新型智慧城市建設(shè)背景下地理信息系統(tǒng)應(yīng)用研究

楊林林

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System ， GIS）是一種以計(jì)算機(jī)軟、硬件為基礎(chǔ)，收集、分析并保存空間地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。研究證實(shí)，該系統(tǒng)既能夠用于現(xiàn)實(shí)空間的模擬與表達(dá)，還具備分析、處理空間數(shù)據(jù)的功能，將其用于打造新型智慧城市以及數(shù)字中國(guó)的項(xiàng)目中，可以使建設(shè)水平得到明顯提升。

一、研究背景

事實(shí)證明，GIS的出現(xiàn)，較大程度提升了城市智慧化水平、城市管理效率和城市服務(wù)質(zhì)量。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，外國(guó)學(xué)者的研究重心主要落腳于技術(shù)層面，包括但不限于計(jì)算數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)還有保存數(shù)據(jù)的技術(shù)，我國(guó)學(xué)者普遍更關(guān)注應(yīng)用層面，研究?jī)?nèi)容以如何拓展應(yīng)用領(lǐng)域、如何使大數(shù)據(jù)與GIS得到充分結(jié)合為主。本文以現(xiàn)有研究為基礎(chǔ)，圍繞將GIS系統(tǒng)用于新型智慧城市項(xiàng)目的技術(shù)要點(diǎn)展開討論，希望能夠給人以啟發(fā)，為日后相關(guān)工作的高效開展提供有力支持。

二、應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的意義

現(xiàn)階段，基于GIS打造新型智慧城市，助力數(shù)字中國(guó)建設(shè)成為大勢(shì)所趨，下文選擇從建設(shè)需求、系統(tǒng)功能出發(fā)，對(duì)應(yīng)用該系統(tǒng)的意義進(jìn)行總結(jié)，以供參考。

（一）收集保存數(shù)據(jù)

應(yīng)用GIS系統(tǒng)和技術(shù)可以降低有關(guān)部門收集、保存建設(shè)新型智慧城市所需數(shù)據(jù)的難度，通過實(shí)時(shí)收集并處理數(shù)據(jù)的方式，為相關(guān)工作提供分析、判斷支持，同時(shí)為城市建設(shè)質(zhì)量以及速度提供有力保障。收集數(shù)據(jù)層面，該系統(tǒng)能夠利用衛(wèi)星、無人機(jī)等收集地理信息，將所收集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖表信息，用以支撐政府部門決策。這里要明確一點(diǎn)，即：該系統(tǒng)既具備收集地貌、地形相關(guān)數(shù)據(jù)的功能，還支持檢索地質(zhì)資料屬性的操作。

保存數(shù)據(jù)層面，該系統(tǒng)用到了多種信息技術(shù)，這也決定了其能夠分類保存大量數(shù)據(jù)信息，由此保證數(shù)據(jù)資源能夠得到便捷且科學(xué)的應(yīng)用。GIS往往涉及兩種不同類別的數(shù)據(jù)，分別是柵格數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)。

（二）快速查詢數(shù)據(jù)

作為信息管理系統(tǒng)的分支，GIS系統(tǒng)的核心功能是查詢數(shù)據(jù)。待數(shù)據(jù)收集、錄入的環(huán)節(jié)暫時(shí)完成，該系統(tǒng)將通過內(nèi)置功能模塊處理地理信息，通過把數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字化數(shù)據(jù)的方式，為工作人員快速查詢、獲取所需數(shù)據(jù)提供便利。考慮到地理信息的性質(zhì)相對(duì)特殊，具有信息量大、覆蓋范圍廣以及時(shí)間跨度大等特點(diǎn)，加之地理信息普遍包含三維信息，因此，常規(guī)查詢方法并不適用。對(duì)該系統(tǒng)加以應(yīng)用，能夠有效解決常規(guī)方法查詢速度慢、精度低等問題。另外，該系統(tǒng)所搭載的分析模塊，還具備以工作人員需求為依據(jù)，整理并計(jì)算數(shù)據(jù)信息的功能，通常只需要借助該系統(tǒng)，便能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得日常工作中需要使用的某類特殊屬性數(shù)據(jù)，在保證項(xiàng)目建設(shè)效率的前提下，最大程度提升數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，為日后制定決策、設(shè)計(jì)圖紙或是建設(shè)施工提供有力支持。

（三）建立三維模型

空間數(shù)據(jù)模型所反映的內(nèi)容以空間實(shí)體之間的聯(lián)系為主，可以為后續(xù)描述空間數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模式等工作提供參考。GIS所提供三維影像的可視化、立體化程度，均明顯優(yōu)于其他系統(tǒng)，三維影像更具真實(shí)感的原因有兩個(gè)，一是由其所建立的三維模型十分逼真，二是其人機(jī)交互體驗(yàn)較其他系統(tǒng)更為高效，由此可見，建立模型對(duì)降低施工管理難度具有重大意義。三維GIS的關(guān)鍵在于建立三維模型，工作人員可根據(jù)系統(tǒng)所提供影像，快速繪制出精準(zhǔn)清晰的底圖。基于該系統(tǒng)所建立模型的價(jià)值，主要體現(xiàn)在以下兩方面：一是模型既包含地貌、地形等信息，還包含水文狀況及其他特殊信息，有助于工作人員進(jìn)一步完善底圖。二是模型可以為工作人員分析地質(zhì)體信息提供便利，確保所制定規(guī)劃、措施科學(xué)且合理。

三、如何使地理信息系統(tǒng)作用得到充分發(fā)揮

在城市發(fā)展進(jìn)程不斷加快的大環(huán)境下，將GIS技術(shù)與應(yīng)用、新型智慧城市建設(shè)相結(jié)合成為大勢(shì)所趨。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)多數(shù)城市均已加入建設(shè)新型智慧城市的陣營(yíng)，要想盡快實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，建議對(duì)GIS等技術(shù)加以充分運(yùn)用，有效的方法如下：

（一）升級(jí)收集分享數(shù)據(jù)的功能

作為GIS的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)GIS功能的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生直接影響，在獲取三維模型所需數(shù)據(jù)時(shí)，既要保證數(shù)據(jù)精度，還要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。以往，獲取數(shù)據(jù)的方式以人工建模、二維建模為主，其中，二維建模需要用到CAD數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)，具有成本低、速度快的優(yōu)點(diǎn)，但受二維數(shù)據(jù)限制，模型所能發(fā)揮的作用十分有限。人工建模則有效解決了二維建模存在的問題，同時(shí)確保所建立模型具有豐富的屬性信息、理想的幾何精度，當(dāng)然，該方式也存在明顯不足，即成本高、建設(shè)周期長(zhǎng)，加之在新時(shí)期新型智慧城市高質(zhì)量發(fā)展形勢(shì)下，數(shù)據(jù)收集滯后的情況時(shí)有發(fā)生，對(duì)GIS系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的能力進(jìn)行升級(jí)迫在眉睫。有效的措施有以下幾種：其一，通過定期組織人員培訓(xùn)、升級(jí)先進(jìn)設(shè)備等方式，使系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的速度及能力得到有效提升，及時(shí)更新地理信息數(shù)據(jù)，使相關(guān)工作需求得到充分滿足。其二，共建共享數(shù)據(jù)信息。結(jié)合云技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、各級(jí)政務(wù)共享信息服務(wù)平臺(tái)及其他先進(jìn)技術(shù)，在自動(dòng)收集并更新數(shù)據(jù)的前提下，同步推進(jìn)數(shù)據(jù)資源共享，為系統(tǒng)所收集數(shù)據(jù)的精確性、時(shí)效性提供保障。其三，對(duì)處理、分析數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)加以重視，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)作為抓手，安全、科學(xué)、高效地處理并分析各類現(xiàn)狀、規(guī)劃、管理等數(shù)據(jù)，尤其是遙感影像、傾斜攝影等數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化工作人員個(gè)性化操作的服務(wù)功能模塊。

（二）建立健全相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)

從系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的相互依賴關(guān)系而言，該系統(tǒng)必須采集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，才能滿足基礎(chǔ)工作需求和建設(shè)事項(xiàng)。考慮到地理信息數(shù)據(jù)體量大，因此，要想使系統(tǒng)服務(wù)能力、整體應(yīng)用水平達(dá)到預(yù)期，還應(yīng)當(dāng)健全數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。一方面，制定并完善數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，清晰劃分類別屬性，定期按需求收集各類要素?cái)?shù)據(jù)，為系統(tǒng)各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)夯實(shí)基礎(chǔ)，確保其在規(guī)劃、建設(shè)及管理方面的作用均能夠得到充分發(fā)揮。另一方面，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)更新環(huán)節(jié)加以重視，靈活使用不同的收集、處理手段，在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的輔助下，壓縮數(shù)據(jù)更新周期。此外，如果條件允許，還應(yīng)建立糾錯(cuò)機(jī)制，彌補(bǔ)系統(tǒng)存在的不足，真正做到以數(shù)據(jù)信息所發(fā)生變化為依據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所保存數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

（三）對(duì)三維模型加以完善

與二維圖層相比，三維模型能夠使地理信息得到更加準(zhǔn)確且直接的展示，換言之，在新型智慧城市相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)過程中，采用三維模型技術(shù)，能夠明顯提升效能。現(xiàn)階段，面向新型智慧城市的GIS系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)正逐步完善，具體建設(shè)實(shí)施中，工作人員可以采取以下基礎(chǔ)性措施：首先，對(duì)收集數(shù)據(jù)的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，盡可能使數(shù)據(jù)精度達(dá)到理想水平，為日后建模提供數(shù)據(jù)支持。其次，加大科技合作與研發(fā)，深度運(yùn)用現(xiàn)有遙感自動(dòng)解譯、AI等技術(shù)，促進(jìn)融合發(fā)展，推進(jìn)三維可視化應(yīng)用，幫助城市數(shù)字化模型結(jié)構(gòu)更為完善，信息更為詳實(shí)。最后，提高三維數(shù)據(jù)接口支撐功能，三維建模過程中不僅用到地理信息數(shù)據(jù)、地下空間地質(zhì)數(shù)據(jù)、地標(biāo)景觀等數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)屬于不同類別或源自不同平臺(tái)，要求不斷優(yōu)化系統(tǒng)平臺(tái)接入支持、多源數(shù)據(jù)融合處理功能。

四、結(jié)束語

通過上文的研究可知，作為信息管理系統(tǒng)的代表，GIS系統(tǒng)在打造新型智慧城市中發(fā)揮著極為重要的作用。對(duì)該系統(tǒng)加以應(yīng)用，可以使實(shí)時(shí)收集、處理、分享還有保存數(shù)據(jù)信息的工作得到有序開展，在降低建設(shè)難度的同時(shí)，使項(xiàng)目品質(zhì)、智能化水平得到明顯提升，有關(guān)人員應(yīng)對(duì)此引起重視，根據(jù)項(xiàng)目特征和需求，對(duì)GIS系統(tǒng)加以運(yùn)用，以確保其作用得到充分發(fā)揮，為建設(shè)新型智慧城市助力。