng)，并且可以有效偵測(cè)市區(qū)管線漏水問(wèn)題。

2009年，溫家寶總理在首都科技大會(huì)上首次對(duì)智慧地球等概念做出了目標(biāo)展望；2011年至2012年間先后制定并制定了《智能城市指標(biāo)體系1.0》、《關(guān)于開展國(guó)家智慧城市試點(diǎn)工作的通知》；2013年確定了200個(gè)左右的國(guó)家智慧試點(diǎn)城市；到2020年，建成一批有特色的智慧城市，在保障和改善民生，提高社會(huì)管理服務(wù)水平有顯著成效。

(三)GIS在智慧城市中的作用

近年來(lái)智慧城市的議題不斷地在全球各地延燒，智慧城市是一個(gè)城市發(fā)展的新思維及新思路，它以全新角度來(lái)看待城市的永續(xù)發(fā)展；智能城市系透過(guò)資通訊創(chuàng)新科技之運(yùn)用，以智慧為核心，秉持環(huán)保節(jié)能減碳理念，建構(gòu)智能型基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，有效提升城市運(yùn)作效能，并帶動(dòng)整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。地理信息系統(tǒng)(GIS)是土地利用、警政消防、防災(zāi)決策、城市規(guī)劃、交通管理等方面等所倚重的輔助工具，在建設(shè)智慧城市的過(guò)程中起到了巨大的作用。GIS的一項(xiàng)重要功能在于描述和構(gòu)建城市的地形來(lái)建立其相關(guān)的模型，是借助于相關(guān)設(shè)備對(duì)所要求的建筑以及道路規(guī)劃進(jìn)行的三維的描述；在GIS平臺(tái)下，使得當(dāng)下的規(guī)劃對(duì)未來(lái)的場(chǎng)景規(guī)劃更為細(xì)致，使得城市規(guī)劃更加符合要求和美觀。GIS技術(shù)為智能城市的建設(shè)提供基礎(chǔ)信息，實(shí)現(xiàn)信息集成和動(dòng)態(tài)管理可以應(yīng)用到城市交通、環(huán)境保護(hù)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、公安系統(tǒng)以及常用基礎(chǔ)設(shè)施等各個(gè)方面，在城市之中人們大多數(shù)的活動(dòng)都與地理信息相關(guān)。GIS技術(shù)為智能城市的各個(gè)領(lǐng)域提供強(qiáng)大的智能決策服務(wù)，大幅度提高信息流通的時(shí)效性，信息資源完備可靠。

(四)智慧城市中的GIS的新使命

建設(shè)智能城市涉及到的方面眾多，必須要以其他技術(shù)相結(jié)合，才能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)生活的各種需求，更廣泛的應(yīng)用與交通、環(huán)保規(guī)劃、公共安全等等。建立GIS已經(jīng)不是一兩個(gè)人能夠完成的，尤其是建立智慧城市更是一個(gè)龐大的工程，需要更多的參與，完善數(shù)據(jù)庫(kù)建立豐富的組件庫(kù)。使GIS成為智慧城市的空間信息支撐平臺(tái)，智慧城市需要更加豐富和完善的空間信息的分析、處理和服務(wù)機(jī)制，這就賦予GIS新的使命。建立智慧城市需要大量的地理信息支撐，對(duì)GIS提出了新的挑戰(zhàn)，云計(jì)算結(jié)合GIS能夠提升GIS的數(shù)據(jù)管理和處理的能力。云GIS技術(shù)會(huì)使傳統(tǒng)地理信息數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、處理變得高效快捷；通過(guò)移動(dòng)GIS技術(shù)可以實(shí)時(shí)方便的查看地理信息數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以便捷的采集數(shù)據(jù)，地理信息數(shù)據(jù)精度高，可在智慧城市建設(shè)的多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用；面向城市運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)信息的有效承載，急需從外到內(nèi)構(gòu)建一個(gè)活生生的實(shí)時(shí)三維GIS。實(shí)時(shí)三維GIS自然就成為各種動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)接入、加載、時(shí)空關(guān)聯(lián)與融合計(jì)算的引擎，是智能城市的神經(jīng)中樞，更是城市安全的關(guān)鍵保障，因此成為新一代GIS的主要標(biāo)志。GIS已經(jīng)形成二維GIS、三維GIS與實(shí)時(shí)GIS交相輝映的多維動(dòng)態(tài)表示新格局，將大立體、高動(dòng)態(tài)的現(xiàn)實(shí)世界更加全面準(zhǔn)確地映像到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)揮其特有的功能，更好地為大眾服務(wù)；移動(dòng)GIS可隨時(shí)瀏覽地圖數(shù)據(jù)，使GIS平臺(tái)數(shù)據(jù)無(wú)縫集成，快速完成數(shù)據(jù)采集，做出決策，移動(dòng)GIS可采集高精度位置信息，支持離線GIS數(shù)據(jù)的復(fù)雜編輯和制圖及業(yè)務(wù)集成，成果可應(yīng)用到城市管理、環(huán)保、應(yīng)急、交警、消防、交通等領(lǐng)域。

四、結(jié)束語(yǔ)

智慧城市已經(jīng)是我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)中一個(gè)重要的目標(biāo)，在建設(shè)智慧城市的大背景下，對(duì)地理信息系統(tǒng)提出了新的發(fā)展目標(biāo)，帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，需要對(duì)GIS做出更多的研究為建設(shè)智慧城市做出更多的努力。

[1]朱慶.三維GIS及其在智慧城市中的應(yīng)用[J].地球信息科學(xué),2014,16(2):151-157.

[2]陳雷鳴.基于BIM和GIS的智慧城市探索[J].土木建筑工程信息技術(shù),2016,8(6):91-95

李悅(1993-)，女，漢族，黑龍江雞西人，碩士研究生，中國(guó)海洋大學(xué)工程學(xué)院，研究方向：建筑工程管理。