地理空間信息技術在智慧城市中的應用思考

文/孫海濱、丁港 山東正元數字城市建設有限公司 山東煙臺 261400

1、前言

在智慧城市建設過程中，地理空間信息技術的應用是一項綜合性較強的系統性工作，如何取得最為理想的效果，保障智慧城市建設的順利進行，備受業內人士關注。本文從實際出發，結合相關先進理念，對該課題進行了深入研究，闡述了個人的幾點認識。

2、智慧城市測繪地理信息基礎設施

智慧城市測繪地理信息基礎設施，為智慧城市提供地理空間定位參考、專題業務信息處理參照和直觀形象可視化表達，主要包括：空間坐標參考系統框架進一步完善，建成覆蓋全域的大地測量、高程基準、重力系統、深度基準和時間系統框架；對多分辨率多時態觀測與分析手段進一步豐富，利用空-天-地一體化智能傳感器網絡全面多尺度地獲取高分辨率、高光譜的地理信息，集成人口、法人、宏觀經濟等專題，形成動態鮮活的時空大數據；地理信息空間分析與服務模式進一步擴展，全面提升智慧物流、智慧醫療、智慧城管、智慧電網等應用的支撐水平；地理信息決策分析和支撐功能進一步優化，擴充傳統地理信息系統輔助決策、虛擬展現、宣傳咨詢等方面的應用機制和能力。

智慧城市的建立可解決城市中現存的嚴重問題，改善市民生活環境與質量，提高城市化水平，具體方面有：智慧交通能高效合理利用道路資源從而緩解交通擁堵問題，并輔助及時處理交通事故；智慧城管可以更有效地實現城市網絡化管理和服務；智慧醫療可以有效解決市民“看病難看病貴”、患者與醫生間難以溝通等現實問題。智慧城市將利用80%關聯的地理信息，滲透到城市的各個方面，形成生活、產業發展、社會管理的新模式和新形態。

智慧城市測繪地理信息基礎設施，應加快推進政府云計算中心和基礎信息共享工程建設，增強信息基礎資源的整合和共享能力；加強基于地理信息平臺的電子政務頂層設計，研究集成豐富空間數據資源及地理語義的架構；推進人口、法人、宏觀經濟等基礎信息系統建設，整合統計、民政、公安、工商、經發等相關部門專題信息，建立基礎數據標準化和規范化機制，重點建立自然資源和地理空間基礎信息時空數據庫，為智慧城市時空信息云平臺建設提供基礎支撐。

3、地理空間信息技術在使用中的優勢分析

3.1 地理空間信息資源的集合

測繪地理信息領域囊括了空、天、地各個方面，并實現了空、天、地一體化的發展，這使得對地觀測的數據量逐漸加大。而其中設計到的領域也十分的豐富，包括經濟、文化、社會、水利建設等多個領域。所以，其數據量不僅十分龐大，且種類繁多，來源也極為廣泛，數據更新速度也很快。面對如此豐富的大數據，常規的軟件系統無法進行數據的全面攝取，地理空間信息技術的應用能有效的實現地理空間信息數據整合，從而實現數據的綜合管理與開發利用。

3.2 一站式公共服務平臺的構建

傳統的地理信息系統根據已有空間數據和任務需求，建立空間數據庫和消息交互平臺，定義信息分析處理模式，完成地理信息處理任務，其弊端在于以數據的拷貝或交換為共享基礎，限制了部門應用和信息化建設。而在面向服務架構SOA中，主要包括三種角色：服務提供者、服務代理者和服務請求者，分別對應服務發布、查找和綁定三種行為。地理信息公共平臺作為一個整體，提供一站式服務，即服務提供者可以定制使用服務，服務使用者也可以向平臺注冊自定義服務。在開放地理信息和互操作方面，OGC提供了地理數據向可方便訪問和操作的WebService轉換的解決方案，并針對這些標準的地圖服務，制訂了一系列的空間過濾規范和地理處理規范等。

數字城市地理空間信息共享框架的邏輯模型，可將ShapeFile文件、Oracle空間數據庫或PostgrSQL數據庫等分布式存儲的地理數據，通過分布式GIS服務器，發布為符合OGC規范的數據服務和功能服務，并建立分布式、一站式的地理信息公共服務平臺。

3.3 面向任務的以人為本智能應用

智慧城市應用的主要特點是智能化和自動化，開放網絡環境下的空間信息服務將為用戶使用地理數據和進行空間分析提供靈活的方式，通過集成語義推理，廣泛推廣各類專題業務的智能應用。建立以自然語言為輸入的智能GIS，通過理解自然語言詞匯對應的空間實體之間空間關系的形式化描述，得到所需的用自然語言表達的查詢結果，有助于提升空間信息公共服務平臺及智慧城市的智能化水平。

面向自然語言的空間關系推理主要有空間關系描述、空間關系自然語言形式化表達、空間關系自然語言查詢語句轉換及自然語言查詢接口等，在將空間對象抽象為不具有地理語義的空間幾何體時，需要同時考慮不同地理特征類型所引起的語義差別影響。地理空間信息不僅僅是具有簡單的點、線、面的幾何和屬性特征的實體，而且更重要的是具有一定地理語義特征的實體，其描述和表達受到地理本體所屬類型和語言環境的影響。

地理本體是地理空間信息領域共享概念模型的明確的形式化規范說明。構建地理信息元數據本體以對地理數據服務語義描述，并進行空間信息服務的自動發現，根據概念間的特征相似度、語義距離相似度和語義重合相似度進行匹配組合。

結語：

總之，在當前各種條件下，地理空間信息技術應用工作的實踐中依舊存在著多方面的問題，我們應該從這些問題的實際情況出發，深刻分析其產生的多方面原因，統籌并進，多措并舉，克服該項工作中的諸多難點問題，進而獲得最為優化可行的智慧城市構建實施策略與效果。